撰文丨王聰
編輯丨王多魚
排版丨水成文
由乙肝病毒(HBV)感染引起的乙肝是全球公共衛生的重要威脅。全世界目前有超過2.5 億人感染 HBV,每年有近100 萬人死于慢性乙肝導致的肝功能衰竭、肝硬化和肝癌,而我國是世界受乙肝疾病負擔最重的國家,約有 8000 萬人感染 HBV,每年約 30 萬人死于慢性乙肝相關疾病。
HBV 必須先與肝臟細胞表面的受體分子結合,才能進入到宿主細胞內,實現對人體的感染。因此,找到 HBV 進入細胞的受體,對于深入了解乙肝的感染機制、建立更好的體外和動物研究模型,以及研發出有效的新藥,都至關重要。
2012 年,北京生命科學研究所(NIBS)李文輝研究員在eLife期刊發表論文【1】,發現 HBV 和 HDV 感染人類細胞的受體——鈉離子-牛磺膽酸共轉運蛋白(NTCP)。這一發被認為是 HBV研究領域 30 年來里程碑式突破,揭示了 HBV 感染的分子機制,有助于開發更有效的治藥物。李文輝研究員也因這一發現獲得了 2022 年未來科學大獎(Future Science Prize)。
如今,我們已知 HBV 通過其大包膜蛋白(L 蛋白)的 preS1 區特異性結合細胞表面受體 NTCP 從而感染肝細胞,然而,HBV 進入細胞后,如何讓穿越細胞質進入細胞核,仍是一個未解之謎。
2026 年 5 月 20 日,北京生命科學研究所/清華大學生物醫學交叉研究院李文輝團隊(李聰博士、王怡雪博士為論文共同第一作者)在國際頂尖學術期刊Cell上發表了題為:Scavenger Receptor class F member 2 is an intracellular receptor for Hepatitis B virus 的研究論文【2】。
該研究首次發現SCARF2是 HBV 的細胞內受體,在 HBV 的細胞膜受體 NTCP 之后發揮作用,將 HBV 轉運至核孔復合體(NPC)附近,最終促進 HBV 核衣殼從內體囊泡中釋放并進入細胞核。
這項研究填補了 HBV 感染細胞過程中的關鍵空白,揭示了一種前所未知的,病毒從細胞膜定向到達細胞核的新機制,不僅增進了我們對 HBV 感染機制的理解,也為開發新型抗病毒藥物提供了重要靶點。
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該研究的核心發現:
SCARF2 在 HBV 感染中作為 NTCP 下游的細胞內受體發揮作用;
SCARF2 的 EGF-like 結構域與 HBV 大包膜蛋白的 preS1 區相互作用;
包含 SCARF2 的內體將內化的 HBV 轉運至核孔復合體(NPC);
SCARF2 促進 HBV 核衣殼從內體釋放進入細胞核。
乙肝病毒的入侵之路
乙肝病毒(HBV)感染肝細胞的過程就像一場精心策劃的“入侵行動”。首先,病毒表面的 S 蛋白像“鉤子”一樣抓住肝細胞表面的硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(HSPG),完成初步附著。接著,病毒的大包膜蛋白(L 蛋白)的 preS1 區與細胞表面的 NTCP 受體特異性結合,這是病毒進入細胞的“第一把鑰匙”。
然而,HBV進入細胞后,還需要穿越復雜的細胞質環境,最終到達細胞核釋放遺傳物質。這個過程一直是個黑箱,其從細胞質向細胞核的轉運之路,仍是未解之謎。
發現 SCARF2
在這項最新研究中,李文輝團隊通過系統的功能篩選,發現了一個名為SCARF2的蛋白在 HBV 感染發揮著關鍵作用。SCARF2 全稱為清道夫受體家族 F 亞家族成員 2,是一種單次跨膜蛋白。
該研究發現,當 SCARF2 在肝細胞中過表達時,HBV 的感染效率顯著提高;相反,當 SCARF2 被敲低時,HBV 感染受到明顯抑制。而這種效應只在病毒感染初期起作用,一旦感染建立,改變 SCARF2 水平就不再影響病毒感染。
SCARF2 如何工作?
SCARF2就像一個細胞內的“導航員”,專門負責引導進入細胞的 HBV 前往目的地。它的工作機制非常精巧——
1、精準結合:SCARF2 通過其N 端第 4-6 個 EGF-like 結構域(EGF 4-6),與 HBV 的 L 蛋白 preS1 區的第 69-108 位氨基酸特異性結合。這個結合位點位于 NTCP 結合位點的下游,意味著 SCARF2 是在 HBV 通過 NTCP 進入細胞后才發揮作用。此外,SCARF2 富含脯氨酸的 C 端結構域在感染過程中也發揮著不可或缺的作用。
2、關鍵密碼:preS1 區第 90 位氨基酸是 SCARF2 結合的關鍵,將第 90 位的絲氨酸(S)突變為谷氨酸(E)后,病毒完全失去感染能力;而天然存在的蘇氨酸(T)或賴氨酸(K)變異則不影響甚至增強感染。
3、運輸專車:進入細胞的 HBV 被包裹在含有 SCARF2 的內體囊泡中,這些囊泡就像“專車”一樣,將 HBV 運輸到核孔復合體(NPC)的胞質側。
4、釋放指令:SCARF2 不僅負責運輸,還促進 HBV 的核衣殼從內體囊泡中釋放(這一過程可能與 SCARF2 的 C 端 IDR 區的液-液相分離形成有關),讓 HBV 的遺傳物質能夠進入細胞核。
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填補 HBV 感染機制空白
這項研究的突破性在于首次闡明了 HBV 進入細胞后轉運機制。之前我們已知 HBV 通過 NTCP 進入細胞,但不清楚它如何進一步進入細胞核,而 SCARF2 的發現填補了這一關鍵空白。
該研究還揭示了 SCARF2 與 NTCP 的協同作用:HBV 感染后,SCARF2 與內化的 NTCP 在細胞質中靠近,形成功能復合體,共同完成病毒的細胞內轉運。
這些發現為乙肝治療提供了全新思路,目前的抗 HBV 藥物主要針對病毒復制過程,而對 HBV 進入細胞的干預有限,SCARF2 作為 HBV 的細胞內受體,可能成為新的藥物靶點。
未來,研究人員可以設計同時靶向 NTCP 和 SCARF2 的聯合療法,在 HBV 進入細胞的不同階段進行阻斷:NTCP 抑制劑阻止 HBV 入侵,SCARF2 抑制劑則阻止 HBV 入核,形成雙重防護。
論文鏈接:
1. https://elifesciences.org/articles/00049
2. https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(26)00512-X
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