(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院檢驗(yàn)科，重慶 400010)

1994年法國免疫學(xué)家POLLY[1]等提出了危險理論，認(rèn)為免疫系統(tǒng)并不是識別“自身”與“非己”排除抗原性異物，而是識別危險信號并對其進(jìn)行防御。危險信號是在感染或組織損傷過程中快速釋放至細(xì)胞外環(huán)境的內(nèi)源性分子，又稱警示信號，屬于損傷相關(guān)模式分子(DAMPs)蛋白。DAMPs是指機(jī)體自身細(xì)胞死亡所釋放的內(nèi)源性分子，即內(nèi)源性危險信號，來源于受損或壞死組織激活的免疫細(xì)胞，可激活固有免疫細(xì)胞，引起固有免疫應(yīng)答，同時可直接或間接啟動適應(yīng)性免疫應(yīng)答[2]。DAMPs可存在于細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞外基質(zhì)中，在細(xì)胞核內(nèi)有高遷移率族蛋白B1 (HMGB1)等，在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有尿酸及S100蛋白等，細(xì)胞外基質(zhì)中有透明質(zhì)酸等；按結(jié)構(gòu)類型又可為蛋白類以及非蛋白類，蛋白類有熱休克蛋白(HSPs)、S100蛋白、HMGB1及補(bǔ)體C3a、C4a、C5a等，非蛋白類如腺苷三磷酸、尿酸、硫酸肝素、RNA和DNA等[3]。

DAMPs，如HMGB1、組蛋白、S100蛋白及熱休克蛋白在胞內(nèi)和胞外具有不同的作用。在沒有損傷或感染的情況下，在胞內(nèi)DAMPs起到調(diào)控DNA轉(zhuǎn)錄、維持鈣平衡、細(xì)胞增殖及分化功能；在胞外DAMPs與自身免疫狀態(tài)和炎癥紊亂的嚴(yán)重程度有關(guān)，如膿毒血癥、顱腦損傷、急性肺損傷、炎癥性腸病等。DAMPs可以與模式識別受體(PRRs)結(jié)合，參與宿主防御和組織修復(fù)，誘導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和激活下游信號通路；通過招募樹突細(xì)胞(DC)和抗原提呈細(xì)胞(APC)，激活固有免疫和適應(yīng)性免疫反應(yīng)，觸發(fā)炎癥或組織再生。近幾年，DAMPs在病原體感染中的作用備受關(guān)注，發(fā)揮著雙刃劍的作用，一方面可清除病原體及被感染、被破壞的細(xì)胞，利于機(jī)體的修復(fù)，但同時也可加劇炎癥致組織損傷，增加病原體易感性，進(jìn)一步加劇感染程度。本文主要針對常見的幾種DAMPs如HMGB1、熱休克蛋白以及ATP、S100蛋白在感染過程中的作用進(jìn)行綜述。

1 HMGB1

HMG即高遷移率族蛋白于1973年首次被發(fā)現(xiàn)，因其相對分子質(zhì)量小，在聚丙烯酰胺凝膠電泳中有很高的遷移性而得名。根據(jù)相對分子質(zhì)量大小、序列相似性以及DNA結(jié)構(gòu)特異性，HMG又可進(jìn)一步地分為HMGA、HMGB和HMGN 3個家族，其中HMGB家族又包含了3個成員，即HMGB1、HMGB2以及HMGB3。HMGB1相對分子質(zhì)量約30×105，由219個氨基酸組成，廣泛存在于哺乳動物的淋巴組織、腦、肺、心、腎、脾、胰腺和胸腺等組織中。HMGB1在細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外環(huán)境中所起的作用不同，在胞內(nèi)參與DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和修飾，是細(xì)胞核中具有高度保守性的與DNA結(jié)合的非組織蛋白成分之一，被稱之為“分子伴侶”[4]。胞外存在的HMGB1作為危險信號，在激活固有免疫、適應(yīng)性免疫反應(yīng)和啟動炎癥反應(yīng)中擔(dān)任重要角色[5]。目前認(rèn)為HMGB1向胞外分泌主要有兩種方式：巨噬細(xì)胞、成熟的樹突狀細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞主動分泌；壞死、損傷及凋亡細(xì)胞被動釋放。

