包括亞利桑那大學免疫生物學系的Felicia Goodrum在內的一個國際合作機構的研究人員研究了大多數人都攜帶有的人類皰疹病毒在感染時是如何打包它的遺傳信息。
這些發現提高了開發代替現有藥物的更具針對性治療方法的機會，現有的藥物并不總是有效或伴有副作用。
專家估計，60%到90%的世界人口攜帶有人類巨細胞病毒（CMV），這是感染人類的八種皰疹病毒中的一種。
在健康個體中，病毒處于休眠狀態，并不會引起明顯的疾病。然而，當免疫系統尚未成熟的胎兒和免疫功能受損的個體感染了此類病毒，風險就會很大。
巨細胞病毒是導致出生缺陷的主要原因。在美國每150個新生嬰兒中就有一個受到該病毒的影響，最常見的結果是聽力損失，它還會引起認知或生理異常以及腦癱。一旦感染，該病毒會在體內潛伏一生，并在免疫系統受抑制時突然爆發，例如在艾滋病患者、移植患者和經受高強度化療的癌癥患者體內爆發。
Goodrum與德國和以色列的研究人員共同開展了此項研究，研究發表在科學雜志《美國科學院院報》（PNAS）。
研究人員調查了一個人類細胞中最基本的部分是如何調節巨細胞病毒的：遺傳信息的打包和存儲機制。對病毒休眠期到激活期之間病毒DNA在人類宿主細胞中的表現的了解，為發展防止病毒“覺醒”并誘發疾病的藥物提供了基礎。
“人類免疫系統是非常復雜的，這種病毒設法悄悄融入我們的生理以確保自身生存的方式是一個不小的壯舉，” Goodrum說，他同時還是亞利桑那大學BIO5研究中心的成員。
Goodrum 還說：“巨細胞病毒精通人類細胞生物學。從蛋白質的DNA藍圖轉錄到蛋白質的制造，從細胞分裂到細胞新陳代謝，該病毒調整了所有的過程。”
她解釋說，對人類細胞生物學的精通是該病毒的疫苗如此難以研制的原因，目前還沒有辦法去根除它。Goodrum指出，像Epstein-Barr病毒或水痘這樣的其他皰疹病毒的感染都是顯而易見的，但對巨細胞病毒來說情況并非如此。
“從病毒的角度來看，這是對人類細胞生物學的極度精通——在人們毫無察覺的情況下完成感染，”Goodrum說。
“要想制定更有效的抗病毒策略，我們必須了解該病毒感染的生物學原理，以及該病毒是如何能夠潛伏一生的，”她說。“我們正試圖了解我們的細胞機制是如何被該病毒利用的，并開發藥物來控制它。”
每個人體細胞內都有一個大約6英尺長的DNA序列，在其核內存放并被稱為組蛋白的蛋白質緊緊包裹著。這樣的一個遺傳物質的打包被稱為染色體。
“你可以把組蛋白想象成一個線軸，而纏繞著線軸的DNA就組成了這個序列，”Goodrum說。“這樣就實現了兩個重要的目標：首先，它濃縮了DNA，使其能夠打包進細胞核中；第二，它為細胞提供了一種機制來調節編碼在DNA上的基因的活動。”
Goodrum解釋說，組蛋白和DNA之間的聯系是非常動態的，這種聯系作為細胞利用的一個關鍵機制來控制基因的表達與否。
例如，當DNA緊緊纏繞著組蛋白時，是無法接近在被稱為轉錄的過程中專門制造基因拷貝的一種酶的，轉錄后就會作為藍圖來制造蛋白質。
“當像巨細胞病毒的一種病毒感染我們的細胞時，它的DNA就會被組蛋白包裹，就好像它的DNA是我們細胞自身的DNA一樣。”Goodrum說。
“問題是，這是如何發生的，該病毒在此過程中有選擇的余地嗎？我們的工作是描繪出病毒DNA染色體周圍的組蛋白的分布，并展示該病毒是如何編碼一種機制來重組這些組蛋白，以有利于病毒染色體的基因表達。”
德國雷根斯堡大學醫學微生物學和衛生學研究所的Michael Nevels說：“既然我們已經確定了核小體的位置，我們就可以研究如何調節轉錄，其他人可以借此開始開發治療方法。”
例如，如果研究人員可以識別在此過程中發揮重要作用的分子，他們就可以設計針對這些分子的新藥物。
“既然我們無法消除該病毒，我們的目標就是保持對它的檢查，”Nevels說，他與以色列雷霍沃特魏茨曼科學研究所的Eran Segal和Einat Zalckvar一起領導了這項研究。
“這個想法是要在DNA結構水平上鎖定該病毒，減少其基因活動，使其回到休眠狀態，”Nevels說。
該研究中認定的一種這樣的目標分子是被稱為IE1的病毒蛋白。因為它調節了這種病毒DNA的打包和解包，它可能成為新治療方法的一個潛在目標。
意識到實現這一目標前還有更多必要的步驟，Nevels說：“如果我們可以抑制IE1，該病毒的基因組會被組蛋白更緊密地包裹著，這樣就減少了與DNA的接觸并防止基因變得活躍。”
另一個策略走的是相反的方向，通過故意喚醒休眠狀態中的病毒，使它暴露在抗病毒藥物的攻擊中。這可能會成為即將進行器官移植的患者的一個選擇，因為器官移植需要免疫抑制藥物以防止新器官被排斥。抑制免疫系統會使病毒被重新激活。
“有些抗病毒藥物能夠鎖定活躍的、復制的病毒，但他們不能鎖定潛伏的病毒，因為在潛伏狀態下，它就只是細胞核內的一段DNA，”Goodrum說。“在那些病人進入一種免疫抑制狀態前，你能夠鎖定病毒宿主并強迫病毒脫離潛伏期。”
