导语：最近，大家不是在“阳”就是在“养阳”的路上。很多第一波阳过的人有一些奇怪的经历：明明已经从新冠中康复，却在几日甚至几周后莫名其妙地在核酸检测中又检出了阳性。难道是重复感染？还是没好利索？有没有传染性？对身体有什么影响？是普遍性的还是个例？麻省理工学院生物学实验室将会解答您的疑惑。
奇怪的“复阳”：体内没有新冠病毒，核酸检测却呈阳性
为了弄清楚“复阳”的原因，科学家们对新冠康复患者进行了严格隔离的队列研究。研究表明，一些“复阳”病例不是由新冠病毒的再感染引起的。此外，在这些核酸检测呈阳性的病人身上，并没有分离出具有复制和传播能力的病毒。那么，新冠病毒RNA持续及反复产生的原因到底是什么呢？
在病毒没有繁殖的情况下，新冠病毒RNA持续被检出的一个可能解释是：在某些情况下，病毒亚基因组RNA的DNA拷贝可能通过逆转录机制整合到宿主细胞的DNA中。整合到人类基因组中的新冠病毒DNA拷贝，可以再次转录成新冠病毒RNA。这可能是在最初感染的新冠病毒被清除很久之后，核酸检测仍呈阳性的原因。事实上，在许多脊椎动物物种的基因组中已经检测到非逆转录病毒RNA病毒序列。新冠病毒并不是唯一一种整合到人类基因组中的病毒，我们体内约有8%的DNA是由古代病毒的残余组成。
美国病毒学专家、前美国陆军研究所病毒系实验室主任林晓旭博士表示：“如果RNA病毒本身的遗传信息能够表达出逆转录酶，就可以把RNA逆转录成DNA，进而嵌入人体的染色体之中。例如，艾滋病病毒就有这样的能力。通过这个过程就能使病毒长期潜伏在人体中。在适当的情况下，插入染色体的病毒DNA片段可以被重新激活，转录成RNA，再表达出相应的蛋白质，重新组合成病毒。”
这些认知都是基于生物学经典理论--中心法则，这个理论让人们觉得mRNA疫苗并不会改变人体的遗传物质。按照中心法则，DNA会转录成RNA，RNA进一步制造出蛋白质。“从RNA到DNA”这种逆转录过程，通常不会发生，但存在于艾滋病毒这类含有逆转录酶的RNA病毒。新冠病毒是一种正链RNA病毒，却不属于逆转录病毒，它的基因组并不能表达逆转录酶。此外，它是在细胞核外完成复制环节，并不会进入到储存DNA的细胞核里面，所以多数专家认为它无法接触人类DNA，更别提与之整合。与其他乙型冠状病毒（非典及中东呼吸综合征相关冠状病毒）一样，新冠病毒利用RNA依赖的RNA聚合酶，复制其基因组RNA及转录亚基因组。
麻省理工学院：新冠病毒虽不是逆转录病毒，但却可改变人体DNA
麻省理工学院在PNAS发表的研究表明新冠病毒的基因序列可以通过逆转录过程整合到宿主细胞的基因组中，然后基因组的这些部分可以被"读取"成RNA，这些RNA可能会被核酸检测检出。
图1 研究成果（图源：[1]）
为了验证新冠病毒是否可能整合到人类基因组中，研究人员在实验室用新冠病毒感染人类细胞，然后在两天后对感染细胞的DNA测序，以查看是否包含新冠病毒的遗传物质。结果发现：3种DNA检测技术均在所有样本中检测出新冠病毒整合序列；整合进人类基因的新冠病毒序列，29％进入外显子，42％进入内含子，还有29％进入基因间序列；嵌入人体染色体的新冠病毒基因序列周围，出现一些特征性的DNA片段，这说明病毒利用了细胞的逆转录机制（转座子），比如LINE1，从而将自身的RNA逆转录成DNA，并插入染色体中。
01 新冠病毒基因整合到人类基因组中有何危害？
外显子指的是基因组中，真正能够表达出蛋白质的部分，它会影响人的外貌、胖瘦、免疫力强弱等等身体功能。欧洲病毒学专家、生物技术公司首席科学家董宇红博士表示，正常人的基因组只有1.1%外显子，而在这项研究中，新冠病毒基因整合进去的比例占了29%。新冠病毒似乎不是随机整合的，进入外显子的可能性更大。这提示可能会改变细胞的结构或功能。
02 新冠病毒基因整合到人类基因的概率有多大？
此项研究结果表明有可能只有极少数的人类细胞经历病毒整合。在另一种RNA病毒整合到宿主细胞基因组的情况下，只有百分之一的感染细胞（在0.001和0.01之间）含有整合的病毒DNA。对于新冠病毒，人类的整合频率仍然未知。此项研究的通讯作者Jaenisch表示：“新冠病毒基因整合的人类细胞的比例可能非常小，但是即使它很罕见，全球也已经有6.5亿多人被感染了，对吧？另外，我们怀疑这些整合的病毒基因是导致长期新冠的原因。因为这些整合片段可能被细胞合成蛋白质，引发一系列免疫反应。”
03 新冠病毒整合基因的关键工具--转座子是什么？
转座子有时也被称为“跳跃基因”，它是DNA中可以从基因组的一个区域移动到另一个区域的片段。在高压力、癌症或衰老期间，它们经常被激活进行“跳跃”，是基因变化的强大媒介。人类基因组中一种常见的转座子叫做LINE1逆转录转座子。LINE1是在染色体中占了很大比例的基因序列，平时大部分是不活跃的，但在特殊情况下可以变活跃，并将外源性的DNA片段嵌入人体的染色体。
林晓旭说：“一定程度上可以说新冠病毒的基因序列干扰了人体的染色体，那么mRNA疫苗将面临同样的基因整合风险，这牵涉到插入的位点是什么，被插入的基因能不能表达出来。然而，事情并非如此简单，有2个关键：插入的过程效率和发生频率。从另一方面来说，这个研究使用了不同的细胞株做体外实验，这些细胞多是由癌细胞所分化的，才能在体外环境更好地生存，所以它们的代谢机制与正常细胞有所不同。你可以理解为这是一种基因方面的毒理性，而这种毒性是无所谓的、不重要的？还是一定程度上会影响身体功能？这都需要下一步实验来证实。”
董宇红博士表示：“我们人类总是在不断的发展各种基因技术，觉得能够为人类治疗或预防疾病。值得思考的是：这些基因技术是否可能给人类带来意想不到的不利后果？外源性的mRNA进入到人体的DNA中，是否会对身体产生伤害？这种基因嵌入发生在哪种细胞？如果只是发生在个别器官，那就只会影响那个部分的细胞状态，若是发生在胚胎细胞中，就牵涉到影响下一代的问题了。这项研究我们明确的知道新冠病毒基因整合到了人类细胞中，而瑞典隆德大学的研究让人明确地看到mRNA的确也整合到人体染色体里面去了。”
参考资料：
[1]Zhang L, Richards A, Barrasa MI, et al. Reverse-transcribed SARS-CoV-2 RNA can integrate into the genome of cultured human cells and can be expressed in patient-derived tissues. Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 May 25;118(21):e2105968118. doi: 10.1073/pnas.2105968118. PMID: 33958444; PMCID: PMC8166107.