晚期糖基化受體(RAGE)和Toll樣受體(TLRs)是目前已確定的HMGB1的重要受體[6-7]。RAGE能與多種配體結(jié)合，但與HMGB1的親和力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他配體。HMGB1與RAGE結(jié)合可激活絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)和核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)通路，并誘導(dǎo)多種致炎因子[6]。TLRs是識別外來微生物危險信號的受體，在機(jī)體對抗外來微生物的免疫反應(yīng)中具有極其重要的意義，其中TLR2和TLR4在HMGB1誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞NF-κB活化中發(fā)揮主要的作用，而RAGE受體僅起次要的作用[8]。

有研究認(rèn)為，乙型肝炎中感染及受損死亡的肝細(xì)胞或者其他細(xì)胞釋放的HMGB1，可活化基質(zhì)金屬蛋白酶，降解細(xì)胞外基質(zhì)，增強(qiáng)黏附分子表達(dá)，招募免疫炎癥細(xì)胞遷徙進(jìn)入肝組織，加劇乙肝病理性損傷[9-10]。在免疫缺陷疾病中，THIERRY等[11]通過細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)，重組 HMGB1可能通過外周血單個核細(xì)胞表面的 RAGE受體，經(jīng) P38信號傳導(dǎo)至NF-κB，最終促進(jìn)HIV復(fù)制。盧干珍等[12]在H5N1流感病人中發(fā)現(xiàn)，H5N1病毒能誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生炎癥細(xì)胞以及一系列趨化因子和炎癥因子，進(jìn)而誘導(dǎo)單核巨噬細(xì)胞的產(chǎn)生，而后者又會釋放趨化因子和炎癥因子。在這一過程中，HMGB1作為胞外炎癥信號也起到很重要的作用，他們由此推測，早期和晚期炎癥因子相互作用很可能是嚴(yán)重禽流感病人炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵機(jī)制。最近，HMGB1已經(jīng)被確認(rèn)是致命性全身性炎癥(如內(nèi)毒素血癥和膿毒癥)和局部炎癥(如關(guān)節(jié)炎、急性肺損傷等)中的細(xì)胞因子遞質(zhì)[12]。HMGB1在西尼羅河病毒、鮭魚貧血病毒、SARS病毒等感染性疾病中通過活化單核巨噬細(xì)胞釋放炎癥因子、黏附分子等，使炎癥級聯(lián)反應(yīng)擴(kuò)大化，對感染病毒的靶細(xì)胞進(jìn)行免疫殺傷[13]。

2 HSPs

HSPs相對分子質(zhì)量為76 000與26 000，并被命名為“熱休克蛋白”。HSPs是細(xì)胞在應(yīng)激刺激如高溫、放射線、低糖等條件下表達(dá)增加的一組蛋白，同族的HSPs具有高度保守性，廣泛存在于人、動物、微生物及植物細(xì)胞中。根據(jù)同源程度和相對分子質(zhì)量的大小可將其分為小HSP、HSP40、HSP60、HSP70、HSP90、HSP110等家族。迄今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的HSPs有30余種。HSPs參與炎癥免疫反應(yīng)主要通過兩條途徑，其一是作為TLRs的配體，其二是作為抗原參與免疫反應(yīng)。

