劉紹蘭 吳婧楠 李若瑜 栗玉珍 楊建勛

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院皮膚科，哈爾濱 150001)

高等動(dòng)物固有免疫系統(tǒng)是機(jī)體抗真菌感染的第一道防線,固有免疫細(xì)胞(主要包括單核巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞)表面有多種模式識(shí)別受體(PRR)，識(shí)別真菌細(xì)胞壁表面的病原相關(guān)分子模式(PAMP)。固有免疫系統(tǒng)對(duì)入侵病原微生物的識(shí)別是成功清除病原體的首要步驟。

近期研究發(fā)現(xiàn)，C 型凝集素受體家族成員 Dectin-1成為真菌感染免疫領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)[1]。既往研究表明Dectin-1是介導(dǎo)固有免疫細(xì)胞識(shí)別β-葡聚糖的主要受體。真菌感染之所以能被宿主細(xì)胞的受體識(shí)別并免疫殺傷，Dectin-1起到了不可或缺的作用。對(duì)于Dectin-1介導(dǎo)的免疫識(shí)別的研究為深入探索固有免疫防御機(jī)制開辟了新的領(lǐng)域。本文對(duì)Dectin-1的研究進(jìn)展做一綜述。

1 Dectin-1概述

Dectin-1是膜相關(guān)C 型凝集素(C-type lectin)家族中最重要的受體。含有細(xì)胞外碳水化合物識(shí)別結(jié)構(gòu)域(CRD)或稱C 型凝集素樣區(qū)域(CTLD)、短桿(Stalk)連接的跨膜區(qū)和具有免疫受體酪氨酸活化基序(ITAM)的胞漿尾部。與其他C型凝集素樣受體不同，Dectin-1短桿區(qū)缺乏與形成二聚體相關(guān)的半胱胺酸殘基，它是以單體形式發(fā)揮其生物功能的。人的Dectin-1基因通過轉(zhuǎn)錄后可產(chǎn)生8個(gè)亞型，2個(gè)主要亞型(A、B)和6個(gè)次要亞型(C、D、E、F、G、H)。其中只有三個(gè)亞型(A、B、E)同時(shí)具有完整的CRD結(jié)構(gòu)域和ITAM基序。Dectin-1的A、B兩個(gè)亞型是主要的功能亞型，近來有研究發(fā)現(xiàn)Dectin-1 E亞型可以介導(dǎo)白念珠菌刺激引起的胞內(nèi)信號(hào)通路的激活，并首次明確了Dectin-1 E亞型為功能亞型，可識(shí)別被吞進(jìn)胞內(nèi)的白念珠菌[2]。

Dectin-1的細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域而非配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域決定著物種特異性配體[3]。Dectin-1能特異性識(shí)別可溶性及顆粒性β-1，3和/或β-1，6葡聚糖，如酵母多糖。酵母多糖刺激樹突細(xì)胞產(chǎn)生IL-10的過程與Dectin-1依賴的細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)及絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)活化有關(guān),近來有研究者推斷細(xì)胞對(duì)酵母多糖的識(shí)別和結(jié)合可能另有其他信號(hào)通路來聯(lián)合完成[4]。

Dectin-1也可識(shí)別CD4+和CD8+T 淋巴細(xì)胞表面的內(nèi)源性配體，促進(jìn)T淋巴細(xì)胞的增生[5]。在脾、淋巴結(jié)和胸腺的T細(xì)胞區(qū)，巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞Dectin-1的表達(dá)支持了這一受體在抗原提呈細(xì)胞和T細(xì)胞間的聯(lián)系作用?？梢酝茰y(cè)Dectin-1受體的功能可影響機(jī)體的免疫能力[6]。此外，Dectin-1與識(shí)別和攝取凋亡細(xì)胞以及細(xì)胞抗原的交叉提呈相關(guān)。

