談談這兩天關於新型冠狀病毒SARS-CoV-2「逆轉錄」的新聞。
這周有兩篇COVID-19的科研論文引起了極大社會關注，一篇是牛津關於控制COVID-19的公共衛生策略研究；另一篇是關於SARS-CoV-2會像HIV一樣逆轉錄和整合的預印本文章，這篇文章引起了一定社會恐慌，我有好幾個同學都問我這篇文章的真實性或讓我寫文章澄清。12月13日美國麻省的Whitehead研究所的分子生物學家Rudolf Jaenisch在bioRxiv上傳了一篇文章，題目是SARS-CoV-2可以逆轉錄並整合入人體的基因組中。
昨天，我最近剛提過的Jon Cohen在Science發表了一篇評論，採訪了我們HIV領域的3位教授（Yuanshi）：HIV發現者之一Robert Gallo；獲得1975年獲貝爾獎的逆轉錄過程（RT）發現者David Baltimore；Tufts大學逆轉錄病毒專家John Coffin。這三個人分別是逆轉錄、HIV病毒和HIV病毒基因組研究的奠基人。
這三位最知名的學者都認為這項研究本身沒有重大缺陷，但也認為這項研究沒有現實意義。
我常提到的Gladstone研究所的HIV轉錄調控專家Melanie Ott總結得很恰當，她說這項研究完全是在細胞系中實現的體外生物實驗。而在實驗室中的體外系統中，我們可以通過分子生物學操控基因從而實現很多反常生物現象，這篇文章所描繪的就是這種反常生物現象。而大量一線科研人員覺得這篇preprint文章只是為了吸睛，動機不純正，具體可見bioRxiv原文評論區。HIV和SARS-CoV-2屬於不同的病毒種類，具有截然不同的複製過程，但這兩個病毒都是正鏈RNA病毒。
HIV進入細胞後，在細胞質中將HIV RNA逆轉錄成為DNA，而後進入細胞核，在HIV整合酶的作用下整合入人基因組形成「前病毒」。HIV前病毒發生轉錄沉默並伴隨著細胞複製。我們把基因組中含有前病毒的細胞稱為HIV病毒儲藏庫。HIV患者服用抗病毒藥物後，患者外周血和組織中的游離病毒可被全部殺滅，但藥物無法作用於HIV儲藏庫細胞，因此HIV病毒儲藏庫的存在和增殖是HIV不能被治癒的原因。SARS-CoV-2則是個最典型的正鏈RNA病毒，它進入細胞後，在細胞質中利用宿主細胞核糖體直接翻譯病毒蛋白，並複製自己的基因組，全程不進入細胞核，因此SARS-CoV-2不形成前病毒，更不會形成病毒儲藏庫。
所以我在3月時就說即使患者出現「復陽」，往往也不是同一病毒在體內「潛伏」後釋放造成的。人類基因組中有一類很特殊的DNA序列LINE-1，屬於非長末端重複反轉錄轉座子（non-LTR retrotransposon），約佔人體基因組的1/3。這類序列在靈長類動物體內進化了大約8千萬年，與HIV等逆轉錄病毒具有較高同源性。因此科學家猜想靈長類動物之前可能普遍感染了類似於HIV的逆轉錄病毒，而自然選擇保留了感染病毒後的倖存者（類似於感染HIV後不發病的精英控制者）。這些倖存者的後代攜帶著整合入人類基因組的逆轉錄病毒DNA，而後這些病毒DNA逐漸成為了人類基因組的一部分。因此，如果人類不幹預HIV流行，也許幾百萬年後，HIV DNA也可能會成為人類基因組的一部分。Rudolf Jaenisch的研究應用了實驗室中最常見的細胞系293T。
如果給293T細胞系轉染人類LINE-1（CMV-LINE1 or 5』UTR-LINE1）或轉染HIV逆轉錄酶基因，則細胞系中的正鏈SARS-CoV-2 RNA會被逆轉錄為DNA。而後他證明，如果給易感冠狀病毒的細胞系Calu3中加入特定培養基成分後（右圖）培養，再用SARS-CoV-2感染這一細胞系，則可激活Calu3細胞系中的LINE-1表達，從而幫助SARS-CoV-2 RNA逆轉錄成為DNA。這兩個實驗幾乎是這篇文章的全部實驗內容。
我們知道給細胞系中轉染基因表達載體是一個人工行為，因此給293T細胞轉染LINE-1本身並無現實意義；所以這篇文章的關鍵數據是激活Calu3細胞系中的LINE-1表達，但是這個過程需要在極端苛刻的培養條件下實現，文中作者用了將近3頁的篇幅敘述這一培養基的成分和培養方式（右圖）。因此，這也是一個人工過程。而且Calu3不是人的呼吸道上皮細胞，與人呼吸道上皮細胞LINE-1表達情況完全不同。
在苛刻的人工培養條件下，體外的Calu3細胞系中的SARS-CoV-2感染可以激活LINE-1對該病毒的逆轉錄過程，這一現象極難轉化為自然情況下人體感染SARS-CoV-2的情況。生物醫學不是嚴格意義上的邏輯科學，因此總有例外發生，比如我們之前認為冠狀病毒患者在中和抗體形成後不會發生重複感染，但隨著全球SARS-CoV-2感染者數量接近7300萬，不斷有抗體產生後的重複感染個例被報導，因此，我們無法排除這種百萬分之一的可能。同理，在幾千萬人的感染者群體中，會不會有患者的LINE-1被激活從而發生逆轉錄（比如一個超高HIV病毒載量的患者共感染了SARS-CoV-2），這種情況的出現可能比抗體形成後的重複感染更加罕見；但即使有也不應該意外，因為任何零星概率的事件在超大樣本量作為基數的情況下都有可能發生。
然而，即使真有個例出現，也不需要驚恐，因為這缺乏流行病學意義。其實最簡單的驗證方法，就是對大量急性期COVID-19患者呼吸道樣本進行LINE-1表達檢測然後用非RT的PCR檢測這些患者的SARS-CoV-2 DNA。
小結：
美國麻省的Whitehead研究所的分子生物學家Rudolf Jaenisch在bioRxiv上傳了一篇文章，題目是SARS-CoV-2可以逆轉錄並整合入人體的基因組中。
三位最知名的學者都認為這項研究本身沒有重大缺陷，但也認為這項研究沒有現實意義。
聲明：本文轉自「Hanson臨床科研」，文章轉載只為學術傳播，無商業用途，版權歸原作者所有，如涉及侵權問題，請聯繫我們，我們將及時修改或刪除。
沃斯(WOSCI)由耶魯大學博士團隊匠心打造，專注最新科學動態並提供各類科研學術指導，包括：前沿科學新聞、出版信息、期刊解析、論文寫作技巧、學術講座、論文潤色等。