寧 菲 胡小玉

(清華大學(xué)免疫學(xué)研究所，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院，北京100084)

天然免疫細(xì)胞通過模式識別受體(Pattern recognition receptor,PRR)識別結(jié)構(gòu)保守的病原相關(guān)分子模式(Pathogen associated molecular pattern,PAMP),引起一系列細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，進(jìn)而表達(dá)并分泌多種細(xì)胞因子如促炎因子、趨化因子以及干擾素，這些細(xì)胞因子招募具有病原清除能力的天然免疫細(xì)胞并調(diào)節(jié)隨后的獲得性免疫系統(tǒng)控制病原物的感染過程[1-3]。在病毒感染過程中，宿主細(xì)胞可以通過多種PRR感應(yīng)病毒的核酸分子起始免疫防御反應(yīng)。根據(jù)核酸識別受體在細(xì)胞內(nèi)的定位可以分為兩種：一種是位于內(nèi)體膜上的Toll樣受體家族(Toll-like receptor，TLR)，其特異性地在樹突狀細(xì)胞(Dendritic cell,DC)、巨噬細(xì)胞(Macrophage)、樹突狀漿細(xì)胞(plasmacytoid DC,pDC)以及中性粒細(xì)胞(Neutrophils)等先天免疫細(xì)胞上表達(dá)，主要包括識別雙鏈RNA(double-stranded RNA,dsRNA)的TLR3、識別單鏈RNA (single-stranded RNA,ssRNA)的TLR7和TLR8以及識別非甲基化CpG DNA的TLR9[1]。另一類是廣泛表達(dá)于多種免疫及非免疫細(xì)胞胞漿中的核酸受體，包含識別病毒雙鏈或5′ppp 修飾的單鏈RNA的RLRs (RIG-I-like receptor),識別胞質(zhì)中病毒DNA的ALRs (Aim2-like receptors) 和cGAS (Cyclic GMP-AMP synthase)等[4-6]。病毒的核酸被宿主細(xì)胞識別后，除TLR3和內(nèi)化的TLR4通過接頭蛋白TRIF(TIR domain-containing adaptor inducing IFN-β)外，其他TLR均通過接頭蛋白MyD88 (Myeloid differentiation primary response gene 88)傳遞信號，啟動一系列胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，最終活化轉(zhuǎn)錄因子(Nuclear factor-κB，NF-κB)、MAPK (Mitogen activated protein kinase)以及IRF3/7 (IFN-regulatory factor)，誘導(dǎo)Ⅰ型干擾素和促炎癥細(xì)胞因子如IL-12 (Interleukin)的轉(zhuǎn)錄表達(dá)[7]。位于胞漿中的RLRs、cGAS和ALRs則分別通過MAVS(Mitochondrial antiviral signaling protein)和STING (Stimulator of IFN Gene)活化下游信號通路,轉(zhuǎn)錄Ⅰ型干擾素等基因[6,8,9]。宿主的抗病毒免疫反應(yīng)建立在干擾素進(jìn)一步誘導(dǎo)表達(dá)上百種干擾素誘導(dǎo)基因 (IFN-stimulated gene,ISG)的基礎(chǔ)上[10]，因此，對ISG的表達(dá)及作用機(jī)制的深入研究將有助于了解宿主的抗病毒免疫過程，也會為治療特定感染性疾病提供精細(xì)的藥物靶點(diǎn)。

1 干擾素誘導(dǎo)基因的表達(dá)

