撰文 | 唐小糖

責編 | 兮

COVID-19疫情爆發以來，已發現多項SARS-CoV-2脫落時間延長的案例，也有研究發現，在初次感染康復後幾周到幾個月，核酸檢測會再次呈現陽性結果，由於嚴格的隔離措施以及無法分離到傳染性病毒，表明很多案例可能為“復陽”而非“再感染”，但其機制至今仍未闡明清楚。

SARS-CoV-2作為正鏈RNA 病毒，利用RNA依賴性RNA聚合酶（RdRp）複製其基因組RNA和轉錄其亞基因組RNA，而不排除這樣一種可能性，即SARS-CoV-2的RNA可以被逆轉錄並整合到人類基因組中，整合後的轉錄因此造成了核酸檢測“復陽”。

2020年12月13日，MIT的Rudolf Jaenisch在bioRxiv上線上了一項題為“SARS-CoV-2 RNA reverse-transcribed and integrated into the human genome”的研究論文，似乎提供了SARS-CoV-2可能透過逆轉錄並整合到人類基因組的證據，該論文尚未透過同行評議。

研究人員首先分析了資料庫中SARS-CoV-2感染細胞的RNA-seq資料，在包括肺、心臟、大腦、胃組織來源的細胞和類器官，以及直接來源於COVID-19患者的支氣管肺泡灌洗液樣本中，發現了宿主與病毒轉錄本嵌合的證據，且丰度與病毒RNA水平顯著正相關。主要的嵌合處為SARS-CoV-2亞基因組丰度最高的N 蛋白RNA（N RNA），這些分析結果暗示SARS-CoV-2的RNA可能會逆轉錄並整合到宿主基因組中，因而出現了宿主和病毒嵌合轉錄本。

圖1. SARS-CoV-2感染細胞的RNA-seq資料具有宿主和病毒嵌合轉錄本

接下來，研究人員又提供了實驗證據，在SARS-CoV-2感染的過表達人LINE-1或HIV-1逆轉錄酶（RT）的HEK293T細胞中，透過FISH（熒光原位雜交）利用N RNA的PCR引物對純化的細胞基因組DNA進行檢測，發現細胞過表達CMV啟動子驅動的LINE-1，其N序列訊號強度比自然啟動子或HIV-1 RT高8倍。靶向N RNA熒游標記核苷酸的單分子RNA-FISH也確認了這一結果，過表達逆LINE-1的細胞的細胞核熒光強度更高。

圖2. SARS-CoV-2 RNA逆轉錄和整合

研究人員在SARS-CoV-2感染的細胞RNA-seq資料中也發現了LINE-1元件的上調，與嵌合轉錄本的丰度相關，同時利用LINE-1特異性引物確認了這一結果，SARS-CoV-2感染的Calu3細胞中的LINE-1水平高3到4倍，在Calu3細胞基因組中也檢測到了逆轉錄整合的N序列。此外，研究人員還發現細胞因子誘導可以上調LINE-1的水平。

圖3. SARS-CoV-2感染和細胞因子誘導上調逆轉錄酶LINE-1

總而言之，本研究主要發現SARS-CoV-2感染或細胞因子誘導可以上調逆轉錄酶LINE-1的水平，這可能作為SARS-CoV-2逆轉錄並部分整合到宿主基因組的理論基礎。研究人認為RNA-Seq和smRNA-FISH結果支援這一結論，並認為逆轉錄插入的SRAS-CoV-2序列很可能是亞基因組片段（N序列），而不會產生感染性病毒，或可為“復陽”現象提供了一個可能的解釋。

值得注意的是，該論文線上後引起了廣泛討論，有研究者認為資料庫中的“嵌合轉錄本”證據不足，且體外過表達實驗不能夠代表體內真實結果。重要的是，作者未展示跨越整合部位的基因組序列和靶點重複以及poly-A尾巴或gtfo（reuteransucrase gene, high hydrolysis/ transferase activity ratio and synthesizes a branched glucan (reuteran) containing the highest amount of glucosidic linkages reported to date）。

原文地址：

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.12.12.422516v1