張守平 ， 王麗榮 ， 夏小靜 ， 王三虎 ， 胡建和

(河南科技學(xué)院動物科技學(xué)院 ， 河南 新鄉(xiāng) 453003)

流感病毒(IAV)為分節(jié)段的RNA病毒，極易發(fā)生變異，感染后可以激發(fā)很強(qiáng)的先天性和獲得性免疫反應(yīng)。流感病毒基因組可以通過基因突變及片段的重組而不斷產(chǎn)生新毒株。通常來說，流感病毒感染后，CD8+T細(xì)胞約需要5～7 d才能達(dá)到肺部發(fā)揮作用，而在此時間段先天性免疫就顯得尤為重要?？咕?antimicrobial peptides, AMPs)作為體內(nèi)先天性免疫的重要組成部分，其抗流感病毒活性逐漸引起學(xué)者的關(guān)注。在本文中，我們將對天然的抗菌肽和優(yōu)化的抗菌肽類似物的抗IAV和免疫調(diào)節(jié)活性機(jī)制進(jìn)行綜述。

1 AMPs的抗流感病毒活性

人類呼吸道黏液里含有兩類雙親性的AMPs： 防御素類和抗菌肽類。大量研究顯示，這兩類AMPs均可以發(fā)揮抗流感病毒的作用。

1.1 防御素和流感病毒 防御素主要分為兩類：α-防御素和β-防御素。有一類α-防御素主要表達(dá)于嗜中性粒細(xì)胞，因此又稱為人嗜中性粒細(xì)胞肽(Human neutrophil peptides, HNPs)1-4。HNP在感染的早期起到抗病毒作用，因?yàn)樵诟腥驹缙冢夤苤薪櫟氖戎行粤＜?xì)胞可以啟動免疫反應(yīng)。此外，HNPs還參與嗜中性粒細(xì)胞胞外殺菌網(wǎng)絡(luò)(Neutrophil extracellular traps, NETs)的抗感染作用[1-2]。還有一類α-防御素主要表達(dá)于上皮細(xì)胞，主要是腸道和泌尿生殖道的上皮細(xì)胞，稱為人防御素(Human defensins, HDs)5和6。雖然HD有可能有抗IAV的作用，但是這方面的報(bào)道比較少。而β-防御素則主要表達(dá)于上皮細(xì)胞，在IAV感染過程中發(fā)揮主要的抗病毒作用[3]。

1.1.1 HNPs和IAV 當(dāng)前，關(guān)于HNPs詳細(xì)的抗病毒機(jī)制并不是很清楚。研究發(fā)現(xiàn)，HNPs可以引起病毒凝集，并通過與病毒直接作用發(fā)揮抗病毒效果。將上皮細(xì)胞在感染前和感染后加入防御素孵育，只能起到很小的抑制病毒活性的作用。但是使用HNPs與病毒粒子孵育以后則可以抑制病毒活性[4]。與此相反的是，Salvatore等發(fā)現(xiàn)，HNPs抑制IAV的活性是通過抑制上皮細(xì)胞內(nèi)蛋白激酶C的活化來完成的。此外，防御素可以形成多分子復(fù)合物從而增強(qiáng)與病毒的結(jié)合活性，這也有可能是防御素可以凝集病毒的原因。HNPs發(fā)揮抗病毒作用與傳統(tǒng)的藥物不同，不是經(jīng)由抑制HA或其他蛋白活性實(shí)現(xiàn)的[5]。

1.1.2 β-防御素和IAV 人β-防御素(Human β-defensins, HBDs)，主要是由呼吸道上皮細(xì)胞產(chǎn)生，發(fā)揮炎癥應(yīng)答和抗病毒作用。HBDs的抗病毒效果不如HNP，但是可以在IAV感染過程中發(fā)揮很重要的免疫調(diào)節(jié)作用[6]。Ryan等研究發(fā)現(xiàn)，與野生型小鼠相比，體內(nèi)缺失β-防御素(mouse β defensins, mBD1)的小鼠感染IAV后可以引起肺臟內(nèi)更高的炎性反應(yīng)，但是病毒載量差別不大。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，IAV感染后引起的mBD1上調(diào)主要是由胞漿內(nèi)的樹突狀細(xì)胞產(chǎn)生的[7]。

1.1.3 Retrocylins 除上述兩種，還有一類防御素主要表達(dá)于非人靈長類，同樣具有很強(qiáng)的抗IAV活性，稱為θ-防御素或retrocylins(環(huán)形的特點(diǎn))。Retrocylins與HNPs具有類似功能，可以引起IAV凝集并且具有比HNPs更強(qiáng)的內(nèi)在抗病毒活性[8]。有研究顯示，Retrocylins及其他防御素類可以發(fā)揮凝集素的作用結(jié)合到病毒分子的糖分子上，從而發(fā)揮抗病毒活性[9]。

1.2 LL-37和流感 有一類抗菌肽稱為Cathelicidins抗菌肽，其中具有代表性的就是LL-37。LL-37具有廣譜的活性，包括抗病毒活性，免疫細(xì)胞的趨化活性，調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的炎性反應(yīng)，調(diào)節(jié)樹突狀細(xì)胞的反應(yīng)等[10-11]。LL-37極有可能參與IAV感染后的宿主反應(yīng)。LL-37與HNPs相類似的，都是在受到在某些分子刺激后由嗜中性粒細(xì)胞合成并釋放。白三烯B4(TLB4)可以通過刺激呼吸道上皮細(xì)胞使其產(chǎn)生LL-37和β-防御素從而增強(qiáng)抗IAV能力[12]。