2 Dectin-1的信號(hào)傳導(dǎo)途徑

Dectin-1 受體下游信號(hào)的級(jí)聯(lián)反應(yīng)可分為依賴脾臟酪氨酸激酶(Syk)的 NF-κB信號(hào)通路和非依賴脾臟酪氨酸激酶(Syk)的 NF-κB信號(hào)通路，以及Dectin-1 受體的其他通路(圖1[7])。

2.1Syk 依賴通道 Dectin-1是TLR家族以外第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的可產(chǎn)生自身細(xì)胞內(nèi)信號(hào)的PRR。當(dāng)Dectin-1結(jié)合其配體后，ITAM樣基序中的酪氨酸首先被Src家族激酶磷酸化，從而招募Syk，促進(jìn)下游信號(hào)反應(yīng)。Dectin-1只有近膜端含有ITAM序列的酪氨酸是信號(hào)傳導(dǎo)所必需的，可能是通過橋聯(lián)兩個(gè)Dectin-1單體促發(fā)的[8]。單一酪氨酸基序活化信號(hào)傳導(dǎo)途徑的發(fā)現(xiàn)是這一領(lǐng)域的一個(gè)重大突破?，F(xiàn)已證實(shí)至少有其他兩種受體——CLEC9A和CLEC2也可利用這一信號(hào)傳導(dǎo)途徑[8-10]。Syk是介導(dǎo)大多數(shù)Dectin-1功能的中樞性激酶，Syk下游信號(hào)傳導(dǎo)連接一種新的銜接子CARD9，可啟動(dòng)Syk/CARD9-BCL10-MALT1級(jí)聯(lián)途徑，激活NF-κB,最終誘導(dǎo)細(xì)胞因子產(chǎn)生。其中活化的 NF-κB亞基主要是 C-Rel和P65，C-Rel亞基可激活Th17細(xì)胞釋放IL-23p19和IL-1β，與機(jī)體抗致病性念珠菌的感染密切相關(guān)[11]。最近有研究報(bào)道，Dectin-1/Syk/ROS/NLRP3通路途徑的活化能觸發(fā)炎癥復(fù)合體，并且對(duì)于巨噬細(xì)胞限制寄生蟲復(fù)制是非常重要的，能有效地對(duì)抗宿主對(duì)寄生蟲的感染[12]。

圖1 Dectin-1 受體的信號(hào)通路Fig.1 Dectin-1 receptor signaling pathwayNote:Signaling network of Dectin-1.Multiple pathways downstream of Dectin-1 rely on Syk.This can lead to PLCγ 2/Ca2+ signaling leading to PKCδ activation that controls calcineurin/NFAT and ROS/NLRP3 in flammasome,and the phosphorylation of CARD9-Bcl10-Malt1.The CARD9 complex is able to activate all NF-κB subunits including c-Rel by removing its inhibitor,IκB,through activation of the IKK complex.Syk can also activate IKK complex through the noncanonical NIK pathway,leading to the activation of NF-κB subunits RelB and p52.This pathway can be inhibited the Raf-1-mediated pathway involving p65.Phosphorylated and acetylated p65 can interact with RelB,sequestering it away from an active NF-κB complex.Resultant activation of NFAT and NF-κB results in modification of gene transcription including cytokines and chemokines.Dashed arrows represent a pathway that has yet to be fully defined.

此外，Dectin-1 被認(rèn)為是第1個(gè)能夠誘導(dǎo)非典型NF-κB 途徑的模式識(shí)別受體[13]。活化的 Syk 首先激活 NF-κB 誘導(dǎo)酶(NIK) ，后者直接調(diào)節(jié)NF-κB 的合成和激活I(lǐng)KKα，誘導(dǎo)基因轉(zhuǎn)錄[14]。