旁分泌或者自分泌的Ⅰ型干擾素通過跨膜受體IFNAR傳遞信號，誘導(dǎo)干擾素誘導(dǎo)基因的表達(dá)。IFNAR是由IFNAR1和IFNAR2異源二聚體組合形成的跨膜受體，在結(jié)合到IFN-α和IFN-β后，誘導(dǎo)活化細(xì)胞內(nèi)受體相關(guān)蛋白酪氨酸激酶JAK1 (Janus kinase 1)和TYK2 (Tyrosine kinase 2)，磷酸化的JAK1和TYK2進(jìn)一步磷酸化受體胞內(nèi)酪氨酸殘基，經(jīng)磷酸化修飾的受體蛋白招募并活化轉(zhuǎn)錄因子STAT1 (Signal transducer and activator of transcription)及STAT2。磷酸化的STAT1和STAT2二聚化招募IRF9形成一個具有促進(jìn)靶基因轉(zhuǎn)錄的干擾素誘導(dǎo)基因因子(IFN-stimulated gene factor 3,ISGF3) 異源三聚復(fù)合體，隨后ISGF3轉(zhuǎn)移入核并結(jié)合在啟動子區(qū)域具有干擾素誘導(dǎo)響應(yīng)元件(IFN-stimulated response element,ISRE)的基因位點(diǎn)，從而起始ISG的轉(zhuǎn)錄[2,11,12]。

2 干擾素誘導(dǎo)基因的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制

目前已知的ISG約有300多種，他們具有非常廣泛的免疫調(diào)節(jié)功能。根據(jù)其主要功能可以分為3種。第一類是具有直接抗病毒功能的ISG，根據(jù)病毒必須進(jìn)入宿主靶細(xì)胞并在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制組裝的特性，這類抗病毒蛋白分子靶向病毒感染復(fù)制過程中的必需環(huán)節(jié)，從而抑制病毒感染。第二是增強(qiáng)宿主對病毒的識別和反應(yīng)的正調(diào)控因子。大部分識別病毒的PRRs以及參與IFN信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子本身即是ISG,例如cGAS、STAT1/2、IRF3/7/9,它們在細(xì)胞穩(wěn)態(tài)下維持本底水平表達(dá)，在識別病原物核酸后，活化下游胞內(nèi)信號通路，誘導(dǎo)包括自身的ISG基因的表達(dá)，通過這一正反饋調(diào)節(jié)增強(qiáng)細(xì)胞對病毒的識別及細(xì)胞內(nèi)干擾素信號通路的活化，進(jìn)而加強(qiáng)宿主的病毒抵抗能力。第三類是IFN誘導(dǎo)產(chǎn)生的負(fù)調(diào)控分子，IFN信號過度活化或者沒有及時消除會引起免疫系統(tǒng)紊亂，有可能會引發(fā)慢性炎癥和自身免疫性疾病等疾病，因此需要表達(dá)免疫負(fù)調(diào)控因子準(zhǔn)確、適時地調(diào)整胞內(nèi)信號通路的激活，避免發(fā)生過強(qiáng)的免疫反應(yīng)，從而保證機(jī)體免疫平衡[11]。

