曹 玲, 袁小亮

(贛南醫(yī)學(xué)院 1.2017級碩士研究生；2.第一附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科，江西 贛州 341000)

唾液酸結(jié)合免疫球蛋白樣凝集素(sialic acid-binding immunoglobulin-like lectins，siglecs)家族是一類能識(shí)別含唾液酸配體的跨膜蛋白，是Ⅰ型凝集素主要的一個(gè)亞群[1]。哺乳動(dòng)物中目前所發(fā)現(xiàn)的Siglecs基于進(jìn)化保守性和序列相似性可分為兩大類，第一組由Sn(sialoadhesin，Siglec-1)、CD22(Siglec-2)、MAG(myelin-associated glycoprotein，Siglec-4)和Siglec-15組成；第二組是CD33相關(guān)的唾液酸結(jié)合免疫球蛋白類凝集素(CD33-related Siglecs, CD33rSiglecs)，包括人類10個(gè)(Siglec-3、-5、-6、-7、-8、-9、-10、-11、-14、-16)及鼠類5個(gè)(Siglec-3、-E、-F、-G、-H)，它們具有50%～80%的序列相似性[1-2]。其中人Siglec-9與鼠Siglec-E具有高度同源性，而人類中Siglec-9與Siglec-7結(jié)構(gòu)序列高度相似。Siglec家族中的大多數(shù)成員為抑制性受體，包括Siglec-9。目前已有多項(xiàng)研究表明Siglec-9可能參與多種疾病的發(fā)病機(jī)制(包括感染性疾病、自身免疫性疾病及癌癥)并在免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用，但其調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答的機(jī)制尚不完全明確，而進(jìn)一步研究Siglec-9在疾病中的作用機(jī)制對臨床診療具有重要意義。本文就目前Siglec-9在疾病中作用機(jī)制的研究進(jìn)行總結(jié)。

1 Siglec-9的生物學(xué)特征

Siglec-9又稱為CD329，含有463個(gè)氨基酸，其基因位于19號染色體長臂上[3-4]。Siglec-9廣泛表達(dá)于免疫細(xì)胞表面，如中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞以及自然殺傷(natural killer，NK)細(xì)胞等[1]。所有CD33rSiglecs成員的序列類似，是Ⅰ型跨膜蛋白。Siglec-9胞質(zhì)外部包含免疫球蛋白樣的N-末端一個(gè)V區(qū)結(jié)構(gòu)域和兩個(gè)C2區(qū)結(jié)構(gòu)域，其中V區(qū)是與唾液酸結(jié)合的部位；而在胞質(zhì)內(nèi)尾部包括一個(gè)免疫受體酪氨酸抑制基序(immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif，ITIM)和一個(gè)ITIM-like序列[5]。Siglec-9近膜端的ITIM基序上酪氨酸殘基磷酸化后可募集蛋白酪氨酸磷酸酶SHP-1和SHP-2(Src homology 2 domain-containing protein tyrosine phosphatase 1/2)[6-8]，并使酪氨酸酶磷酸化被激活，從而下調(diào)或抑制下游的細(xì)胞內(nèi)激活信號。因此，Siglec-9為細(xì)胞表面上的抑制性受體。

Siglecs的配體主要是含唾液酸的糖蛋白或糖脂。Siglecs與配體的結(jié)合方式大致相同，可分為兩大類，一是順式結(jié)合(cis interactions)，即與同一細(xì)胞膜上的唾液酸配體(順式配體)相結(jié)合；二是反式結(jié)合(trans interactions)，是與其它細(xì)胞膜表面的唾液酸配體(反式配體)相結(jié)合[6,9]。同一細(xì)胞膜上局部形成高濃度唾液酸可與Siglec順式結(jié)合，直接作用或掩蓋Siglec的唾液酸結(jié)合位點(diǎn)，從而減弱反式結(jié)合。免疫細(xì)胞上的Siglec-9優(yōu)先與末端以α(2,3)-和α(2,6)-形式連接的唾液酸配體相結(jié)合[10]，介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞及細(xì)胞與病原微生物之間的免疫應(yīng)答，抑制免疫細(xì)胞的活性而有利于病原微生物的生存和腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸[11-15]。另外，血管粘附蛋白-1(vascular adhesion protein-1，VAP-1)是調(diào)節(jié)白細(xì)胞遷移到炎癥部位的一個(gè)重要分子，Siglec-9作為它的一個(gè)白細(xì)胞配體，可用于正電子發(fā)射斷層掃描(positron emission tomography,PET)成像而協(xié)助炎癥和癌癥的診斷[16]。

