人类乳头瘤病毒新发现:AI揭示其致癌“开关”,或为新药研发指明方向
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在人类已知的病毒中,有一种感染率惊人的“潜行者”——人乳头瘤病毒(HPV)。研究显示,全球近八成性活跃人群一生中至少感染过一次HPV。虽然多数感染者能自愈,但部分高危亚型却可能在体内“沉睡”多年后引发癌变,成为宫颈癌、肛门癌、阴茎癌及部分头颈癌的主要元凶。
尽管疫苗接种已普及,但为什么某些亚型的致癌性格外强?这一谜题长期困扰着科学界。近日,美国特拉华大学的科研团队利用人工智能与结构生物学技术,在《Virology Journal》发表研究成果,首次揭示了HPV关键蛋白E2结构中的核心突变机制,并指出其中的T309P突变(源自HPV52型)或是癌症风险提升的关键。

E2蛋白——病毒的“总指挥”
HPV存在超过200种亚型,E2蛋白在其中起着至关重要的调控作用。它既能控制病毒复制,又可抑制致癌基因E6与E7的活性。E2蛋白由转录激活域、DNA结合域及柔性连接区构成,其结构稳定性决定了病毒是否具备致癌潜能。
研究人员指出,E2通过结合病毒长控制区(LCR)来“封锁”致癌信号,一旦突变损坏这一机制,病毒便可能获得逃逸能力,从而促进癌症的发生。
AI解析揭示致癌突变:T309P是关键
在此次研究中,团队利用AlphaFold3蛋白结构预测模型和PyMOL三维可视化技术,对215种HPV亚型的E2蛋白进行了高精度建模。分析发现,高度保守的氨基酸主要集中在DNA结合区与宿主蛋白互作区域,这些区域的结构一旦发生变化,病毒控制能力就会削弱。
尤其值得关注的是HPV52亚型B2的T309P突变。该突变会使E2蛋白的多肽链弯折,改变其二级结构,进而影响E2与DNA的结合能力。团队发现,这一突变仅存在于极少数亚型中,却在东亚高危型HPV(如HPV33、HPV58)中频繁出现,暗示其可能是决定病毒致癌性的“分子开关”。
AI助力结构生物学,揭开HPV潜伏机制
研究负责人Sam Biswas教授表示,人工智能极大加速了蛋白质结构解析,使得团队能够在短时间内发现潜在的致癌突变。第一作者、特拉华大学本科生Sean Fletcher利用生物信息学手段完成了从序列比对到三维建模的全流程分析,被誉为“用计算显微镜看清病毒真面目”。
研究进一步证明,E2功能的缺陷将直接导致病毒基因组整合进宿主DNA,这是癌症发生的关键一步。锁定E2的保守区域及突变位点,为未来设计小分子药物或蛋白稳定剂提供了明确方向。
展望未来:AI开启抗HPV精准治疗新纪元
该研究不仅揭示了HPV致癌机制的分子基础,也为靶向E2的抗癌药物研发奠定了理论基础。科学家认为,通过药物稳定E2结构或恢复其抑癌功能,有望从根源上阻断病毒诱发癌变的过程。
随着人工智能与结构生物学的结合不断深化,人类或许正站在彻底攻克HPV相关癌症的新起点上。正如Biswas教授所言:“要真正战胜HPV,我们必须深入理解它的分子逻辑——而AI,正在让这一切成为可能。”
2025-11-07
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