2.1直接參與抗病毒反應(yīng)的ISG

2.1.1CH25H 巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞表達(dá)的膽固醇25-羥化酶(Cholesterol-25-hydroxylase,CH25H)可以被TLR3/4配體以及Ⅰ/Ⅱ型干擾素通過依賴于STAT1的方式被誘導(dǎo)[13-15]。在固醇代謝過程中，CH25H催化膽固醇氧化為游離狀態(tài)的25-羥基膽固醇(25-hydroxycholesterol,25HC)參與細(xì)胞內(nèi)代謝活動[16]。研究發(fā)現(xiàn)這一過程的代謝物廣泛參與IFN介導(dǎo)的抗病毒反應(yīng)，CH25H過表達(dá)細(xì)胞的上清培養(yǎng)液以及25HC處理均具有廣譜的病毒抑制效果，能有效抵制多種包膜病毒如水泡性口炎病毒(Vesicular stomatitis virus,VSV)、單純皰疹病毒(Herpes simplex virus,HSV)、人免疫缺陷病毒(Human immunodeficiency virus,HIV)、鼠皰疹病毒(Murine Herpesvirus,MHV68)、埃博拉病毒(Ebola-Zaire virus,EBOV)等的感染，但對非包膜病毒如腺病毒(Adenovirus)的感染則沒有抑制作用[13,17]，提示CH25H可能通過改變細(xì)胞膜的特征如疏水性或者固醇結(jié)合從而抑制病毒-宿主細(xì)胞膜融合這一早期感染階段。上述發(fā)現(xiàn)提示，靶向具有細(xì)胞膜修飾功能的膽固醇代謝物有可能會成為一個有效的抗病毒治療方案。隨后又有研究證明25HC可以抑制非包膜病毒的病毒粒子(Virions) 的內(nèi)吞轉(zhuǎn)運(yùn)特異性的抑制3種非包膜病毒人輪狀病毒(Human rotavirus,HRoV)、人鼻病毒(Human rhinovirus,HRV)及16型人乳頭瘤病毒(Human papillomavirus-16,HPV-16)[18,19]的感染，但這一機(jī)制是否通用于其他非包膜病毒抑制病毒感染還需要進(jìn)一步的研究。此外，25HC也可以在缺乏膜融合的情況下抑制HCV亞基因組的RNA復(fù)制，從而降低病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)的拷貝數(shù)[20]。CH25H和25HC作為細(xì)胞代謝過程中的重要中間分子交叉參與先天免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)，為宿主抗病毒感染提供了的新機(jī)制。

2.1.2IFITM IFN誘導(dǎo)產(chǎn)生的IFITM (Interferon-induced transmembrane)家族蛋白主要表達(dá)在細(xì)胞膜和內(nèi)體膜上，通過干擾病毒包膜與宿主膜融合直接抑制多種胞膜病毒的感染[21]。在人體中，IFITM家族由具有抗病毒功能的IFITM1-3,以及免疫功能尚不明確的IFITM5和IFITN10五個成員組成。IFITM1主要位于細(xì)胞膜上，能夠有效抑制依賴細(xì)胞膜或者Rab5陽性的早期內(nèi)體膜融合的病毒如SARS、Ebola以及絲狀病毒(Filoviruses)[22]。而位于晚期內(nèi)體或者溶酶體膜上的IFITM2和IFITM3蛋白胞內(nèi)段N端具有一個內(nèi)吞作用信號，主要抑制依賴Rab7陽性的晚期內(nèi)體或者溶酶體膜融合的病毒如流感病毒[23]。目前，廣泛認(rèn)可的IFITM抑制病毒胞膜融合的機(jī)制是IFITMs通過直接改變相鄰細(xì)胞膜的流動性和弧度或者間接改變內(nèi)體的脂質(zhì)成分使宿主膜硬化從而不利于病毒胞膜融合[23]。此外，研究發(fā)現(xiàn)IFITM也可以抑制HIV-1整合宿主細(xì)胞后的復(fù)制，在HIV-1病毒蛋白翻譯階段，IFITM1特異性地識別病毒RNA成分進(jìn)而排除病毒mRNA的翻譯從而抑制HIV-1病毒的產(chǎn)生[24]。和CH25H類似，IFITM3也可以抑制非胞膜病毒如晚期內(nèi)體中胞膜水解后的呼腸孤病毒的內(nèi)吞作用抑制感染[25]，這一機(jī)制也有可能適用于其他需要內(nèi)體轉(zhuǎn)運(yùn)的非包膜病毒。