可溶性Siglec-9(soluble Sleclec-9，sSleclec-9)是Siglec-9的胞外部分，其功能可能是通過競爭性抑制Siglec-9與其配體的結(jié)合，防止下調(diào)宿主的免疫應(yīng)答而有助于抗菌作用[17]，并可以通過抑制腫瘤相關(guān)的粘蛋白1(mucin1，MUC1)介導(dǎo)的下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)而發(fā)揮抗腫瘤作用[18]。

2 Siglec-9在多種疾病中的作用機(jī)制

2.1肺部疾病Siglec-9配體在人的肺部組織中(粘膜下腺、上皮細(xì)胞和結(jié)締組織)廣泛分布，并與中性粒細(xì)胞性炎癥的分布保持一致[19]，這可能與Siglecs-9參與調(diào)節(jié)中性粒細(xì)胞功能有關(guān)。而炎癥導(dǎo)致Siglec-9配體在肺部組織中的表達(dá)上調(diào)，可能有助于控制肺部炎癥[20]。

Zeng等[21]發(fā)現(xiàn)在慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)患者的肺泡和外周血中，中性粒細(xì)胞上的Siglec-9表達(dá)增加。同時(shí)香煙提取物(cigarette smoke extract，CSE)、脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)、一些細(xì)胞因子和地塞米松(dexamethasone，DEX)可上調(diào)Siglec-9的表達(dá)，并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)DEX可能通過上調(diào)Siglec-9的表達(dá)而對中性粒細(xì)胞產(chǎn)生抗炎作用。sSiglce-9在COPD患者中表達(dá)也增加，并通過競爭性抑制Siglec-9與其配體的結(jié)合而增加中性粒細(xì)胞的氧化爆發(fā)和對白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-8的趨化性。另有研究表明通過對COPD患者的Siglec-9基因型與臨床特點(diǎn)的分析，發(fā)現(xiàn)某些變異型Siglec-9減弱了對炎癥反應(yīng)中免疫細(xì)胞活化的抑制作用，可能是肺氣腫發(fā)展的一個(gè)危險(xiǎn)因素[22]。

在急性肺部炎癥小鼠模型中，Siglec-E缺陷小鼠肺部的中性粒細(xì)胞募集增加[23]。另外鼠Siglec-E是通過促進(jìn)NADPH(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate)氧化酶活化而抑制中性粒細(xì)胞向肺部的募集[24]，由此推測與其同源的人Siglec-9也可能通過類似的方式調(diào)節(jié)中性粒細(xì)胞的功能，抑制肺部炎癥。因而綜合考慮，Siglec-9可能成為中性粒細(xì)胞性肺部炎癥(包括部分COPD、重癥哮喘等)的免疫抑制治療新靶點(diǎn)。

2.2腫瘤腫瘤細(xì)胞可利用上調(diào)抑制性分子來抑制宿主免疫系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)免疫逃逸，包括PD-L1(programmed death-ligand 1)、Siglec-9配體等[25-28]。另外，腫瘤細(xì)胞表面的唾液酸化改變對腫瘤的進(jìn)展具有重要意義[29]，特別是與Siglecs結(jié)合調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞功能[30]。已發(fā)現(xiàn)表達(dá)Siglec-9 的單核細(xì)胞在多種腫瘤組織中增加，包括非小細(xì)胞型肺癌等[28]。