在真核細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)中，HSP70參與機(jī)體免疫、抗感染、抗氧化、抗凋亡，與抑癌基因和癌基因相互作用，對細(xì)胞起保護(hù)作用。近年來有研究證實(shí)，HSP70與病毒的感染具有一定的聯(lián)系。LAHAYE等[14]的研究表明，狂犬病病毒感染可致HSP70表達(dá)增加，進(jìn)而發(fā)揮促進(jìn)該病毒復(fù)制與加劇感染的作用。在呼吸綜合征病毒感染的研究中，宿主來源的HSP70同樣參與到該病毒的復(fù)制感染中，發(fā)揮促進(jìn)效應(yīng)[15]。在慢性阻塞性肺病病人肺部感染中，由細(xì)菌感染引起的HSP70可以通過激活單核巨噬細(xì)胞釋放大量的炎癥因子進(jìn)而加劇疾病的進(jìn)展[16]。RILEY等[17]的研究表明，在因多種肝臟疾病形成的玻璃(Mallory)小體中都有HSP70和HSP90表達(dá)，推測HSPs可能與Mallory小體的形成有關(guān)。有研究顯示，HSP90則可通過誘導(dǎo)肝星形細(xì)胞和削弱其活化而發(fā)揮抑制肝纖維化的作用[18]。在多種感染中，HSP60和HSP70通常是宿主體液免疫和細(xì)胞免疫的靶目標(biāo)，如在細(xì)菌感染(麻風(fēng)、結(jié)核)以及真菌感染中，HSPs是感染中重要的免疫原性抗原[19-20]。在日本血吸蟲病肝纖維化患者和日本血吸蟲病動物模型肝組織中HSP47表達(dá)均上調(diào)[21]。王華鵬[22]等的研究表明，HSP70抑制腸道病毒復(fù)制并參與機(jī)體免疫應(yīng)答；在腸道病毒介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡中發(fā)揮抗凋亡作用；通過TLRs信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑激活免疫調(diào)節(jié)；某些藥物可通過誘導(dǎo)HSP70的表達(dá)而發(fā)揮抗病毒作用。老年癲癇病人容易受到病原菌感染，且感染后病人血清中HSPs蛋白水平存在明顯異常[23]。因此，對HSPs在感染應(yīng)激中的免疫損傷和保護(hù)機(jī)制的進(jìn)一步探討，可能對一些感染性疾病的防治及有關(guān)的新藥開發(fā)等產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

3 ATP

腺苷三磷酸(ATP)在機(jī)體內(nèi)不但是能源物質(zhì)，還是機(jī)體內(nèi)一種重要的內(nèi)源性DAMP。在炎癥反應(yīng)中可作為免疫系統(tǒng)的胞外信號，在機(jī)體免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。嘌呤受體P2X(P2X7R)是以ATP為配體的離子門控通道，而ATP是P2X7R的唯一天然激活劑。因P2X7R表達(dá)于多種免疫細(xì)胞表面，ATP-P2X7R信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在多種疾病的病理生理過程中發(fā)揮著重要作用，成為機(jī)體對抗病原體的重要組成部分[24]。近年來，嘌呤信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑ATP-P2X7R因其介導(dǎo)多種疾病的病理生理過程，成為治療很多疾病的潛在治療靶點(diǎn)。在寄生蟲感染中，KEATING等[25]的研究表明，在旋毛蟲感染小鼠的腸型期，感染和損傷的腸道細(xì)胞釋放的ATP可使空腸組織固有層P2X7R表達(dá)上調(diào)，P2X7R通過促進(jìn)炎性遞質(zhì)IL-1β分泌，在抗小鼠旋毛蟲感染中發(fā)揮重要作用。另有研究發(fā)現(xiàn)，旋毛蟲感染誘導(dǎo)P2X7R表達(dá)上調(diào)，沒有促進(jìn)腸上皮細(xì)胞分泌促炎因子IL-1β，但可誘導(dǎo)小鼠上皮細(xì)胞趨化因子CCL5表達(dá)上調(diào)，導(dǎo)致大量CD11c+CD、CD103+DC在腸上皮浸潤，提示P2X7R在DC募集中發(fā)揮了重要作用[26]。此外，一些胞內(nèi)寄生蟲如亞馬孫利什曼原蟲和弓形蟲同樣可調(diào)控巨噬細(xì)胞ATP-P2X7R信號通路的活化，并在宿主清除胞內(nèi)病原體中發(fā)揮著重要作用[27-28]。

