谣言:"病毒mRNA注射入人体会被逆转录整合入人体的基因组"
今天,好几个朋友问我,微信群里正在疯传的以下这一段群聊纪录是不是真的:
首先,科学杂志根本就没有发表过这样的文章!
在同一群聊中有人指出了这一问题时,这位 “专家” 马上改口了,说他是“间接地证明” 和 “逻辑推理”:
真是造谣的动动嘴,辟谣的跑断呀!
我们不必追究这位 “专家” 的资质,也无需考虑他的目的,因为最坏不过是制造骇人听闻的 “阴谋论”!
我们姑且认为这只是一个普通的 “谣言”
吧!

疫苗是用科学方法研制出来的,我们还是要用科学原理来回答这一问题。 
那么,这到底是怎么回事呢?
源起
最初的消息来源是发表在 bioRxiv 预印本的一篇题为 “新冠病毒RNA逆转录并整合入人体的基因组”的文章。
尽管这是一篇出自MIT实验室的文章,需要强调的是,这篇文章还没有经过同行的审阅,也不是发表在科学杂志上的:
文章的第一作者是MIT的华人博士后, 张立国:
文章的通信作者是MIT的 鲁道夫·贾尼施 (Rudolf Jaenisch):
▲ Rudolf Jaenisch教授
科学杂志只是发表了一篇 “打了问号” 的评论:冠状病毒有时可能会将其遗传物质渗透进人类染色体,但这是什么意思呢?
贾尼施团队的证据
上述的贾尼施团队的文章首先分析了已发表的新冠病毒感染细胞的 RNA 测序数据,以寻找存在整合转录物的证据。基于近 10 个研究获得的数据,他们真的在多种细胞类型中找到了大量的宿主基因组和病毒核酸序列组成的整合序列
历史研究数据分析

总的来看,整合序列一般占各样本新冠病毒总序列数的0.004%-0.14%,其中以来自重症新冠肺炎患者的支气管肺泡灌洗液细胞占比最大,为 69.24%
而且,大多数整合序列的新冠病毒部分都来自于核衣壳(N),这与核衣壳 RNA 是新冠病毒亚基因组中最丰富的 RNA 相一致,因此最有可能成为反转录和整合的目标。
基于上述数据,贾尼施团队认为,新冠病毒能整合到感染细胞的基因组中,并得出了整合病毒-细胞转录物的假说。
新冠病毒不能直接整合到人体的基因组
我们先不说 mRNA 疫苗会不会整合到人体的基因组中,还是先说说这篇文章中所说的病毒会不会整合到人体的基因组中。 

首先,我们必须知道,RNA不能插入DNA!也就是说新冠病毒是不能直接整合到人体基因组中的。 
我们曾经介绍过,冠装病毒是 RNA 病毒,其复制过程浓缩在一个图里,是这样的:
新冠病毒的复制一共有这 8 步:
  1. 病毒通过刺突蛋白与人体呼吸道细胞表面的ACE-2受体结合后进入细胞;

