部分新冠感染病人康复数周或数月，并严格排除重复感染后，进行核酸检测时，结果仍呈阳性。于是，有研究者提出假设：新冠病毒（SARS-CoV-2）入侵机体并感染细胞后，其RNA被逆转录成DNA，并能整合到人体细胞的基因组上。如果该逆转录和整合的科学假说成立，这便能回答为什么有康复者的核酸检测反复呈阳性。
那么，该假设是否成立呢？
2021年5月8日，《美国家国科学院院刊》（PNAS）在线发表了麻省理工学院怀特黑德生物医学研究所耶尼施（Jaenisch）课题组的研究：新冠病毒的RNA经逆转录后能整合到与之共培养的细胞基因组上，且在新冠病人组织样本中也观察到了此整合现象。该研究一经报道，就引起了科学界的剧烈争论。有人提出质疑：该基因整合究竟是真实存在，还是由实验中引入的人为操作所致？为此，有学者详细审查了支持该结论的证据以及所选方法的可信度，结果发现：该研究使用RNA测序技术观察到的细胞-病毒嵌合体（HVC）被解读为病毒核酸整合到了人体基因组上。
随后有研究者详细审查了HVC事件的生物真实性，并用纳米孔 DNA测序技术等方法进行了验证。
同年5月14日，美国微生物学会旗下经典的《病毒学杂志》（Journal of Virology）在线发表了普渡大学生化系卡兹米安（Kazemian）课题组的研究。这项研究同样使用RNA测序技术对100多个新冠病人组织和新冠病毒感染的细胞进行了测序，发现HVC不可复现，并进行了验证。RNA测序涉及从RNA到cDNA的逆转录伴有模板随机转换的固有错误倾向，犹如猫爬梯子时实际是在不同梯子间跳跃（图1），却将猫行动的轨迹解读为两个不同但连在一起的梯子，而事实并非如此。例如，在人的RNA中掺入果蝇的RNA，发现约1%的测序数据是HVC，事实上它的检出频率并不高于背景数值。此外，该课题组还发明了从庞大数目的RNA中富集新冠病毒序列的方法，并对富集的核酸序列进行测序，未检出更高HVC，意味着它与RNA测序建库时引入的人为操作有关。总之，该研究表明之前观察到的所谓“新冠病毒基因组整合到人基因组”现象，实际上是在RNA测序过程中引入人为操作导致的假象，即“HVC”的整合事件是人为产物。
图1 以猫爬行时在相邻梯子间的跳跃来比喻RNA到cDNA的逆转录时伴有模板转换的固有错误倾向。A是黑梯子，B是灰梯子，猫爬梯子时在不同梯子之间发生跳跃，猫开始沿着黑梯子行走，随后跳到与之相邻的灰梯子继续行走。C将猫行走路径解读成了黑梯子和灰梯子是连接在一起的，即前文中的细胞-病毒嵌合体
同年8月13日《细胞报告》（Cell Reports）杂志在线发表了澳大利亚昆士兰大学材料研究所斯密茨（Smits）等人的成果，该研究采用了能够测长序列（最长可达10kbp）的纳米孔测序技术，对提取的感染了新冠病毒的细胞样本DNA进行测序，不涉及RNA的逆转录。测序过程主要包括：①将双链DNA解螺旋成单链；②DNA单链通过孔道蛋白，孔道中有充当转换器的马达蛋白分子；③通过孔道会带来膜电位变化，而不同碱基会带来的电位变化不同；④转化器蛋白分子感受碱基的电位变化；⑤根据电位变化频谱，应用模式识别算法得到碱基序列（图2）。
图2 牛津纳米孔DNA建库和测序。A.DNA双螺旋序列；B.文库的建立：接头序列加到目标DNA，马达蛋白与DNA结合并将其递送至流体室的纳米孔道；C.马达蛋白将DNA双螺旋解旋，并推动其穿过纳米孔；D.不同的碱基序列组成的单链DNA穿过纳米孔时会引起孔膜电位的变动；E.监测电位变动可获得DNA的序列
将组成DNA的四个碱基比作“猪、马、牛、羊”四种动物，当过亿的“猪、马、牛、羊”排成一列时，如何高效地知道其排列顺序呢？令它们以一定速度依次通过门，在门口安装了检测动物特征（每种动物的特性参数不同，如形体、气味等）的设备，通过特征的捕获，便可知动物的排列顺序（图3）。该团队使用纳米孔测序技术对感染新冠病毒的细胞样本进行了检测，结果显示在任何样本中均未发现整合事件，即没有证据显示新冠病毒核酸能整合到人体基因组。而对照组，肝癌组织样本的测序结果表明乙肝病毒（HBV）的基因组的确整合到了人基因组。
“猪、马、牛、羊”四种动物，如何快速测定由上亿只“猪、马、牛、羊”的排列顺序呢？让动物沿着一条线穿过一个门，门上安装的测试仪器捕获动物特征，最终获得排列顺序
为了解释文初的科学假说，我们从病毒生物学角度进行探讨和逻辑推理。新冠病毒是线性单股正链RNA病毒，病毒感染进入细胞后在胞浆复制，将核壳脱在胞浆后，病毒基因组直接作为mRNA进行翻译，生成病毒复制酶，随后利用mRNA（+）合成gRNA（-），再以gRNA（-）为模板，生成gRNA（+），复制完毕后，病毒的基因组被N蛋白包裹到含有病毒结构蛋白内质网和高尔基体形成的中间体（ERGIC）的膜中，主要是在ERGIC中组装形成感染性子代病毒颗粒，随后病毒像胞吐一样被释放（图4），在它的生命周期中不存在核相（基因的剪接和整合发生在核相），它的整个繁殖周期均在胞浆，意味着与发生在细胞核的剪切和整合不可能处于细胞的同一区位，因此，从生物学角度不可能有整合。
图4 新冠病毒RNA不会经逆转录后整合到人体细胞染色体上。DNA的整合发生在细胞核，新冠病毒的组装形成均在胞浆，存在物理阻位
综上可知，新冠病毒感染细胞后其核酸不会整合到人体基因组上，在更为严谨的检测中发现，之前观察到的整合现象是由于使用的检测方法引入人为操作导致的假象，自然状态下不会发生。
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本文作者崔泽林是上海交通大学医学院附属第一人民医院检验医学中心副主任技师，硕士生导师，主要从事感染防控方面的研究；冯婷婷是上海交通大学医学院附属第一人民医院临床药学科副主任药师，硕士生导师，主要从事临床药学及药理学方面的研究工作；龚如涵是上海交通大学医学院附属第一人民医院检验医学中心主管技师，主要从事感染防控方面的研究工作