通过染色质不稳定化靶向HBV cccDNA：抗病毒治疗的新领域

《Infectious Diseases & Immunity》：Targeting HBV cccDNA through chromatin destabilization: A new frontier in antiviral therapy

HBV慢性感染依赖cccDNA持续存在，现有疗法如核苷类似物抑制复制但无法清除cccDNA。Prescott等发现cccDNA染色质动态调控病毒X基因表达，小分子CBL137通过破坏染色质抑制转录，为功能性治愈提供新思路，但需解决体外模型限制、机制不明及潜在副作用等问题。

　　肝炎B病毒（HBV）仍然是全球公共卫生领域的一大挑战。目前，全球约有3亿人受到慢性HBV感染的影响，而这一疾病是肝细胞癌（HCC）的主要诱因之一。尽管已有数十年的研究，但真正有效的功能性治愈方法仍然难以实现，主要原因是病毒的持续存在，特别是其复制的资源——病毒最小染色体共价闭合环状DNA（cccDNA）。HBV通过与肝素硫酸蛋白聚糖结合，并利用其受体钠胆汁酸共转运蛋白（NTCP）进入肝细胞，并将自身的基因组传递至细胞核。一旦进入细胞核，病毒的松弛环状DNA（rcDNA）基因组会经历修复和染色质化，最终形成cccDNA。这种cccDNA作为病毒转录的模板，能够生成五种重叠的病毒RNA，这些RNA对于病毒蛋白的合成至关重要。

值得注意的是，前基因组RNA（pgRNA）会与病毒聚合酶一起被封装进新形成的衣壳中，随后在衣壳内经历逆转录过程，生成新的rcDNA。在感染的晚期阶段，病毒颗粒被组装并从细胞中通过晚期溶酶体结构——多囊泡体（MVB）途径释放。这些成熟的病毒颗粒也被称为Dane颗粒，它们在细胞外传播，从而维持感染的循环。由于cccDNA是持续病毒生成的储存库，因此其清除或抑制是实现有效抗HBV治疗的核心目标。

为了消除HBV，科学家们采取了多种策略。这些策略包括直接清除cccDNA（例如通过基因编辑技术）、转录沉默以及增强免疫介导的清除（例如通过细胞毒性T细胞）。已有研究表明，高剂量的细胞因子如IFN-α能够触发cccDNA的部分降解，但较低的治疗反应率和强烈的副作用限制了其临床应用。基因编辑技术，如CRISPR/Cas9，已被证明能够永久性地破坏HBV的cccDNA，但关键挑战，如脱靶效应和编辑效率不足，仍然阻碍了其临床转化。表观遗传调控，包括使用组蛋白去乙酰化酶抑制剂和DNA甲基转移酶抑制剂，旨在沉默cccDNA的转录并阻止病毒复制。研究人员也在探索免疫疗法，如检查点抑制剂和治疗性疫苗，以增强免疫系统清除感染肝细胞的能力。尽管这些方法代表了重要的进展，但目前还没有实现明确的治愈效果，突显了持续研究和综合策略的必要性。

在一项近期发表于《Cell》的突破性研究中，Prescott等人发现了一种关键的表观遗传机制，这一机制调控着HBV感染过程，为染色质组织在病毒转录中的作用提供了新的见解，并揭示了一个有前景的治疗途径。Prescott及其同事的研究揭示了cccDNA的染色质化过程，表明核小体占据在HBV X（HBx）基因启动子区域对于调控病毒转录起着关键作用。通过一种创新的重组cccDNA平台，研究人员成功地在体外重建了一个功能性的HBV最小染色体，从而能够对其调控网络进行生化和生物物理层面的研究。他们的发现表明，染色质化不仅仅是结构上的被动特征，而是病毒转录调控的主动决定因素。此外，他们的研究还表明，X启动子区域的核小体占据能够增强转录，这与传统的认为染色质包装通常会抑制基因表达的观点相悖。

这项研究中的一项重要发现是，一种小分子染色质稳定剂CBL137被鉴定为一种有效的HBV感染抑制剂。CBL137通过破坏cccDNA的染色质结构，特别是在X启动子区域，能够有效抑制病毒的转录和复制。这一发现表明，针对HBV的表观遗传景观可能是实现功能性治愈的一种新策略。与核苷类似物不同，后者只能抑制病毒复制而无法消除cccDNA，CBL137直接作用于病毒最小染色体，可能为功能性治愈提供新的希望。CBL137对HBx转录的抑制恢复了SMC5/6对cccDNA的沉默作用，这一机制揭示了HBV生物学中的一个关键弱点，使其成为与cccDNA靶向剂（如T细胞疗法或APOBEC3酶）结合使用的一种有潜力的候选药物。此外，通过抑制病毒抗原的产生，CBL137可能减少免疫系统的疲劳，从而提高治疗性疫苗的疗效。然而，挑战仍然存在，如CBL137对宿主基因表达的潜在脱靶效应，需要通过临床前和临床研究进一步评估。由于染色质稳定剂可能广泛影响基因组的完整性，因此在长期研究中评估其安全性和特异性将是临床转化的关键。

这些发现的意义不仅限于HBV生物学，还可能为其他病毒病原体和细胞表观遗传学提供借鉴。病毒染色质与宿主细胞机制之间的相互作用为治疗干预提供了广阔的前景。通过操控核小体动态，研究人员可能解锁新的策略来对抗依赖染色质化基因组生存和复制的慢性病毒感染。

尽管这项研究取得了显著成果，但Prescott等人也存在一些局限性，需要进一步考虑。首先，虽然在体外重建HBV最小染色体为研究染色质动态提供了强有力的工具，但它可能无法完全再现感染肝细胞中复杂的染色质环境。此外，其他宿主因子和表观遗传修饰在调控HBV转录中的作用尚未被探索。其次，该研究高度依赖于人工转染的重组cccDNA，而非感染完整的病毒颗粒，这可能影响病毒转录的动态和调控。未来的工作应验证这些发现于完全感染的HBV模型中，以评估其生理相关性。第三，CBL137如何破坏cccDNA的染色质结构，特别是在X启动子区域，其机制尚不完全明确。虽然该研究暗示染色质破坏是关键因素，但还需要进一步研究以确定是否其他途径，如抑制宿主染色质重塑因子或间接影响转录机制，也参与其抗病毒作用。最后，CBL137对宿主基因表达的潜在脱靶效应仍需进一步评估。由于染色质稳定剂可能广泛影响基因组的完整性，因此在长期研究中评估其安全性和特异性将是临床转化的关键。

总的来说，Prescott等人的研究代表了对HBV生物学理解的一次范式转变，强调了染色质动态在病毒持续感染中的关键作用。随着抗病毒研究的不断拓展，针对病毒染色质可能成为对抗HBV及其他慢性感染的重要前沿。尽管治愈的道路依然充满挑战，但每一次新的发现都在推动我们向消除这一沉默的流行病迈进。