2.1.3Mx Ⅰ型干擾素誘導(dǎo)產(chǎn)生的Mx (Myxovirus resistance)蛋白作為IFN誘導(dǎo)產(chǎn)生的重要ISG廣泛抑制許多RNA和DNA病毒如流感、麻疹、Ebola等的初期復(fù)制[26,27]。Mx蛋白屬于GTPase (Guanosine triphosphatases)超級大家族的類發(fā)動蛋白(Dynamin-like)，在脊椎動物中高度保守，主要包括Mx1和Mx2基因，分別編碼MxA和MxB蛋白[28]。Mx1蛋白包含3個結(jié)構(gòu)域，N端GTPase域行使結(jié)合水解GTP功能,中間域和C端GTPase效應(yīng)域可以介導(dǎo)自身寡聚化，Mx1的寡聚化對于其抵抗病毒十分重要，Mx1寡聚化突變體喪失對LACV(La Crosse virus)和流感病毒的抵抗能力[29,30]。在病毒感染早期，Ⅰ型干擾素誘導(dǎo)產(chǎn)生的Mx1蛋白作用于病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞之后基因組復(fù)制之前，在靶標(biāo)病毒的核衣殼周圍寡聚成環(huán)，通過抑制病毒基因組的初始轉(zhuǎn)錄和復(fù)制從而降低病毒在細(xì)胞內(nèi)的拷貝數(shù)[31]。研究人員猜測Mx蛋白抗病毒的靶向蛋白隨其亞細(xì)胞定位而不同，位于胞漿的Mx1蛋白具有廣譜的病毒抵抗能力[28]，由于Mx1蛋白C端存在核定位信號，因此轉(zhuǎn)位入核的Mx1特異性地靶向具有核復(fù)制階段的病毒如流感或者類流感病毒，抑制核酸的初始復(fù)制[32]。Mx2蛋白定位于胞質(zhì)，具有同Mx1蛋白63%的氨基酸序列同源性，但其靶向病毒及分子機(jī)制不同于Mx1蛋白。Mx2靶向在胞質(zhì)中復(fù)制的病毒如VSV和布尼亞病毒(Bunyavirus)[26]，多項(xiàng)研究表明，Mx2是HIV-1病毒感染的有效抑制因子，同時也是干擾素α抵抗HIV-1的重要效應(yīng)因子，Mx2作用于病毒侵染細(xì)胞的早期，抑制反轉(zhuǎn)錄后的HIV-1轉(zhuǎn)錄本向核內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)，導(dǎo)致病毒基因組與宿主染色體無法整合，而DNA整合這一環(huán)節(jié)是HIV-1病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[33,34]。Mx2抑制HIV-1 病毒DNA的整合依賴于宿主肽基丙氨酸異構(gòu)酶親環(huán)素A (Peptidylprolyl isomerase cyclophilin A,CypA)與病毒核衣殼蛋白88位丙氨酸殘基的相互作用，突變HIV-1核衣殼蛋白88位丙氨酸殘基導(dǎo)致病毒核衣殼與宿主細(xì)胞的CypA相互作用消失，從而逃避Mx2的抑制作用[35]。作為一種細(xì)胞自主產(chǎn)生的有效HIV-I病毒抵制分子，合理運(yùn)用Mx2蛋白將為治療HIV/AIDS提供潛在治療策略。

2.1.4IFIT和ISG15 由于病毒的蛋白合成依賴于宿主的核糖體，因此抑制翻譯過程是ISG干預(yù)病毒感染的普遍靶標(biāo)。IFIT蛋白(IFN-induced protein with tetratricopeptide repeats)可以通過IFN處理及病毒感染快速表達(dá)，人體中表達(dá)IFIT1-3以及IFIT5四個成員，也分別被稱為ISG56、ISG54、ISG60和ISG58蛋白[36]。IFIT蛋白通過結(jié)合并與翻譯起始因子EIF3 (Eukaryotic translation initiation factor 3)的不同亞基集合阻遏其介導(dǎo)的核糖體起始復(fù)合體(Ribosomal preinitiation complex)的形成從而廣譜抑制宿主細(xì)胞翻譯過程，降低病毒在胞內(nèi)的滴度[37]。ISG15是IFN-α/β依賴性抗病毒免疫的效應(yīng)分子，可以抑制流感病毒、皰疹病毒、辛德比斯病毒(Sindbis virus)的感染[38]。ISG15編碼一個15 kD的泛素樣蛋白分子，由兩個泛素樣小亞基通過一個短鉸鏈區(qū)連接組成，通過共價結(jié)合于靶蛋白，介導(dǎo)上百種宿主蛋白和病毒蛋白的ISG化(ISGylation)[39]。ISG化修飾可以阻止IRF3泛素化依賴的蛋白降解，增強(qiáng)IRF3蛋白的穩(wěn)定性，從而延長IRF3的轉(zhuǎn)錄活性[40]；此外，ISG化修飾宿主翻譯負(fù)調(diào)控因子4EHP，可以增強(qiáng)其與mRNA的結(jié)合從而抑制翻譯起始過程[41]。

