逆转录病毒隐藏在猪的DNA中

每只动物的DNA中都隐藏着病毒,科学家们现在能够将其完全清除……
2022年2月14日

采访

乔治·丘奇,哈佛医学院

dna序列

DNA双螺旋的CGI图像

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我们要看看将完整的动物器官移植到人类身上的主要风险之一——我们如何防止感染。潜伏在动物DNA中的是病毒,这些病毒可以在免疫抑制的病人体内重新苏醒,并开始感染人类细胞,后果不明。克里斯从哈佛大学的乔治·丘奇那里听说,他已经找到了一种方法来追踪这些病毒的基因特征并将其移除……

乔治-所以,猪基因组中的病毒,这些内源性逆转录病毒,可能在哺乳动物出现的时候就已经遗传了,如果不是更早的话。不幸的是,人类对这些特殊的猪病毒没有抵抗力——我们和其他人已经证明,它们会在人类细胞中复制。现在,这是否有健康风险还不清楚,但我不觉得自己那么幸运,以至于我愿意冒一百个人中有一个人生病并可能把病毒传染给他们的家人的风险。

Chris:那么,你担心的是:如果我们只是把一个器官从猪身上移植到人身上,包括一个免疫抑制的人身上,他们已经在用一只免疫的手臂进行斗争了,这些潜伏在猪组织中的病毒,尽管不是人类病毒,仍然可以从猪组织中出来,并开始感染器官所在的新宿主的人类组织。

乔治:没错。我们已经证明这些病毒会在人体细胞中复制。我们还没有证明它们能在人类身上复制。

克里斯-猪的DNA里潜伏着多少病毒?

乔治:每个基因组大约有20到80个,我们已经建立了任何人都可以使用的方法来消除所有这些错误。我们在同行评议的论文中表明,我们已经从几个菌株中消除了所有这些病毒。

克里斯-你是怎么做到的?

乔治:我们在哺乳动物细胞中使用了一种新方法,叫做CRISPR,这是一种酶,当它被引入猪细胞时,会编辑它所要编辑的每一个拷贝。这也适用于人类细胞,是各种疗法的基础。但是,在这种情况下,我们正在改造猪的生殖系,这样当它们像普通猪一样繁殖时,从那时起,它们所有的后代都将没有病毒。

Chris:从本质上讲,你已经有了基因编辑工具,可以找到这些病毒在基因组中的位置,并将它们移除。它是完全消除了它们,还是仅仅消除了它们中的一部分,使它们不再构成威胁?

乔治:我们可以完全去除它们,但它们实际上有一些积极的功能。所以,我们要做的是去除它们复制的能力,但我们不会去除它们所有的基因。

克里斯:如果你把病毒的残余留在体内,会不会有什么危险呢?会不会有什么东西来恢复你取出来的那一部分,让它重新获得生长的能力?

乔治:如果有东西从外面进来,他们不需要修复它——他们本身就有风险了。但是我们留下的保护它们不受外来入侵的东西是一种膜蛋白,它包裹着猪细胞,防止它们被其他这类逆转录病毒感染。

克里斯:做基因编辑是没有危险的,你引入了你没有预见或计划的变化,所以你解决了一个问题,但潜在地留下了另一个陷阱。

乔治:有这种可能性。这就是为什么我们在猪身上做实验比在人身上做实验好:我们可以观察猪的成长和繁殖,证明它们一代又一代都很好,然后我们才把它们移植到人类身上。

克里斯-接下来会发生什么?你现在的处境是,你创造了这些猪,如果我们使用它们的器官,它们缺乏可被视为传染性威胁的东西——它们现在是不是一种基础,我们可以在此基础上进行进一步的改变或调整,或者在此基础上建立,将这些动物作为可能成为器官移植供体的起始动物储备?

乔治:是的。我们已经发表了一篇关于猪的文章,它们的基因组有多达42个变化,它们有梅根之前告诉你们的所有免疫学技巧:凝血,它们有抗病毒策略,它们已经在灵长类动物身上进行了数百天的测试(这比目前任何人类试验都要长得多),它们很快就会过渡到人类临床试验。所以,任何人在他们最喜欢的猪品种上做类似的事情都没有障碍。

克里斯:你乐观吗?

乔治-是的,我很乐观。它不仅能帮助我们解决由于缺乏足够的捐赠者而导致的器官移植不足,而且它实际上会给我们提供比人类器官稍微增强的器官,因为它们能抵抗某些人类疾病,最终可能被改造成能抵抗癌症。

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