MUC1是一類含唾液酸聚糖的跨膜糖蛋白[31-32]，在多種腫瘤組織中異常表達(dá)[33]，可作為Siglec-9配體直接與Siglec-9結(jié)合。腫瘤細(xì)胞表達(dá)的MUC1與免疫細(xì)胞表面的Siglec-9相結(jié)合一方面直接抑制抗腫瘤免疫，另一方面觸發(fā)MUC1介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，誘導(dǎo)募集β-連環(huán)蛋白(β-catenin)進(jìn)入細(xì)胞核導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞生長。在sSiglec-9轉(zhuǎn)基因小鼠中，表達(dá)MUC1的乳腺腫瘤細(xì)胞的增殖被抑制，并且MUC1表達(dá)趨于減少[18]。研究發(fā)現(xiàn)sSiglec-9是通過抑制MUC1介導(dǎo)的下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)而抑制腫瘤增殖，但在體外細(xì)胞研究中不存在這種抗腫瘤作用[31]。造成此結(jié)果的差異可能取決于多種因素，如體內(nèi)實(shí)驗(yàn)環(huán)境影響比體外實(shí)驗(yàn)更復(fù)雜等。

另一方面，巨噬細(xì)胞表面表達(dá)的Siglec-9或Siglec-E可能又抑制向促進(jìn)腫瘤的M2型巨噬細(xì)胞分化[1,28]。Heinz L?ubli等發(fā)現(xiàn)在Siglec-E缺陷小鼠中M2型巨噬細(xì)胞數(shù)量更多，腫瘤生長得更快，表明Siglec-E可限制腫瘤生長；并且Siglec-9存在多態(tài)性，K131Q型Siglec-9與配體結(jié)合減少，可改善非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)患者的早期存活率[28,34]?？傮w而言，Siglec-9對腫瘤的作用是復(fù)雜的，在腫瘤細(xì)胞生長的不同階段可能不同。

2.3自身免疫性疾病Siglec-9在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)中表達(dá)也上調(diào)，通過促進(jìn)抑炎的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell,Treg)分化并以一定的依賴性方式抑制促炎的輔助性T細(xì)胞17(T helper cell 17,Th17)分化，從而抑制膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎[35]。在RA患者的血清和關(guān)節(jié)滑液中，sSiglec-9的水平也升高，并且與RA疾病的嚴(yán)重程度相關(guān)。可能因用于實(shí)驗(yàn)的動(dòng)物和條件不同，Takuya Matsumoto 等[36]研究結(jié)果與此相反，sSiglec-9顯著抑制關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率和嚴(yán)重程度，并通過體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)是通過抑制核因子-κB(nuclear factor-kappaB，NF-κB)途徑減弱M1巨噬細(xì)胞的活性而發(fā)揮抗炎作用。另外, Siglec-9可特異性結(jié)合VAP-1，借助放射性核素68Ga標(biāo)記Siglec-9肽，通過PET成像檢測血管中VAP-1，可清楚地顯示滑膜炎，有助于RA的早期診斷[37]。

但在系統(tǒng)性紅斑狼瘡中，單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞上Siglec-9的表達(dá)未見明顯改變，而Siglecs家族的另一成員Siglec-14表達(dá)增加[38]。

2.4膿毒癥雖然在膿毒癥早期，免疫應(yīng)答是機(jī)體的保護(hù)性反應(yīng)，而隨后持續(xù)過強(qiáng)的免疫應(yīng)答會(huì)導(dǎo)致器官功能障礙。所以通過適時(shí)、適當(dāng)干預(yù)免疫應(yīng)答對改善膿毒癥的進(jìn)展有益。