2.1.5Viperin和Tetherin 在病毒感染晚期,病毒核酸被衣殼蛋白包被形成病毒粒子通過細(xì)胞裂解、胞吐作用或者細(xì)胞膜出芽等方式釋放到細(xì)胞外。Viperin (Virus inhibitory protein)也稱為RSAD2(Radical S-adenosyl methionine domain containing 2),是一個高誘導(dǎo)表達(dá)的ISG，可以通過JAK-STAT信號或者IRF1/3活化轉(zhuǎn)錄[42]。在流感病毒感染過程中Viperin通過影響脂質(zhì)筏形成所必需的法尼基磷酸合成酶(Farnesyl diphosphate synthase)抑制病毒出芽和釋放[43,44]。Tetherin由BST2 (Bone marrow stromal antigen 2)編碼，是一個IFN誘導(dǎo)表達(dá)的跨膜蛋白，由N端跨膜域和C端糖基磷脂酰肌醇團(tuán)構(gòu)成，這個特殊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使得Tetherin的一端可以與細(xì)胞膜接觸而另外一端與病毒胞膜接觸，從而形成錨狀物誘捕細(xì)胞膜上的HIV-1病毒粒子等胞膜病毒，誘捕的病毒隨后通過內(nèi)體或者溶酶體通路內(nèi)吞降解[45,46]。

2.2IFN誘導(dǎo)產(chǎn)生的正調(diào)控因子

2.2.1OAS和PKR RNA誘導(dǎo)產(chǎn)生的OAS (2′,5′-oligoadenylate synthetases) 和蛋白激酶R (Protein kinase R,PKR)是首先鑒定的IFN特異性誘導(dǎo)產(chǎn)生的蛋白酶。OAS和RNaseL (Ribonuclease L)可以參與外源RNA識別的ISGs，抑制腦心肌炎病毒 (Encephalomyocarditis virus,EMCV)、西尼羅河病毒(West nile virus)、柯薩奇病毒(Coxsackie)等病毒的復(fù)制[11]。OAS識別病毒RNA后以ATP為底物生成2′,5′寡聚腺苷酸(2′,5′-oligoadenylates,2-5A)，2-5A作為重要的胞內(nèi)第二信使激活非活化狀態(tài)的RNaseL單體使其二聚化活化，形成具有強(qiáng)活性的核糖核酸內(nèi)切酶(Endoribonuclease)，活化后的RNaseL非特異性地切割宿主和病毒RNA,并在胞內(nèi)產(chǎn)生大量小片段的核酸，這些核酸片段作為PAMPs被RIG-1或者M(jìn)DA-5識別進(jìn)一步增強(qiáng)宿主的先天免疫反應(yīng)[47]。此外，RNaseL切割造成胞內(nèi)mRNA和rRNA的降解會引起胞內(nèi)各種反應(yīng)的紊亂導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，從而增強(qiáng)宿主對病毒感染的抵抗能力[48]。PKR是一個絲氨酸/蘇氨酸激酶，在dsRNA等刺激活化后調(diào)控轉(zhuǎn)錄和翻譯。PKR介導(dǎo)的翻譯調(diào)控依賴于對翻譯起始因子EIF2a的磷酸化修飾，形成由EIF2-GDP和EIF2b構(gòu)成的非活化復(fù)合體，這一反應(yīng)導(dǎo)致胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的全面抑制進(jìn)而阻止病毒的復(fù)制，并進(jìn)一步放大病毒誘導(dǎo)產(chǎn)生的細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)[49]。許多病毒通過螯合或者結(jié)合dsRNA等策略剝奪PKR激活劑或者抑制其激酶活性來逃逸PKR介導(dǎo)的病毒識別和清除。此外，PKR活化也會引起IκB (Inhibitor of κB)的降解，活化NF-κB信號通路，促進(jìn)炎癥因子的轉(zhuǎn)錄進(jìn)一步增強(qiáng)宿主的免疫反應(yīng)[50]。

