據(jù)估計，全球范圍內約有 3.25 億人慢性感染了乙型肝炎病毒（HBV），盡管已有有效疫苗，HBV 仍導致了每年近 100 萬人死亡。HBV 的慢性感染會對肝細胞造成長期損傷，使感染者面臨進展性肝病風險，近一半的肝細胞癌是因為 HBV 慢性感染所致。
HBV感染始于病毒通過鈉離子-?；悄懰峁厕D運多肽（NTCP）受體侵入肝細胞。隨后，病毒衣殼被轉運至核孔復合體，在核孔處解組裝并釋放 3.2 kb 的部分雙鏈、松弛環(huán)形 DNA（rcDNA）基因組進入細胞核。rcDNA 經宿主滯后鏈合成機制修復為完全雙鏈的共價閉合環(huán)形 DNA（cccDNA），人體細胞中的組蛋白迅速沉積于 cccDNA 形成微型染色體，作為 HBV 病毒轉錄的核心模板。
當前標準治療方案（長期口服核苷類似物或短期注射干擾素-α）雖可抑制 HBV 病毒復制，但無法清除感染肝細胞內的 cccDNA。這種微型染色體的持續(xù)存在，成為慢性 HBV 感染難以根治的根本原因。
2025年2月20日，紀念斯隆·凱特琳癌癥中心、威爾·康奈爾醫(yī)學院及洛克菲勒大學的研究人員合作，在國際頂尖學術期刊Cell 上發(fā)表了題為：A nucleosome switch primes hepatitis B virus infection的研究論文。
該研究回答了一個困擾科學家?guī)资甑碾y題——乙型肝炎病毒（HBV）究竟是如何感染肝細胞的，從而揭示了 HBV 的一個弱點，為開發(fā)乙肝新療法打開了大門。
該研究通過創(chuàng)新性的體外 HBV 微型染色體模型，首次揭示了核小體作為“開關”調控 HBVX 基因的轉錄和表達，從而啟動 HBV 的感染，這一發(fā)現(xiàn)填補了cccDNA 表觀遺傳調控的空白，闡明了 HBV 感染早期的染色質調控機制。該研究還提出了 CBL137 作為染色質破壞劑來清除 cccDNA，為乙肝的功能性治愈帶來了新思路。
這項研究始于一次偶然的相遇和一個長期存在的悖論。
大約 6 年前，威爾·康奈爾醫(yī)學院 的Robert Schwartz博士與紀念斯隆·凱特琳癌癥中心的Yael David 博士在一個學術會議上相遇。他們二人的研究方向看起來似乎沒有什么重合，RobertSchwartz 致力于 HBV 研究，而YaelDavid專注于表觀遺傳對基因表達的調控。但YaelDavid 發(fā)現(xiàn)，HBV 劫持了宿主細胞的表觀遺傳機制，甚至使用人類的組蛋白來調控它們的活性。不久之后，他們建立了合作。
引起他們研究興趣的是一個關鍵的HBV病毒基因——X 基因，該基因編碼一種名為X 的蛋白質，X 蛋白是 HBV 在宿主細胞中建立高效感染及其病毒基因表達所必需的。
然而，X 蛋白是由 HBV 病毒自身基因編碼的，這就帶來了一個悖論——HBV 病毒感染宿主細胞依賴 X 蛋白，而 X 蛋白是 HBV 在宿主細胞中合成的，那么 HBV 是如何產生足夠的 X 蛋白來驅動其基因表達并建立感染的呢這個像“雞生蛋還是蛋生雞”的問題，困擾了科學家?guī)资曛谩?/p>
此外，X 蛋白還會降解宿主細胞中參與 DNA 修復的蛋白，這不僅阻止了宿主細胞對 X 基因的沉默，還導致了宿主細胞中錯誤 DNA 因得不到有效修復而積累，從而增加癌癥發(fā)生的風險。
當前，治療乙肝的主要挑戰(zhàn)之一是，現(xiàn)有的治療方法可以阻止 HBV 的自我復制，但無法完全清除 HBV，導致其在肝臟內持續(xù)存在，并維持慢性感染。乙肝疫苗可以有效防治 HBV 感染，但這對于全世界數(shù)億已感染人群來說沒用。
研究團隊首先將人類組蛋白與cccDNA復合重組，首次成功產生了HBV 微型染色體，從而構建了一個乙型肝炎研究新平臺，該平臺不僅可以研究 HBV 的生物化學，還可以詳細分析在感染的關鍵最初幾個小時內發(fā)生了什么。
利用該平臺，研究團隊發(fā)現(xiàn)，HBV感染后4-8小時，X 轉錄本占 HBV 病毒基因轉錄本的超 60%，這提示了 X 基因是最早表達的 HBV 基因，從而降解宿主沉默因子 Smc5/6 復合體。該研究還發(fā)現(xiàn)，為了制造 X 蛋白，HBV 的 DNA 需要被組織成 DNA-組蛋白復合物，也就是“核小體”。核小體就像一個串珠，HBV 的 DNA 是串，來自宿主細胞的組蛋白是珠子，核小體是染色質的組成部分，而染色質是組成染色體的物質。
自然狀態(tài)下的 HBV DNA 呈松弛的環(huán)形（左圖），而在感染過程中它通過與人類組蛋白結合，從而染色質化，形成微型染色體（右圖）。
傳統(tǒng)觀點認為，將 DNA 包裝到核小體中，會阻礙或減緩細胞讀取該基因以制造功能性蛋白質的能力。但在像人類這樣的復雜生物體以及感染人類的病毒中，基因調控并不總是那么簡單。核小體在 DNA 上的存在和定位對于指導細胞機制轉錄某些基因具有重要意義。
具體來說，該研究發(fā)現(xiàn)，cccDNA 上的核小體占據(jù)狀態(tài)直接調控 X基因轉錄活性，也就是說，cccDNA上核小體的存在對于 X 基因轉錄并產生功能性的 X 蛋白是必需的。
這些發(fā)現(xiàn)為了解 X 基因如何被調控以及 HBV 如何建立感染打開了大門。更重要的是，該研究揭示來一個潛在的治療機會：如果可以破壞這些染色質結構的形成，那么就可以破壞 HBV 啟動感染以及維持感染的能力。
研究團隊測試了 5 種已知能夠損害染色質形成的小分子化合物，其中只有一種——CBL137，破壞了核小體的穩(wěn)定性，從而抑制了 X 基因轉錄（將全長 X 基因轉錄水平降低了 78%），阻斷了肝細胞中 X 蛋白的產生，將 HBV 對原代人類肝細胞的感染降低了 92%，且不影響細胞本身的活力。
CBL137 是一種抗癌候選藥物，相比其在癌癥治療臨床試驗中的劑量，它在非常低的濃度下就能阻斷肝細胞中 X 蛋白的產生，這種低劑量只影響 HBV，沒有對人類細胞產生影響。此外，CBL137 還可能對其他染色質 DNA 病毒（例如皰疹病毒、HPV）同樣效果。
研究團隊表示，接下來將在動物模型中驗證 CBL137 的安全性和有效性，為進一步的臨床治療奠定基礎。
總的來說，該研究通過創(chuàng)新性的體外 HBV 微型染色體模型，首次揭示了核小體作為“開關”調控 HBV 的 X 基因轉錄和表達，填補了cccDNA 表觀遺傳調控的空白，闡明了 HBV 感染早期的染色質調控機制。該研究還提出了 CBL137 作為染色質破壞劑來清除 cccDNA，為慢性乙肝的功能性治愈帶來了新思路。
論文鏈接：https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(25)00102-3
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