2.2非Syk依賴通道 近年來的研究傾向于認(rèn)為非Syk依賴通道與絲氨酸-蘇氨酸激酶Raf-1有關(guān)[13]。Dectin-1受體結(jié)合β 葡聚糖后，DED 基序活化，激活Ras，進(jìn)一步激活Raf-1，誘導(dǎo)NF-κB合成。Raf-1可使p65 磷酸化，與RelB 形成 P65-RelB 二聚體，促進(jìn)DNA的轉(zhuǎn)錄；也可促使IL-12p70的合成，誘導(dǎo)Th1 細(xì)胞分化成熟；還可誘導(dǎo)Th17細(xì)胞合成IL-23、IL-1β、IL-6等[15]。Gringhuis等[16]證實(shí)了Raf-1 的活化受Dectin-1受體干擾而不受Syk影響，并闡明了非依賴Syk通路中Dectin-1受體通過Raf-1通路激活了NF-κB，誘導(dǎo)細(xì)胞因子的分泌，不依賴于Syk的作用。

2.3Dectin-1受體的其他通路 Dectin-1受體誘導(dǎo)的通路中，還涉及其他轉(zhuǎn)錄因子的活化，如活化T細(xì)胞核因子的激活(NFAT)。在依賴Syk的NF-κB通路中，PLCγ活化可誘導(dǎo)可溶性IP3，作用于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的鈣離子通道，促進(jìn)Ca2+釋放，胞內(nèi)Ca2+濃度的升高激活鈣調(diào)磷酸酶，使NFAT去磷酸化，調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄，并使樹突細(xì)胞IL-10和IL-2的合成增加。

與Dectin-1受體相互作用的PRR有TLRS，如TLR4、TLR2、TLR9、TLR7和TLR5等。TLRs依賴的Syk通路與依賴的MyD88通路能相互作用，協(xié)同促進(jìn)細(xì)胞因子的釋放。Dectin-1受體與CR3相互作用時(shí),能使感染灶的嗜中性粒細(xì)胞聚集和ROS的合成增多[17],從而激活MAPK和PI3K，誘導(dǎo)NF-κB合成。

最新研究顯示Dectin-1介導(dǎo)的Syk、MAPKsPI3K和NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)途徑的激活有助于鐮刀菌刺激的CXCL-8從BEAS-2B細(xì)胞釋放，這為開發(fā)臨床過敏新型治療策略提供了重要依據(jù)[18]。

3 在抗微生物免疫中的作用

β-葡聚糖是真菌細(xì)胞壁的主要成分，占細(xì)胞壁干重的50%～60%。Dectin-1可介導(dǎo)識(shí)別多種真菌病原體，包括酵母菌屬、念珠菌屬、曲霉屬、肺孢子菌屬等。通過Dectin-1識(shí)別這些菌體可促進(jìn)保護(hù)性應(yīng)答反應(yīng)，包括通過細(xì)胞吞噬作用對(duì)配體的攝取，呼吸爆發(fā)，花生四烯酸以及大量細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生，包括TNF、IL-1α、CXCL2、IL-1β、IL-6[19]。但是，Dectin-1識(shí)別也可產(chǎn)生非保護(hù)性細(xì)胞因子，如IL-23和IL-10。樹突狀細(xì)胞產(chǎn)生IL-23是依賴于Dectin-1且由β-葡聚糖介導(dǎo)的過程[20]。IL-23可促進(jìn)Th17反應(yīng)，而該反應(yīng)可抑制Th1的保護(hù)性反應(yīng)，促進(jìn)有害的炎癥反應(yīng)。相關(guān)研究顯示Dectin-1通過MSK1/2和CREB依賴性途徑調(diào)節(jié)IL-10的產(chǎn)生并促進(jìn)調(diào)節(jié)性巨噬細(xì)胞標(biāo)記物的誘導(dǎo)[21]。通過這個(gè)途徑產(chǎn)生的IL-10能介導(dǎo)炎癥的發(fā)生[22]，在真菌感染時(shí)起負(fù)性調(diào)節(jié)作用，促進(jìn)真菌持續(xù)存在以及長期免疫應(yīng)答。