2.2.2cGAS cGAS(Cyclic GMP-AMP synthase)作為感受胞內(nèi)DNA的PRR也是重要的ISG，在識別胞內(nèi)DNA配體之后，活化cGAS 核苷酸轉(zhuǎn)移酶活性，以GTP和ATP為底物生成cGAMP，cGAMP結(jié)合并活化位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上與線粒體聯(lián)合區(qū)域的接頭蛋白STING。STING激活后招募TBK1、IKKε等激酶，引起IRF3/7的磷酸化,后者分別形成同源二聚體轉(zhuǎn)位入核，結(jié)合在IFN以及部分ISG的啟動子區(qū)域，直接誘導(dǎo)這些基因的表達(dá)[47]。活化后的STING通過下游信號分子誘導(dǎo)IκB的磷酸化及隨后的泛素化降解，暴露NF-κB的核定位信號，促進(jìn)NF-κB的轉(zhuǎn)位入核，核內(nèi)的NF-κB也可以結(jié)合在Ifnb及某些ISG啟動子上的特定位點(diǎn)，激活轉(zhuǎn)錄過程[11]。

以上兩類ISG是按照抵抗病毒的機(jī)制作為區(qū)分，通過增強(qiáng)細(xì)胞對病原物識別的敏感性及胞內(nèi)信號的活化正反饋調(diào)節(jié)宿主細(xì)胞的免疫反應(yīng)。然而，這些正調(diào)控因子的充分活化需要額外的信號。例如誘導(dǎo)產(chǎn)生的PRRs在識別PAMPs之后才會由非活性狀態(tài)轉(zhuǎn)換為活性狀態(tài)；IRF在誘導(dǎo)產(chǎn)生之后也需要進(jìn)一步磷酸化修飾才能轉(zhuǎn)位入核、增強(qiáng)靶基因的轉(zhuǎn)錄。STAT蛋白的活化也需要磷酸化修飾。IRF1作為特殊的ISG可以不需要額外的信號及翻譯后修飾直接激活靶基因轉(zhuǎn)錄[11]。通過IRF1這種不依賴于ISGF3的方式誘導(dǎo)表達(dá)，可能是宿主細(xì)胞進(jìn)化的一種抵消病原物介導(dǎo)的免疫逃逸機(jī)制。

2.3IFN誘導(dǎo)產(chǎn)生的負(fù)調(diào)控因子

2.3.1SOCS IFN誘導(dǎo)產(chǎn)生的SOCS (Suppressor of cytokine signaling)蛋白是重要的IFN負(fù)調(diào)控因子，介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)部早期IFN脫敏現(xiàn)象。SOCS蛋白通過負(fù)反饋路徑競爭性地結(jié)合IFNAR或者JAK蛋白磷酸化的酪氨酸殘基，從而分別抑制STAT蛋白的結(jié)合以及JAK的活性，削弱JAK-STAT信號通路的活化[51]。SOCS蛋白由N端、中間SH2域以及保守的C端SOCS域組成，SH2域負(fù)責(zé)識別具有酪氨酸磷酸化修飾的底物，SOCS域負(fù)責(zé)招募E2泛素轉(zhuǎn)移酶形成E3連接酶復(fù)合體標(biāo)記靶標(biāo)蛋白[52]。最新研究發(fā)現(xiàn)位于pDC上的TLR7活化后誘導(dǎo)SOCS1和SOCS3的表達(dá)，這兩個負(fù)調(diào)控因子與IRF7結(jié)合，促進(jìn)IRF7的K48多聚泛素化修飾及蛋白酶體降解[53]。