  2. 进入细胞后病毒首先合成自己的 "RNA聚合酶";
  3. 病毒用 "RNA聚合酶" 复制出全长的 “负链RNA”;
  4. 病毒再以 “负链RNA” 为模板复制出全长的“正链RNA”;
  5. 病毒还用 “负链RNA” 复制出“正链RNA” 片段;
  6. 病毒通过 “正链RNA” 片段合成病毒的结构蛋白
  7. 全长的“正链RNA” 病毒的结构蛋白被组装成新的病毒颗粒;
  8. 新的病毒颗粒被释放到细胞外,再感染别的细胞。
 以下的视频是新冠病毒复制的全过程:
这个过程中没有 DNA 的参与,而人体的基因是DNA,所以新冠病毒不能直接整合到人体的基因组中。
逆转录病毒可以整合到人体基因组
艾滋病病毒 HIV 和SARS-CoV-2属于不同的病毒种类,具有截然不同的复制过程,但这两个病毒都是正链 RNA 病毒。
HIV进入细胞后,在细胞质中将HIVRNA逆转录成为DNA,而后进入细胞核,在HIV整合酶的作用下整合入人基因组形成 “前病毒”。HIV前病毒发生转录沉默并伴随着细胞复制。我们把基因组中含有前病毒的细胞称为 HIV 病毒储藏库。HIV患者服用抗病毒药物后,患者外周血和组织中的游离病毒可被全部杀灭,但药物无法作用于HIV储藏库细胞,因此HIV病毒储藏库的存在和增殖是HIV不能被治愈的原因。
SARS-CoV-2 则是个最典型的正链RNA病毒,它进入细胞后,在细胞质中利用宿主细胞核糖体直接翻译病毒蛋白,并复制自己的基因组,全程不进入细胞核,因此 SARS-CoV-2 不形成前病毒,更不会形成病毒储藏库
因为HIV病毒具有逆转录的功能,理论上,如果一个细胞同时被SARS-CoV-2 和HIV感染SARS-CoV-2 倒是有可能借助HIV的逆转录复制出罕见的SARS-CoV-2 DNA!但这不是我们今天要讨论的话题。
人体的 LINE-1 反转录转座子
在人类基因组中,有一类很特殊的 DNA 序列叫做 “LINE-1”,属于非长末端重复反转录转座子(non-LTR retrotransposon),约占人体基因组的 17%。
这类序列在灵长类动物体内进化了大约 8 千万年,与 HIV 等逆转录病毒具有较高同源性。因此科学家猜想灵长类动物之前可能普遍感染了类似于 HIV 的逆转录病毒,而自然选择保留了感染病毒后的幸存者(类似于感染HIV后不发病的精英控制者)。
这些幸存者的后代携带着整合入人类基因组的逆转录病毒 DNA,而后这些病毒 DNA 逐渐成为了人类基因组的一部分。因此,如果人类不干预HIV流行,也许几百万年后,HIV DNA也可能会成为人类基因组的一部分。
鲁道夫·贾尼施的团队认为,SARS-CoV-2有可能借助人体的 “LINE-1”逆转录成为 DNA。而且,他们还做了体外实验,给293T培养细胞转染人类LINE-1(CMV-LINE1 or 5’UTR-LINE1)或转染HIV逆转录酶基因,则细胞中的正链 SARS-CoV-2 RNA会被逆转录为DNA。
这项研究没有现实意义
《科学》 (Science)杂志采访了病毒学领域的 3 位顶级教授,他们是格拉德斯通病毒学和免疫学研究所的梅兰妮·奥特(Melanie Ott),加州理工的戴维·巴尔的摩 (David Baltimore),和塔夫斯大学约翰·科芬(John Coffin)。这三个人分别是HIV病毒、逆转录、和HIV病毒基因组研究的奠基人。他们认为,认为这项研究本身没有重大缺陷,但也没有现实意义。
梅兰妮·奥特说,这项研究完全是在培养细胞中实现的体外生物实验。而在实验室中的体外系统中,我们可以通过分子生物学操控基因从而实现很多反常生物现象,这篇文章所描绘的就是这种反常生物现象而大量一线科研人员觉得这篇预印本文章只是为了吸引眼球,动机不纯正,具体可见bioRxiv原文评论区。
生物医学不是严格意义上的逻辑科学,因此总有例外发生。比如我们之前认为新冠病毒患者在中和抗体形成后不会发生重复感染,但随着全球 SARS-CoV-2 感染者数量接近 8500 万,不断有感染者产生了抗体后又被重复感染的个案被报道。因此,我们无法排除这种百万分之一的可能。
同理,在几千万人的感染者群体中,会不会有患者的LINE-1被激活,或者有一个超高HIV病毒载量的患者共感染了SARS-CoV-2从而发生逆转录这种可能性不能排除,但这种情况出现的可能比感染者产生了抗体后被重复感染更加罕见。但即使有也不应该意外,因为任何零星概率的事件在超大样本量作为基数的情况下都有可能发生。
即使真有个例出现,也不需要惊恐,因为这缺乏流行病学意义,更不会因此而毁灭人类。
mRNA疫苗整合进人体DNA的风险最低
既然新冠病毒在正常情况下,几乎毫无可能整合进入人体DNA,那么 mRNA疫苗进入人体DNA的可能性就更小。因为 mRNA疫苗只是新冠病毒全长 RNA 30000 个碱基中的 4000 个。而且, mRNA疫苗不带有新冠病毒的任何其他成分,没有病毒RNA聚合酶,mRNA疫苗中的 mRNA 并不能像新冠病毒 RNA 那样复制!
灭活病毒疫苗虽然被灭活了,但病毒的 RNA 还在,理论上说,灭活疫苗的风险比 mRNA疫苗还要高。
腺病毒疫苗本身就是双链DNA,被整合的可能性应该是最高的。而蛋白亚单位疫苗不带有任何核酸成分,完全不存在这种可能,风险是最低的!
希望朋友们相信科学,不信谣、不传谣,在接种疫苗前,注意安全不被感染,熬过了黎明前的黑暗就是胜利!

参考文献:

  1. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.12.12.422516v1.full.pdf
  2. https://www.sciencemag.org/news/2020/12/coronavirus-may-sometimes-slip-its-genetic-material-human-chromosomes-what-does-mean
  3.  Hanson临床科研:新冠病毒可以逆转录并整合入人体的基因组中?!
  4.  奇点网:《科学》热议:新冠病毒的遗传物质会插进人的基因组!MIT科学家首次发现新冠病毒序列与人基因组整合的证据丨科学大发现
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