摘要：拉霍亚免疫学研究所科学家成功解析出人类内源性逆转录病毒HERV-K包膜蛋白的三维结构，这是首个被破解的人类HERV蛋白结构。这一发表在《科学进展》期刊的突破性发现，为癌症免疫治疗和自身免疫性疾病诊断开辟了全新路径，同时揭示了人类基因组中古老病毒遗迹的医学潜力。

信息来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2025/09/250902085154.htm

拉霍亚免疫学研究所科学家成功解析出人类内源性逆转录病毒HERV-K包膜蛋白的三维结构，这是首个被破解的人类HERV蛋白结构。这一发表在《科学进展》期刊的突破性发现，为癌症免疫治疗和自身免疫性疾病诊断开辟了全新路径，同时揭示了人类基因组中古老病毒遗迹的医学潜力。

人类基因组包含约8%的病毒DNA序列，这些被称为"基因组暗物质"的古老病毒残骸长期以来被科学界视为进化过程中的无用遗迹。然而，最新研究表明，这些沉睡的病毒基因在特定疾病状态下会重新激活，其产生的蛋白质可能成为医学诊断和治疗的重要靶点。

HERV-K作为人类基因组中最活跃的内源性逆转录病毒，在正常情况下保持沉默状态。但在癌症、自身免疫性疾病和神经退行性疾病等病理条件下，这些古老的病毒基因会重新表达，产生包膜蛋白等病毒组分。这种现象为疾病的早期诊断和精准治疗提供了新的分子标记。

技术突破：捕捉不稳定蛋白的瞬间形态

这项由LJI科学家领导的新研究从各个角度展示了HERV-K Env的结构。这些渲染图提供了该蛋白质的顶视图和侧视图，并揭示了其三聚体结构的三个部分是如何组合在一起的。图片来源：LJI/Saphire实验室

HERV-K包膜蛋白的结构解析面临前所未有的技术挑战。该蛋白极其不稳定，具有高度的构象灵活性，即使在最先进的成像条件下也容易发生结构变化。研究团队需要捕捉蛋白质的"融合前"状态，这是一个充满势能的构象，就像压缩的弹簧随时准备释放能量。

拉霍亚免疫学研究所院长埃里卡·奥尔曼·萨菲尔领导的团队采用了精密的蛋白质工程策略，通过引入特定的稳定性突变来锁定蛋白质结构，同时保持其天然构象特征。这种方法此前已成功应用于埃博拉病毒和拉沙病毒等致命病原体的结构研究。

利用低温电子显微镜技术，研究人员在三个关键状态下捕获了HERV-K包膜蛋白的高分辨率三维图像：细胞表面展示状态、膜融合激活状态，以及与特异性抗体结合状态。这些结构数据揭示了HERV-K包膜蛋白独特的分子架构，其细长的三聚体结构与HIV和SIV等其他逆转录病毒的短粗三聚体形成鲜明对比。

博士后研究员Jeremy Shek解释道："这种蛋白质极其敏感，甚至用一种滑稽的眼光看待它们，它们就会展开。"这种特性使得结构解析工作异常困难，但也正是这种不稳定性赋予了包膜蛋白强大的膜融合能力。

疾病诊断的新型生物标记

HERV-K包膜蛋白在多种癌症类型中异常表达，包括乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌和黑色素瘤等。与正常细胞相比，肿瘤细胞表面大量展示这种病毒蛋白，为癌症的早期诊断和分期评估提供了独特的分子标记。

传统肿瘤标志物往往缺乏足够的特异性，容易产生假阳性结果。HERV-K包膜蛋白的高度肿瘤特异性表达使其成为更加可靠的诊断工具。研究团队开发的特异性抗体能够精确识别肿瘤细胞表面的HERV-K包膜蛋白，为开发新型癌症诊断试剂盒奠定了基础。

在自身免疫性疾病领域，HERV-K包膜蛋白的异常表达同样具有重要意义。类风湿性关节炎和系统性红斑狼疮患者的中性粒细胞表面显著上调HERV-K包膜蛋白表达，而健康对照组则完全缺乏这种表达模式。

萨菲尔团队的研究显示，利用荧光标记的特异性抗体可以快速检测患者样本中的HERV-K阳性细胞，为自身免疫性疾病的鉴别诊断提供了新的实验室检测方法。这种基于HERV-K检测的诊断策略可能比传统的炎症标志物更加准确和特异。

免疫治疗的创新靶点

HERV-K包膜蛋白在肿瘤细胞特异性表达的特征，使其成为癌症免疫治疗的理想靶点。与传统化疗药物的广泛毒性不同，针对HERV-K的免疫治疗策略能够精确攻击肿瘤细胞，最大限度减少对正常组织的损伤。

目前正在开发的治疗策略包括抗体偶联药物、CAR-T细胞疗法和疫苗免疫等多种途径。抗体偶联药物通过将细胞毒性药物与HERV-K特异性抗体结合，实现对肿瘤细胞的靶向杀伤。CAR-T细胞疗法则通过基因工程改造患者自身的T细胞，使其能够识别和攻击表达HERV-K的肿瘤细胞。

疫苗免疫策略旨在激活患者自身的免疫系统，产生针对HERV-K包膜蛋白的特异性免疫反应。这种主动免疫方式不仅能够清除现有肿瘤，还可能建立长期的免疫记忆，预防肿瘤复发。

在自身免疫性疾病治疗方面，深入理解HERV-K包膜蛋白与免疫系统的相互作用机制，有望开发出更加精准的干预策略。通过阻断特定的抗体-抗原相互作用，可能减轻过度的炎症反应，改善患者的临床症状。

全球生物医药市场对新型靶点和治疗策略的需求持续增长，HERV-K相关疗法的商业化前景广阔。多家制药公司已经开始投资相关研发项目，预计未来五年内将有首批HERV-K靶向药物进入临床试验阶段。

这项研究不仅为当前的疾病治疗提供了新思路，更重要的是揭示了人类基因组"暗物质"的潜在医学价值。随着对内源性病毒序列理解的深入，更多沉睡在基因中的治疗靶点可能被逐一发现，为精准医学的发展注入新的动力。

来源：人工智能学家