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病毒感染宿主后，将自己的遗传信息永久留在宿主体内，成为宿主基因组的一部分。 这听起来很诡异也很不可思议。更不可思议的是，归属宿主后的病毒竟然还会帮着宿主抵抗自己的祖先。包括人类在内的很多动物都曾邂逅大量这样的病毒，并与其合体走过数百万年的进化历程。 那么，此类“基因组内嵌式”的病毒，其来龙去脉究竟如何？对于人体是好是坏？会否像艾滋病毒那样成为高度威胁呢？ 美国塔夫茨大学的研究团队最近发表论文介绍了他们关于此类病毒的新发现。论文第一作者艾丹·伯恩（Aidan Burn）于《对话》（The Conversation）杂志撰文科普了相关内容。  我们最近发现，人类基因组中竟有8%是由古代病毒片段构成的。 这些与人俱进的远古“余孽”被称作“HERV”，即“人类内源性逆转录病毒”（human endogenous retroviruses），于数百万年前通过对人类祖先的感染而留存，并靠着自己无与伦比的复制能力，成为人类的一部分。 HERV作为逆转录病毒，必须将自己的遗传物质插入宿主基因组中才能复制（就像HIV那样）。通常这类病毒遗传物质不会代代相传，但某些古老的先驱获得了感染生殖细胞（卵子和精子）的能力，然后在数百万年的繁衍过程中融入人类DNA，并可能影响现代研究人员对的疾病筛查和检测。 人类基因组中的活跃病毒基因 病毒以原病毒（provirus）的形式将自身基因组插入宿主。现知人类体内约有30种不同的HERV，这意味着人类基因组共有超过60000个前病毒。夸张的数字展现了人类进化过程中遭遇流行病的数量之多，历史之悠久。 科学家认为，这些病毒曾广泛感染，因为它们不仅成为了人类的一部分，还嵌入黑猩猩、大猩猩以及其他灵长类动物的基因组。 多项研究表明，HERV基因在肿瘤等疾病组织以及人类胚胎发育过程中都很活跃。但健康组织里的HERV基因有多活跃呢？我们对此仍不是很清楚。 为回答这个问题，我们实验室开始聚焦于HML-2病毒。 HML-2是HERV下HERV-K家族中的一个亚群，于不到500万年前灭绝。时至今日，人类基因组里的一些HML-2原病毒仍保有制造病毒蛋白的能力。 为我们提供病毒信息的数据库包含来自捐赠者的14000多个组织样本，而我们的目标则是与基因组内每个HML-2原病毒相匹配的序列。 经过对来自近千名捐赠者的54个健康组织的大规模基因分析，结果显示，每个组织样本均有病毒存在，总计37种HML-2原病毒仍然活跃着。此外，每个组织样本至少包含一个仍能产生病毒蛋白的原病毒的遗传物质。 HERV对人类健康的影响 “海量古代病毒仍存在于人类基因组甚至能产生蛋白质”的事实引发科学界广泛关注。要知道HIV可就是以这种形式制造艾滋病的，鼠乳腺瘤病毒同样能成为宿主的一部分并导致乳腺癌。 那么HERV的古老残留会否导致人类疾病呢？学界正探究此问题。 已有科学家在癌细胞里发现了来自HML-2的病毒样颗粒，而且患病组织内HERV遗传物质的存在与肌萎缩侧索硬化症、多发性硬化症甚至精神分裂症等疾病有关。 我们的新成果表明健康组织内也有HERV存在，这或许意味着，不能仅凭HERV遗传物质的存在与否而推断某种疾病与其相关。 另一方面，这似乎也意味着HERV基因或蛋白质不再是好的药物靶点。此前HERV被作为许多潜在药物的靶点，包括抗逆转录病毒药物、乳腺癌抗体和黑色素瘤T细胞疗法等，而新发现告诉我们，如果某项治疗手段将HERV基因作为癌症生物标志物，它还需要考虑一个关键因素，那就是HERV在健康组织里的活性。 HERV甚至可能对人类有益。合胞素（syncytin）是一种在人类和其他灵长类动物中发现的融合蛋白，对于胎盘形成至关重要，而它正是由一种HERV基因编码的。 此外，HERV作为归属了宿主的病毒，对于自己的祖源，也就是那些感染宿主的古代病毒，竟有着奇妙的抵抗作用。研究发现，小鼠、猫和羊等动物体内的HERV不光无法利用宿主的机制创建完整病毒，还会在积累足够多受损片段后，干扰自己祖源病毒的复制。 诸多未知等待解答 新研究揭示了人体内的HERV活性水平，这是过去未知的。不过它也带来了更多问题。 关于嵌入人类基因组的古老病毒，还有大量疑问等待科学家解答，例如它们的存在是否有益，以及是什么驱动了它们的活性，等等；观察这些基因会否真的合成蛋白质也是个很重要的课题。 回答上述问题有助于揭示HERV基因的未知功能，并让我们了解人类是如何与这些远古流行病余孽共同进化的。而这些认识也将有助人类未来更好与各类病毒共存。 |
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