已有大量病例为何还要重建新冠病毒？ 反向遗传学让疫苗研发更高效

近日，一项来自瑞士的研究使用反向遗传学，依靠已知新冠病毒基因序列，在酵母菌中快速构建出了活的新冠病毒。研究人员认为，快速构建出活的新冠病毒，可以成为向卫生部门和实验室提供传染性病毒毒株的替代方法，从而争取时间对疫情暴发做出快速反应。该研究中所用的反向遗传学技术是什么？在生物科技领域有哪些应用？这种重建病毒的最新研究如何改变对疫苗研发的认识？

由里及表

开辟疫苗研发新思路

随着分子遗传学及相关实验技术的发展，科研人员已经能够有目的地对DNA进行重组或者定点突变。于是，在现代遗传学中，就出现了另一条由里及表的认知路线。研究人员直接从生物自身基因出发，通过对特定基因进行敲除、定点突变等人工操作后，观察突变体表型与性状变化，从而反推基因功能。由于该路线与正向遗传学正好相反，所以这个新的遗传学分支被称为反向遗传学，包括基因剔除技术、基因改造等研究。相较于正向遗传学来说，反向遗传学有其独特的优势。

目前，科研人员利用反向遗传学技术，已证实登革热病毒、脊髓灰质炎病毒、委内瑞拉马脑炎病毒和乙型脑炎病毒等一系列病毒的毒力相关位点，通过基因突变、缺失、重排等方法，都有可能获得理想的减毒株来研制疫苗。

补充病毒资源

加速检测技术开发和药物筛选

“新冠病毒重建技术的突破，使得处于不同国家与地区的科学家，能够在各自所处的高等级生物安全实验室内，借助大肠杆菌、酵母菌等基因工程常用微生物，合成当前数据库里具有完整基因组序列的新冠病毒活毒株。”厦门大学国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心副教授程通说，这有助于解决相关药物评价的关键资源问题，将加快针对新冠病毒的检测、治疗和预防手段的研发。重建病毒还为发现毒力位点与作用机制等提供了工具。通过对新冠病毒进行基因敲除、改变以及其他加工修饰，研究这些基因改造对其致病性的影响，有助于深入了解病毒致病机制，发现可用作药物靶点的新型毒力基因。

此外，通过给病毒加上荧光蛋白等可视化标记，还可实现病毒感染实时监控，从而优化现有新冠病毒的细胞与动物感染模型，为相关疫苗与药物高通量快速筛选进一步提供方便。

应用日益广泛

但须符合科学伦理

当前，反向遗传学技术不仅在不同种类病毒研究上得到非常普遍的应用，而且在疫苗和药物研发上也展现出重要的应用价值。程通举例说，基于反向遗传学技术改造减毒活疫苗的研究，已在包括2009甲型H1N1流感病毒、登革热病毒等多种病毒中取得重要进展。

此外，基于反向遗传学技术合成的减毒病毒载体或溶瘤病毒类药物，已广泛用于基因治疗与肿瘤治疗临床研究。2015年，美国食品药品监督管理局批准首个溶瘤病毒类药物T-VEC用于治疗晚期黑色素瘤；2017年，美国杜克大学研发的溶瘤脊髓灰质炎病毒。除了用于重建病毒，反向遗传学技术在细菌等其他微生物，以及植物相关研究上也有广泛应用。

“需要特别指出，通过反向遗传学技术重建病毒，是推进相关科学研究的有力工具，但这些实验操作必须受到严格的监管，需符合科学伦理，并严格限定在合格的生物安全实验室中开展。”程通说。

（谢开飞 欧阳桂莲）

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