Dectin-1識(shí)別真菌依賴于β-葡聚糖，Dectin-1是針對(duì)真菌致病形態(tài)(發(fā)芽的孢子、菌絲)非常重要的免疫分子，如非粒細(xì)胞缺乏肺曲霉病患者中血清Dectin-1水平就明顯增高[23]。β-葡聚糖暴露既可于真菌細(xì)胞壁表面，又可于某些特殊區(qū)域，如芽痕。真菌病原體還可通過隱藏β-葡聚糖來避免宿主對(duì)其免疫識(shí)別，如菌絲。菌絲的發(fā)生是侵襲性曲霉病形成的基礎(chǔ)。白念珠菌在宿主體內(nèi)經(jīng)歷酵母相到菌絲相形態(tài)改變，有助于其毒力產(chǎn)生。酵母形態(tài)可誘導(dǎo)宿主Dectin-1介導(dǎo)保護(hù)性反應(yīng)而菌絲形態(tài)則不能，菌絲可通過隱藏β-葡聚糖避免免疫識(shí)別，并有助于菌體與宿主共生，這種逃避識(shí)別β-葡聚糖受體Dectin-1的方式在真菌病原體中廣泛存在。但是，促進(jìn)β-葡聚糖暴露也可有利于抗真菌反應(yīng)。有學(xué)者研究表明，雖然曲霉和念珠菌的菌絲不暴露β-葡聚糖，但是通過卡泊芬凈處理后，菌體表面β-葡聚糖增加，繼而增加巨噬細(xì)胞釋放TNF和CXCL2等炎癥反應(yīng)[24]。

研究表明，Dectin-1還識(shí)別分枝桿菌[25]。但有趣的是，分枝桿菌并不表達(dá)β-葡聚糖。其與Dectin-1相互作用的配體尚不清楚。Dectin-1可通過未知的配體識(shí)別分枝桿菌，同樣該受體也可促進(jìn)分枝桿菌的攝取并產(chǎn)生細(xì)胞因子及趨化因子。其中值得關(guān)注的是Dectin-1與TLR2合作激活巨噬細(xì)胞對(duì)分枝桿菌感染的促炎反應(yīng)有重要作用[26]。相關(guān)體外研究提示Dectin-1可能與TLR2協(xié)作，誘導(dǎo)細(xì)胞因子的產(chǎn)生，包括IL-12，這些反應(yīng)可能與結(jié)核分枝桿菌的吞噬有關(guān)[27]。但還有待于進(jìn)一步研究。

4 Dectin-1與其他受體的相互作用

除了β-葡聚糖，真菌細(xì)胞壁還有其他PAMPS被多種受體共同識(shí)別。一些受體的識(shí)別出現(xiàn)在真菌攝入及吞噬體成熟的不同階段。

研究發(fā)現(xiàn)Dectin-1在對(duì)病原微生物的識(shí)別中可與TLRs信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)發(fā)揮協(xié)同作用。在巨噬細(xì)胞，Dectin-1與TLR2聯(lián)合在抗真菌反應(yīng)中產(chǎn)生TNF，這首次證明了TLR與非TLR的相互作用[28]。Dectin-1的ITAM樣信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基序在活化時(shí)發(fā)生酪氨酸磷酸化,該受體可被募集到包含酵母多糖顆粒的吞噬體。在巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞，Dectin-1可與其他MYD88偶聯(lián)的TLRs(TLR2、TLR4、TLR5、TLR7、TLR9)相互作用，TLRs誘導(dǎo)NF-κB的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)并產(chǎn)生多種細(xì)胞因子，包括：TNF、IL-10、IL-6、IL-23。這些反應(yīng)可被Dectin-1增強(qiáng)。同樣,TLR信號(hào)傳導(dǎo)還可以增強(qiáng)Dectin-1激發(fā)的ROS產(chǎn)生。因此,Dectin-1和TLR直接識(shí)別微生物成分所激發(fā)的炎癥反應(yīng)呈協(xié)同性和非依賴性。這些提示通過不同家族天然免疫受體對(duì)微生物成分的協(xié)同識(shí)別是調(diào)控炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

