解释为什么有些病人可能测试阳性COVID-19很久之后恢复

导致COVID-19 SARS-CoV-2,病毒,似乎已成为一个永久的存在在我们的生活中。怀特黑德研究所鲁道夫Jaenisch创始成员的实验室的研究表明,这可能是真正的在多个层面上。Jaenisch博士后Liguo张,和他的同事们已经表明,当病毒感染人,它能够将部分基因代码集成到人类基因组通过这一过程被称为逆转录。这个基因组整合是罕见的,但由于有多少数以百万计的人被感染,这可能已经发生很多次了。

在《华尔街日报》发表的一篇论文病毒2月25日,研究人员使用和比较多种方法显示SARS-CoV-2可以整合到宿主细胞的基因组。这篇文章是一个跟进Jaenisch和张的2021年的论文在美国国家科学院院刊》上提供初步的证据SARS-CoV-2基因组整合。

的原始论文旨在解决难题为什么有些人早就COVID-19仍检测呈阳性后从疾病中恢复。答案,研究人员发现,部分病毒基因组反向转录成吗人类基因组,这意味着病毒RNA转录或“读”到DNA(反向的过程),然后,DNA被缝进细胞的DNA。然后,当细胞的基因组转录成RNA,部分病毒的基因组,合并将包括,可以被一个PCR测试,导致了一个积极的结果。

为了进一步证实这个结果在上一篇文章中,描述Jaenisch和张已经执行额外的实验和分析。新论文解释了为什么一些实验测试病毒基因组整合将想出一个消极的结果,以及这如何与Jaenisch和张的结论是一致的。此外,Jaenisch和张检查是否病毒RNA放入细胞作为模型COVID-19 mRNA疫苗,也可以集成到人类基因组,并找到最初的证据表明它不能。

“这篇论文将我们的数据在一个非常坚实的基础,“Jaenisch说。“希望,它将澄清一些问题的讨论后的第一篇论文,并提供一些安慰人担心疫苗的影响。”

找一个海里捞针

寻找证据的主要挑战SARS-CoV-2融入人类基因组是这个事件似乎是非常罕见的。在新的纸,Jaenisch和张使用数字PCR的方法可以敏感地检测细胞内特定DNA序列,看看一般序列,他们将发现病毒RNA的实例被读入DNA出现在感染细胞。具体地说,他们寻找反向转录SARS-CoV-2互补DNA(互补),DNA是由原始信使rna病毒的。

数字PCR显示,每一千个细胞,反转录病毒cDNA只是出现在大约4到20个细胞。这个数字包括所有病毒的检测实例cDNA、是否整合到基因组,所以基因组整合可能甚至rarer-indeed,新的研究表明,只有一小部分的总基因组的互补脱氧核糖核酸识别是集成。

因为病毒基因组整合是如此罕见,Jaenisch和张需要使用多个互补的方法来测试它。一种方法,称为全基因组测序(WGS),能够搜索详细细胞的基因组。当它遇到病毒基因组整合的一个实例,它不仅可以识别反转录病毒序列,而且附近的两个序列的病毒序列时添加集成到基因组由共同称为LINE1逆转录复杂,编码在宿主细胞。

病毒的结合cDNA +两个附近的移动主机序列提供了确凿的证据表明病毒cDNA不仅存在而且已经整合到细胞的基因组。然而,WGS只能搜索相当于几个细胞的基因组,所以当寻找一种罕见的事件,像SARS-CoV-2集成,它经常是空的。人们怀疑这种类型的执行的第一篇论文实验,想出了一个阴性结果;Jaenisch和张并不惊讶,这是符合自己的发现当使用这种方法。

“因为人类细胞基因组覆盖全基因组测序是非常有限的,您需要运行多次测序实验为了有一个好机会检测一个病毒基因组复制,”张说。

为了充分利用WGS,过度表现LINE1 Jaenisch和张诱导细胞,细胞机械反转录病毒RNA到人类基因组。这个指数增加的病毒cDNA数量;当研究者执行数字PCR与超表达的细胞,它检测到14 -二万cDNA副本每千细胞。因此,WGS能够检测病毒cDNA +实例的两个附近的序列的基因组的签名集成在这些细胞。

病毒基因组整合的“这是明确的证据,”张说。

这种类型的实验被称为积极的控制。研究人员用它来证明,在理想的情况下,会发生他们好奇的生物现象。问题就变成了:这种现象发生在正常情况下吗?这是一些研究者提出的批评针对第一篇论文:他们不相信病毒基因组整合发生在感染者的细胞,也没有LINE1水平。

搜索变得浅但更广泛

Jaenisch和张用另一种方法来寻找证据的病毒基因组整合细胞没有LINE1超表达。的方法,称为TagMap浓缩方法和执行工具,可以分析成千上万的细胞细胞可靠地发现一种罕见的事件的证据。然而,它不能得到相同的细节全基因组测序;TagMap丰富和捕捉较短的DNA序列,所以它只能捕捉到一个附近的两个与病毒cDNA序列作为签名。然而,小段DNA,这段DNA研究人员专注于仍有整合的特性,可以作为证据。使用这种方法,Jaenisch、张检测到病毒的许多实例的互补与附近的细胞序列。

Jaenisch和张认为这些实验的结果显示病毒集成的强有力的证据。全基因组测序提供了很强的证据证明病毒基因组整合可以发生在合适的条件下。浓缩与TagMap提供相当强劲证明病毒基因组整合发生在正常细胞。

”这两种方法都有优点和缺点。你必须把它们完整的画面,”Jaenisch说。

转向疫苗

重申他们的结果后基因组整合SARS-CoV-2发生病毒感染后,研究人员想知道同样的事情也发生在mRNA的COVID-19疫苗它已经表达了担忧的第一篇论文。Jaenisch和张无法获得实际的疫苗RNA,打包成一个脂质涂层,用于疫苗接种。相反,他们创建了一个模型的疫苗注射,插入一些SARS-CoV-2遗传物质(mRNA)通过转染细胞,或non-infection遗传内容进入细胞的“交付”。

研究者发现SARS-CoV-2信使rna转染并没有导致基因组整合以同样的方式感染了。自然感染产生大量的病毒RNA,导致细胞的炎症反应。这种细胞压力增加反转录机械的水平。转染不做这个,相应地,研究人员发现没有证据表明与TagMap LINE1它导致病毒基因组整合的正常细胞。

疫苗注射的研究者的模型不见了几个关键特性的实际疫苗。在未来,Jaenisch希望跟进这项研究RNA序列,使用实际的疫苗在动物模型和测试更紧密地匹配疫苗注射期间会发生什么。与此同时,研究人员希望这些初步结果是令人鼓舞的。

“我们需要做进一步的测试,但我们的研究结果是一致的与疫苗RNA不整合,“Jaenisch说。