2 AMPs的免疫調(diào)節(jié)活性

除了具有直接的抗微生物或病毒活性外，AMPs還有一個很重要的作用就是介導(dǎo)免疫細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用。

2.1 對嗜中性粒細(xì)胞的病毒攝入、呼吸暴發(fā)和NET形成的作用 HNPs，retrocyclins等可以提高嗜中性粒細(xì)胞攝入病毒的能力，在單核細(xì)胞中也觀察到了同樣的結(jié)果[4,13]。從這類結(jié)果中我們發(fā)現(xiàn)，AMPs提高病毒攝入的能力主要是經(jīng)由提高凝集病毒的能力。與這一推測相一致的就是LL-37并不改變嗜中性粒細(xì)胞攝入病毒的能力[2]。AMPs可以影響嗜中性粒細(xì)胞呼吸暴發(fā)反應(yīng)。IAV感染后可以引起以H2O2為代表的明顯的呼吸暴發(fā)，添加HNPs后，H2O2釋放量明顯降低；而LL-37除可以影響H2O2反應(yīng)，還可以增強(qiáng)IAV感染過程中NET的形成[14]。巨噬細(xì)胞表面具有多種LL-37分子的受體，如甲酰基肽受體(formyl peptide receptor 2, FPR2)，CXCR2，表皮生長因子受體(EGFR)和P2X7受體(P2X7 receptor, P2X7R)等。IAV感染后，使用FPR2的特異性受體阻斷劑可以觀察到LL-37經(jīng)由FRP2介導(dǎo)的明顯的H2O2和NET反應(yīng)[2]。

2.2 IAV感染后細(xì)胞因子反應(yīng)的影響 IAV感染后可以刺激嗜中性粒細(xì)胞產(chǎn)生IL-8，單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生促炎性因子(如TNF或IL-6)，此類促炎性因子的釋放可以導(dǎo)致各類綜合征和肺損傷的發(fā)生。大量相關(guān)研究均顯示，降低感染后的炎性反應(yīng)對減輕肺損傷有重要作用。LL-37可以降低多種刺激下誘導(dǎo)的細(xì)胞因子反應(yīng)。有研究顯示，LL-37可以降低IAV和LPS所引起的嗜中性粒細(xì)胞中IL-8的釋放[15]。當(dāng)前的研究主要集中于IAV感染后多種AMPs對單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的細(xì)胞因子作用。

2.3 AMPs在獲得性免疫中的作用 AMPs可以招募和激活免疫細(xì)胞，因此也被稱為“警報(bào)素”。AMPs通過多種途徑調(diào)節(jié)獲得性免疫反應(yīng)。例如，HBDs和其他的防御素可以結(jié)合到淋巴細(xì)胞表面的受體上起到趨化的作用。LL-37可以增強(qiáng)DCs向T細(xì)胞遞呈抗原的能力。α-防御素可以增強(qiáng)腸病毒感染中的抗體中和反應(yīng)[16-18]。目前，這類活性在IAV感染過程中還沒有出現(xiàn)，但是在未來的研究中還是很值得深入探索的。

3 修飾合成的具有抗病毒活性的AMPs

當(dāng)前有大量的研究致力于改進(jìn)或合成防御素類似物從而提高其抗細(xì)菌和抗病毒活性。近期Zhao等的研究顯示，測定小鼠β-防御素4(mBD4)不同片段對呼吸道病毒，人源和禽源IAV，SARS-CoV和MERS-CoV的作用效果。其中有一個長為30個氨基酸殘基的mBD4片段(作者命名為P9)在體內(nèi)和體外都具有活性且超過完整的40個氨基酸殘基的本體肽段。同時P9還可以提高感染致死劑量的H5N1和H7N9小鼠的存活率[19]。這個研究為我們提供一個有趣的例子，就是天然產(chǎn)生的防御素截短片段可能具有比本體更強(qiáng)的活性。而截短片段GI-20含有LL-37的核心螺旋結(jié)構(gòu)，在體外可以抑制pandemic/H1N1/2009，但是LL-37和其他片段不具有此活性[20]。

4 展望

針對IAV兩種傳統(tǒng)藥物的耐藥毒株已經(jīng)出現(xiàn)，迫切需要開發(fā)新型的針對IAV的藥物。IAV所導(dǎo)致的死亡主要是由于嚴(yán)重的肺損傷，多系統(tǒng)炎癥或者細(xì)菌的雙重感染等引起，因此新型的藥物研發(fā)方向是抗病毒、抗細(xì)菌和抗炎癥。AMPs是抗微生物肽，不僅對宿主防御病原體有重要作用，同時還可以調(diào)節(jié)機(jī)體的炎癥反應(yīng)。未來的研究將集中于探索肺臟內(nèi)AMPs與宿主其他防御蛋白的互作及最佳給藥途徑從而誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生更多的AMPs及探索AMPs抵抗IAV流行毒株的機(jī)理。

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