Dectin-1受體還可識(shí)別真菌其他未知結(jié)構(gòu)，誘導(dǎo)IL-12的產(chǎn)生，但目前機(jī)制尚不明確[29]。同時(shí)，這些相互作用也可導(dǎo)致IL-12下調(diào)。對(duì)IL-12及IL-23的負(fù)向調(diào)節(jié)似乎有助于Dectin-1介導(dǎo)的Th17反應(yīng)[30]。它們均需要Dectin-1介導(dǎo)的Syk和Raf-1信號(hào)傳導(dǎo)途徑[13]。

除此之外，Dectin-1可與SIGNR1協(xié)同結(jié)合真菌，與DC-SIGN共刺激引起花生四烯酸代謝，促發(fā)炎癥反應(yīng)。另外，Dectin-1還與四穿膜區(qū)蛋白質(zhì)(traspanin)CD63以及CD37相互作用，使Dectin-1穩(wěn)定于質(zhì)膜上并介導(dǎo)IL-6產(chǎn)生。最新研究顯示Dectin-1的表達(dá)還和TLR2/TLR3/TLR4受體有關(guān)，可能是建立在TLR2/TLR4對(duì)煙曲霉早期識(shí)別的基礎(chǔ)上,TLR3可能起協(xié)同作用[31]。

5 Dectin-1在自身免疫及疾病中的作用

Dectin-1作為細(xì)胞活化的受體可有助于炎癥性疾病的發(fā)展。目前，比較確實(shí)的證據(jù)來自β-葡聚糖可誘導(dǎo)SKG小鼠發(fā)生類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，此外β-葡聚糖誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎可被Dectin-1阻斷[32]，這表明，Dectin-1介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)與自身免疫性關(guān)節(jié)炎的發(fā)展相關(guān)。最新研究顯示Dectin-1通過激活CD11b+樹突狀細(xì)胞在變應(yīng)性氣道炎癥中發(fā)揮重要作用[33]，這可能與變應(yīng)性哮喘嚴(yán)重程度相關(guān)。此外，研究表明Dectin-1的表達(dá)與白塞病的關(guān)節(jié)癥狀相關(guān)[34]。

PTPN22基因內(nèi)的單核苷酸多態(tài)性是一種誘發(fā)多種自身免疫性疾病的強(qiáng)烈遺傳風(fēng)險(xiǎn)因子。目前研究顯示PTPN22是一種新的Dectin-1信號(hào)調(diào)節(jié)劑，這提供了基因賦予的天然受體信號(hào)傳導(dǎo)干擾和自身免疫性疾病風(fēng)險(xiǎn)之間的聯(lián)系[35]。

6 Dectin-1在β-葡聚糖誘導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)中的作用

作為β-葡聚糖主要受體，Dectin-1在其免疫調(diào)節(jié)作用中起重要作用，Dectin-1誘導(dǎo)的許多細(xì)胞反應(yīng)都與β-葡聚糖在體內(nèi)的作用相關(guān)。β-葡聚糖可誘導(dǎo)樹突細(xì)胞成熟成為重要的專職抗原提呈細(xì)胞(professional APCs)，APCs與T細(xì)胞相互作用可促進(jìn)其活化。因此，作為β-葡聚糖的受體，存在于樹突細(xì)胞的Dectin-1可決定T細(xì)胞的活化狀態(tài)。此外，Dectin-1及其信號(hào)傳導(dǎo)通路缺陷可影響顆粒性β-葡聚糖誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)[36]。相關(guān)研究顯示，敲除Dectin-1基因或Dectin-1信號(hào)通路被受體激動(dòng)劑凝膠多糖干擾或阻斷，髓系細(xì)胞的吞噬和殺傷真菌的功能將受到明顯抑制[37]。

