為何少數新冠康復者仍檢測陽性?麻省理工學院:病毒反轉錄嵌入人體DNA

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病毒的反轉錄現象

根據遺傳中心法則定義:DNA 經轉錄作用產生 RNA, RNA 再轉譯形成蛋白質。RNA 反轉錄現象有別於上述原則,一些 RNA 病毒本身帶有反轉錄酶(reverse transcriptase),在進入宿主體內後,能將自身遺傳物質 RNA 透過反轉錄作用形成 DNA,嵌入宿主基因體。現今常見的腺病毒載體疫苗,即是利用病毒反轉錄的原理設計。

新冠病毒反轉錄嵌入宿主基因組

由美國麻省理工學院懷海德生物醫學研究所(Whitehead Institute for Biomedical Research)與國家癌症研究所(National Cancer Institute)共同執行的研究指出,當人被新冠病毒( SARS-CoV-2)感染時,該病毒 RNA 有可能會反轉錄成 DNA,並且與人類宿主 DNA 嵌合,可見新冠病毒也是一種 RNA 反轉錄病毒。相關成果刊登於《Proceedings of the National Academy of Sciences》。

該研究團隊進行奈米孔長序列定序(nanopore long-read sequencing)、 Illumina 雙端長全基因組定序 (paired-end whole genomic sequencing)與 Tn5 標籤基礎的 DNA 嵌合點強化定序( Tn5 tagmentation-based DNA integration site enrichment sequencing)三種方法,都發現新冠病毒 RNA 嵌合進宿主基因組,形成病毒–宿主嵌合體轉錄本(viral-host chimeric transcript)。

事實上,許多動物體內都可以發現非反轉錄 RNA 病毒的基因序列,這種基因嵌合形式,與透過長散布胞核元件(long interspersed nuclear element 1, LINE 1)反轉錄轉座子,將病毒 DNA 植入宿主生殖線細胞,釋放相同訊號。也就是動物內生性的病毒遺傳序列,和透過 LINE 1 反轉錄轉座子人工調控的基因嵌入,顯示出類似的機制。

新冠病毒基因體「嵌合」人體 DNA 與「復陽」有關?

該研究結果可望解釋新冠感染者「復陽」的現象,也就是患者復原後,一段時間後接受 PCR 檢驗又呈現陽性反應的可能原因。該研究團隊推論,檢測會反覆偵測到病毒 RNA ,卻沒發現病毒在人體內複製是由於病毒的小片段 RNA ,可能透過反轉錄作用嵌合進入宿主 DNA,進而造成復陽的結果。

針對新冠病毒 RNA 嵌合進入人體基因組的發現,研究團隊指出 2 方面後續效應。首先,這可能危及感染者的免疫系統,嚴重的話會引發自體免疫疾病。另外,這也顯示病毒 DNA 嵌入和其他因病毒自然感染所引發的疾病的關聯,例如登革熱和流感病毒。

爭議

然而,這項研究成果引發了不小的爭議。這當中主要有 2 股批評聲浪。 

其一是研究方法的合理性問題,批評者認為此項實驗有研究方法上的瑕疵,批評者透過證據指出,該實驗結果顯示的病毒與人類基因嵌合體,是透過實驗方法誘導的產物,而不是如研究團隊宣稱,為病毒反轉錄的直接結果,因此可信度不高。

另一方面,從防疫的考量來說,批評者認為這項研究的論點會降低公眾施打疫苗的意願,例如 mRNA 疫苗可能嵌入接受疫苗者基因的安全疑慮,將助長反疫苗聲量。

儘管以上研究論點正反搖擺仍是個爭點,可以確定的是未來新冠病毒檢測方式與疫苗設計上,將需要互相修正以跟進前沿研究進展。

延伸閱讀:新冠病毒如何感染口腔細胞?無症狀患者可能透過唾液傳染給其他人

參考資料:
1. https://www.news-medical.net/news/20210510/Researchers-show-SARS-CoV-2-genes-can-be-integrated-into-the-human-genome.aspx
2. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021; https://www.pnas.org/content/118/21/e2105968118#sec-5
3. https://www.sciencemag.org/news/2021/05/further-evidence-offered-claim-genes-pandemic-coronavirus-can-integrate-human-dna

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