2.3.2USP18 USP18的主要作用是建立和維持細(xì)胞內(nèi)部對于IFN的長期脫敏作用，在非感染狀態(tài)下十分重要。在抗病毒反應(yīng)機(jī)制部分，我們提到ISG15介導(dǎo)的ISG化修飾是可以介導(dǎo)廣泛的蛋白修飾，增強(qiáng)宿主的病毒抵抗能力。然而，在IFN刺激情況下，細(xì)胞也會產(chǎn)生去ISGylation的ISG如USP18(Ubiquitin specific peptidase 18)，USP18介導(dǎo)的deISGylation依賴其異肽酶活性，這一過程對于維持細(xì)胞內(nèi)ISG15共軛蛋白的平衡具有非常重要的意義[54]。此外，USP18也可以通過異肽酶非依賴的方式結(jié)合IFNAR2的胞內(nèi)段，抑制JAK1與IFNAR2的結(jié)合。USP18精氨酸殘基突變體后不能結(jié)合IFNAR2，對于IFN信號的抑制作用也被明顯削弱，證明USP18可以通過不依賴細(xì)胞ISGylation調(diào)節(jié)抑制JAK-STAT信號[55]。由于USP18結(jié)合的靶標(biāo)蛋白是IFNAR2,暗示USP18介導(dǎo)的抑制作用可能僅限于Ⅰ型干擾素信號通路。

IFN誘導(dǎo)的負(fù)反饋?zhàn)饔弥饕糜谝种聘蓴_素反應(yīng)的強(qiáng)度和時間，這些抑制性蛋白也可以被其他可以活化JAK-STAT的信號例如包括Dectin1的ITAM-相關(guān)受體以及可以激活MAPK的促炎因子及PRR信號。另一方面，病原物可以利用這些負(fù)調(diào)控因子逃逸IFN介導(dǎo)的免疫反應(yīng)[11]。

3 干擾素誘導(dǎo)基因與疾病

由于Ⅰ型干擾素可以促進(jìn)抗原呈遞、增強(qiáng)淋巴細(xì)胞的免疫反應(yīng)以及誘導(dǎo)產(chǎn)生過量的細(xì)胞因子，這一特征通常是pDC細(xì)胞識別含有宿主DNA的免疫復(fù)合體(Immune complex)后持續(xù)產(chǎn)生Ⅰ型干擾素，通常還伴隨宿主缺乏下調(diào)干擾素反應(yīng)的負(fù)向調(diào)控信號[56]，因此IFN被認(rèn)為是許多自身免疫性疾病如SLE的致病因素。SLE患者通常都伴隨高表達(dá)的IFN相關(guān)基因，例如IFN、ISG和PRRs，統(tǒng)稱為IFN-signature。通過對狼瘡患者的GWAS(Genome-wide association studies)結(jié)果分析，超過100種常見的遺傳變異與SLE患病相關(guān)，IFN誘導(dǎo)的IRF5、IRF7、ILT3 (Immunoglobulin like transcript)、IFIH1 (Interferon induced with helicase C domain)、STAT4是常見的SLE相關(guān)基因[57,58]。

3.1IRF在歐洲人群中，IRF5是具有與SLE高相關(guān)性的基因之一。IRF5和IRF7主要由TLR7/9信號活化，促進(jìn)Ⅰ型IFN的轉(zhuǎn)錄，此外，也可以促進(jìn)啟動子區(qū)域存在IRF蛋白識別序列的ISG的轉(zhuǎn)錄。目前已經(jīng)鑒定出四個功能性突變的IRF5與SLE的患病風(fēng)險相關(guān)，其中位于IRF5 3′端的SNP (rs10488631)和第一個內(nèi)含子上游64個堿基處的CGGG插入刪除多態(tài)性與患病高度相關(guān)，攜帶IRF5高風(fēng)險單倍體的SLE患者血清呈現(xiàn)高活性Ⅰ型干擾素[58]。