巨噬細(xì)胞的極化及所產(chǎn)生的細(xì)胞因子在膿毒癥發(fā)展中起到重要作用[39]。前面已介紹Siglec-9可以調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的極化，促進(jìn)向抑制炎癥的M2型分化。另一方面，Siglec-9/Siglec-E與免疫細(xì)胞上Toll樣受體4(toll-like receptor 4，TLR4)相互作用也參與了膿毒癥的發(fā)病機(jī)制；Siglec-9/Siglec-E介導(dǎo) TLR4的內(nèi)吞，可能通過影響其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和降解來調(diào)控其活性，進(jìn)而改變下游細(xì)胞因子的表達(dá)[40-42]，具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。已通過體外實(shí)驗(yàn)表明，Siglec-9活化后可通過抑制LPS誘導(dǎo)的TLR4信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，導(dǎo)致促進(jìn)巨噬細(xì)胞中抑炎細(xì)胞因子IL-10的產(chǎn)生，并抑制促炎細(xì)胞因子IL-6和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)的產(chǎn)生[43-44]。因此，Siglec-9作為免疫抑制性受體可能成為膿毒癥抗炎治療的一個(gè)新策略。

2.5其它細(xì)菌表面的唾液酸化改變可增強(qiáng)細(xì)菌的毒力，并有助于細(xì)菌在宿主體內(nèi)生存[45]。如B族鏈球菌(group B streptococcus，GBS)與中性粒細(xì)胞上的Siglec-9結(jié)合，導(dǎo)致氧化爆發(fā)和中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)(neutrophil extracellular traps，NETs)形成受損，從而抑制宿主免疫應(yīng)答并有利于病原微生物的生存[13]。在轉(zhuǎn)基因小鼠中，sSiglec-9可以通過恢復(fù)中性粒細(xì)胞的免疫應(yīng)答而抑制GBS感染[17]。

人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)-1可通過表面唾液酸化的糖蛋白120(glycoprotein 120，gp120)與Siglec-1、-3、-9相互作用，促進(jìn)了巨噬細(xì)胞的感染[46]。而在慢性乙型肝炎中，發(fā)現(xiàn)HBV感染的肝組織中Siglec-9配體表達(dá)增加；Siglec-9陽性的NK細(xì)胞表達(dá)減少，并與血清乙型肝炎e抗原和乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV)DNA滴度呈負(fù)相關(guān)；而實(shí)現(xiàn)持續(xù)病毒應(yīng)答患者的NK細(xì)胞上Siglec-9表達(dá)恢復(fù)至正常水平[47]。另外，阻斷Siglec-9可逆轉(zhuǎn)對NK細(xì)胞的抑制?？傮w表明Siglec-9作為NK細(xì)胞表面抑制性受體，參與調(diào)節(jié)免疫并與HBV在宿主體內(nèi)的持續(xù)存在有關(guān)，但具體機(jī)制尚不明確。

3 結(jié) 語

綜合目前多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)Siglec-9作為免疫細(xì)胞上抑制性受體，參與了多種疾病的發(fā)病機(jī)制，主要是抑制機(jī)體免疫應(yīng)答；另一方面，Siglec-9在不同的疾病或是同一疾病的不同時(shí)期中扮演的角色可能不同，對疾病的發(fā)展有利有弊。但Siglec-9具體的作用機(jī)制尚不完全明確，有待進(jìn)一步研究。而sSiglce-9可能通過競爭性抑制作用減弱Siglce-9的功能，正向調(diào)節(jié)免疫功能，但在目前的體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果中尚存有爭議。

另外，Siglec-9可能作為一個(gè)潛在的生物學(xué)標(biāo)志，有助于某些疾病的診斷、分期和治療。利用激活Siglec-9的免疫抑制作用作為治療策略，可以抑制炎癥的持續(xù)發(fā)展，為自身免疫性疾病、過敏性疾病等提供新的選擇。另一方面，抑制或阻斷Siglec-9的活性可增強(qiáng)免疫應(yīng)答，對腫瘤、感染性疾病等可提供新的治療靶點(diǎn)?？傊?，深入研究Siglec-9的作用機(jī)制對疾病診療具有十分深遠(yuǎn)的意義。