近年來研究利用封閉性單克隆抗體證明Dectin-1有助于抗腫瘤活性[38]。雖然還沒有實(shí)驗(yàn)室證據(jù)，但推測(cè)Dectin-1可能通過共刺激TLR反應(yīng)有助于β-葡聚糖的抗感染活性。最近研究表明抑制Dectin-1介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)是潛在的免疫療法，其可與其他免疫療法協(xié)同用于胰腺癌患者的治療[39]。

7 潛在的臨床應(yīng)用

相關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示外周血粒細(xì)胞表達(dá)的Dectin-1水平與真菌感染相關(guān)，推測(cè)Dectin-1很可能是真菌感染的一種重要標(biāo)識(shí)[40]，此外，最新研究顯示TLR2和dectin-1水平可能作為治療或診斷煙曲霉感染的有希望的生物標(biāo)志物[41]。由于β-葡聚糖可以出現(xiàn)在真菌感染的患者血液內(nèi)，因此有學(xué)者建議可利用Dectin-1制成探針，檢測(cè)血液中顆粒性及可溶性β-葡聚糖?，F(xiàn)已合成可溶性嵌合型Dectin-1，它含有胞外小鼠受體的CRD及短桿區(qū)并與人類IgG Fc段融合。實(shí)驗(yàn)表明它可檢測(cè)到活的真菌細(xì)胞壁β-葡聚糖[42]。因此，其在真菌感染的診斷中有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

利用Dectin-Fc融合蛋白可增強(qiáng)SCID小鼠殺傷卡氏肺孢子菌的能力并減少肺組織的菌載量。同樣，該融合蛋白可增強(qiáng)小鼠肺組織巨噬細(xì)胞殺傷煙曲霉，降低肺菌載量從而降低了侵襲性肺曲霉病小鼠的死亡率[43]。

最新研究發(fā)現(xiàn)FcRγ可以負(fù)調(diào)節(jié)樹突狀細(xì)胞(DC)中的Dectin-1反應(yīng)，根據(jù)Dectin-1在微生物和腫瘤細(xì)胞反應(yīng)中的作用，推測(cè)Dectin-1可能在疫苗和癌癥治療發(fā)展中有潛在的應(yīng)用價(jià)值[44]。

最新研究顯示食物來源的β-葡聚糖可通過Dectin-1-IL-17F-鈣衛(wèi)蛋白軸來控制特定的共生微生物群以維持腸內(nèi)穩(wěn)態(tài)[45]。這提示了腸道紊亂疾病治療的一種新方法。

臨床上大量免疫缺損患者對(duì)真菌表現(xiàn)較高的易感性，而大量研究證實(shí)，β-葡聚糖與Dectin-1受體間的作用方式影響著這些糖類的免疫調(diào)節(jié)活性。因此，其在免疫調(diào)節(jié)活性方面的研究有十分巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。

8 總結(jié)及展望

對(duì)Dectin-1的研究使我們更深入了解固有免疫及適應(yīng)性免疫的功能。它的發(fā)現(xiàn)解決了多年來關(guān)于這一受體分子存在的爭議。其在組織、細(xì)胞的廣泛表達(dá)為該受體的生物學(xué)研究和免疫細(xì)胞識(shí)別β-葡聚糖開辟了新的視角。目前已經(jīng)越來越多地了解了這一受體的信號(hào)傳導(dǎo)途徑以及它與其他受體的相互作用。就Dectin-1對(duì)于β-葡聚糖免疫調(diào)控能力而言,無疑是一個(gè)新的治療性藥物設(shè)計(jì)靶點(diǎn)。進(jìn)一步對(duì)Dectin-1在體內(nèi)作用研究以及深入探討Dectin-1與其他受體相互作用的關(guān)系可能是未來抗真菌免疫機(jī)制的研究重點(diǎn)，并將有助于推動(dòng)以β-葡聚糖為基礎(chǔ)的抗感染和抗腫瘤治療研究。