3.2ILT3 ILT3是一個IFN誘導(dǎo)產(chǎn)生的免疫抑制蛋白，通過胞內(nèi)端ITIM ( Immunoreceptor tyrosine-based inhibition motif ) 招募并活化具有SH2域的酪氨酸磷酸酶。ILT3與含有ITAM ( Immunoreceptor tyrosine-based activation motif ) 的受體如DC細(xì)胞上的FcγRⅠ、FcRⅡa相互作用，抑制這類受體的活化和信號傳遞。在SLE患者中，ILT3 胞外區(qū)的rs11540761 SNP可以降低其在細(xì)胞表面的表達(dá)，而胞內(nèi)區(qū)的rs1048801 SNP則不會影響ILT3的表達(dá)，這兩個ILT3 SNP與患者血清中高活性的IFN顯著相關(guān)，此外，rs1048801 SNP還與患者血清中高表達(dá)的TNF-α相關(guān)，這一研究拓展了免疫負(fù)調(diào)控因子的SNP與疾病發(fā)生的相關(guān)性[59]。

4 結(jié)語

ISG蛋白功能的充分研究有利于研發(fā)出更有效的治療急性、突發(fā)病毒感染的治療方案。具有抗病毒功能的ISG是宿主進(jìn)化出來的響應(yīng)病毒感染的有效分子，能否仿制或操縱這些ISG實(shí)現(xiàn)對感染性疾病的精準(zhǔn)治療有待于對ISG的鑒定和作用機(jī)制的深入研究。但目前對于IFN以及下游數(shù)百種ISG的作用機(jī)制以及生物學(xué)功能尚不十分清楚(見圖1)，需要進(jìn)一步的研究了解這些蛋白分子在機(jī)體免疫反應(yīng)中扮演的角色。IFN的雙面性作用，即感染發(fā)生時介導(dǎo)信號活化使機(jī)體進(jìn)入免疫活化狀態(tài)并且促進(jìn)抑制性信號的活化避免過強(qiáng)的免疫反應(yīng)對于維系免疫平衡具有十分重要的作用。未來利用GWAS分析等新研究技術(shù)對疾病的研究將有助于建立 Ⅰ 型IFN介導(dǎo)的免疫反應(yīng)的綜合性理解，最終目標(biāo)是針對清除病原菌感染或減輕自身免疫性疾病等不同治療目的建立合理的治療方案，包括特異性的靶向IFN反應(yīng)中的致病成分而不影響IFN介導(dǎo)的宿主防御反應(yīng)。

圖1 病毒核酸識別及干擾素誘導(dǎo)基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控Fig.1 A schematic model of virus nucleic acid recognition and expression of ISGsNote: Pattern recognition receptors recognize specific nucleic acid from target virus and transduce PRR signals through different adaptor proteins,which leads to the activation of transcription factors that responsible for type Ⅰ IFN transcription.The secreted type Ⅰ IFNs induce expression of interferon-stimulated genes (ISGs) via IFNAR-JAK-STAT signaling pathway,resulting in expression of a large number of ISGs that can be classified into several subgroups including antiviral effectors,positive regulators,and negative regulators of IFN signaling.

IFN建立的防御機(jī)制除了賦予宿主抵抗病毒感染的能力，還參與癌癥抑制如慢性髓系白血病(Chronic myelogenous leukemia,CML)等疾病，IFN藥物已經(jīng)在全球范圍內(nèi)廣泛被用于治療多種感染性疾病如HCV、HBV等以及免疫失調(diào)疾病如多發(fā)性硬化癥(Multiple sclerosis)等[10]。此外，研究發(fā)現(xiàn)IFN介導(dǎo)的免疫抑制作用在慢性感染疾病如HIV和結(jié)核等疾病中存在[2]，更加突出了需要深入研究IFN在多種人類疾病發(fā)生發(fā)展過程中的作用。