ATP作為DAMPs除參與寄生蟲感染外，其在細(xì)菌感染中的作用也備受關(guān)注。已有研究發(fā)現(xiàn)，ATP可通過激活巨噬細(xì)胞內(nèi)NLRP3炎癥小體誘導(dǎo)IL-1β和IL-18等炎癥因子表達(dá)釋放，發(fā)揮抑制大腸桿菌和金黃色葡萄球菌感染的效應(yīng)[29]。在一項(xiàng)利用敗血癥動物模型的研究證實(shí)，細(xì)胞外釋放的ATP可以與巨噬細(xì)胞P2X7R結(jié)合激活下游信號級聯(lián)促進(jìn)該細(xì)胞殺菌效應(yīng)，這一研究表明ATP在感染中是宿主免疫的一個保護(hù)性因子[30]。在泌尿道感染中，由于ATP含量與致病菌濃度有一定的相關(guān)性，因此ATP可作為泌尿道感染的標(biāo)志物[31]。

4 S100s

S100蛋白家族成員(S100s)是具有EF-手型構(gòu)型且能夠與鈣結(jié)合的家族[32]。到目前為止已發(fā)現(xiàn)至少25個成員，其中有22個成員的編碼基因位于人類21號染色體1q21區(qū)(又稱S100基因簇)[33]。該家族成員主要包含S100A1～A15、S100B及S100P等。其中，S100A8、S100A9及S100A12是目前發(fā)現(xiàn)的經(jīng)典的具有DAMP特性的3個成員，它們主要由單核巨噬細(xì)胞、粒細(xì)胞等分泌，可與微環(huán)境中炎癥免疫細(xì)胞膜上經(jīng)典PRRs中TLR4或RAGE結(jié)合，激活下游MAPK信號、PI3K/AKT信號以及NF-κB信號，調(diào)節(jié)炎癥免疫反應(yīng)。

大量研究顯示，S100s在感染性疾病中發(fā)揮重要作用。在禽流感病毒感染引起的肺炎中，肺中S100A9水平顯著增加，可以激活肺泡內(nèi)皮細(xì)胞或巨噬細(xì)胞表面的TLR4信號級聯(lián)，加劇疾病的進(jìn)展[34]。在柯薩奇病毒感染引起的病毒性心肌炎中，S100A8與S100A9水平也顯著增加，同樣加劇疾病進(jìn)展[35]。而在HIV感染中，S100A9可通過促進(jìn)NK細(xì)胞活性抑制該病毒的復(fù)制[36]。除在病毒感染性疾病中，S100s在細(xì)菌感染中同樣具有作用。在葡萄球菌感染性肺炎中，通過動物模型發(fā)現(xiàn)，S100A9具有抑制細(xì)菌及減輕肺組織病理性損傷的作用[37]。在一項(xiàng)新生兒敗血癥模型研究中，發(fā)現(xiàn)S100A8及S100A9激活MyD88依賴的炎癥信號級聯(lián)可刺激機(jī)體免疫發(fā)揮保護(hù)性作用[38]。這些研究也提示S100作為DAMPs對機(jī)體發(fā)揮雙刃劍的作用，某些病原體感染過程中可清除病原體以及被感染和破壞的細(xì)胞，利于機(jī)體的修復(fù)，但同時也可加劇炎癥增加病原體易感性，加劇感染程度。

5 展望

DAMPs是人類適應(yīng)各類應(yīng)激的重要分子，也是免疫應(yīng)答的重要調(diào)節(jié)蛋白，對免疫應(yīng)答，免疫耐受等有重要的影響，在病原體感染如病毒、細(xì)菌、真菌及寄生蟲感染等病理生理過程中都有著重要的地位。因此，無論是從預(yù)防還是治療的角度，DAMPs都有著良好的研究價值與應(yīng)用前景。其中，DAMPs分子的表達(dá)水平將成為疾病嚴(yán)重程度評定及預(yù)后判斷的依據(jù)；而且，隨著DAMPs分子相關(guān)基礎(chǔ)研究不斷深入，將為許多重要疾病如感染性疾病的發(fā)病機(jī)制、防治研究和相關(guān)疫苗開發(fā)等提供新的重要線索。

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