劉洪杉 何秋水 （首都醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病原生物學(xué)系，北京100069）

Toll 樣受體（Toll like receptors，TLRs）屬于Ⅰ型跨膜受體，由胞外域、跨膜域和胞內(nèi)域三部分組成。TLRs 參與識(shí)別病原體相關(guān)模式分子（pathogen-asso?ciated molecular patterns，PAMPs）和損傷相關(guān)分子模式（damage associated molecular patterns，DAMPs）后觸發(fā)信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，激活NF-κB 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，促進(jìn)下游抗病毒和促炎癥細(xì)胞因子產(chǎn)生［1-2］。NF-κB激活后通過(guò)結(jié)合反轉(zhuǎn)錄病毒基因長(zhǎng)末端重復(fù)序列（long terminal repeated，LTR）以促進(jìn)病毒復(fù)制［3］。人類TLR2 位于4 號(hào)染色體，定位于細(xì)胞膜表面，可與TLR1、TLR6 和 TLR10 形成異源二聚體［4］。目前有許多病毒蛋白已被鑒定為T(mén)LR2 的新型PAMPs，包括DNA 病毒、單正鏈RNA 病毒、單負(fù)鏈病毒、雙正鏈病毒［5-12］。

1 TLR2在HIV感染中的作用

HIV病毒屬于慢病毒屬，是一種強(qiáng)變異性病毒，可大量破壞以CD4+T 細(xì)胞為代表的宿主免疫細(xì)胞，影響人體免疫系統(tǒng)對(duì)病毒的抵御能力［13］。HIV-1 結(jié)構(gòu)蛋白 p17、p24 和 gp41 可引起 TLR2 介導(dǎo)的細(xì)胞活化并增加前病毒DNA 含量，進(jìn)而加重T 細(xì)胞中的HIV 感染和 HIV-1 病毒在巨噬細(xì)胞中的復(fù)制［12，14-15］。此外，HIV-1 gp120 可增加TLR2 引起的病毒復(fù)制和TNF-α、IFN-β 分泌［16-18］。TLR2/TLR1 異源二聚體可識(shí)別 HIV 結(jié)構(gòu)蛋白 p17 和 gp41，TLR2/TLR6 可識(shí)別HIV p24 結(jié)構(gòu)蛋白并引起免疫激活。此外，在沒(méi)有TLR6 的情況下，單獨(dú) TLR2 與 HIV p24 結(jié)合后可阻斷p17和gp41所引起的免疫激活［12］。盡管目前關(guān)于TLR2 與 TLR10 的研究較少，但也提出 TLR2 可與TLR10 形成自源性或異源二聚體共同識(shí)別gp41，影響HIV在機(jī)體內(nèi)引起的免疫反應(yīng)［19］。

2 母乳中sTLR2與HIV作用機(jī)制

可溶性 Toll 樣受體（soluble toll like receptors，sTLRs）與 TLRs 胞外域高度同源，可與 TLRs 競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合配體，是TLRs的負(fù)反饋調(diào)節(jié)途徑之一［20］。細(xì)胞膜表面的TLR2 結(jié)構(gòu)域脫落后，整聯(lián)蛋白金屬蛋白酶（a distintegrin and metalloproteinase，ADAM），包括ADAM10 和ADAM17，對(duì)脫落蛋白進(jìn)行水解切割后生成可溶性Toll 樣受體2（soluble toll like receptor 2，sTLR2）［21］。母乳中的 sTLR2 可與 sCD14 結(jié)合形成異源二聚體，受到經(jīng)典配體Pam3Cys刺激，影響二者的結(jié)合，以此實(shí)現(xiàn)sTLR2的激活［21-22］。sTLR2可能通過(guò)與sCD14 相互作用和/或與細(xì)胞膜結(jié)合的CD14發(fā)揮其抑制活性，從而干擾脂肽對(duì)CD14 介導(dǎo)的細(xì)胞膜 TLR2 的觸發(fā)及信號(hào)傳導(dǎo)［21，23］。sTLR2 存在于多種體液之中，首先發(fā)現(xiàn)以高濃度形式存在于母乳中［24］。母乳中 sTLR2 作為誘餌受體結(jié)合多種PAMPs 和DAMPs 來(lái)干擾細(xì)胞膜表面TLR2 的激活，減少病毒感染后靶細(xì)胞的募集，幫助調(diào)節(jié)細(xì)胞的過(guò)度活化［25］。

現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，母乳可以保護(hù)發(fā)育中的嬰兒免受環(huán)境病原體侵害，無(wú)論母體HIV 感染狀況如何，母乳喂養(yǎng)均可降低嬰兒出生6個(gè)月內(nèi)HIV 母嬰傳播（MTCT）的風(fēng)險(xiǎn)［26-27］。盡管對(duì)母乳是如何保護(hù)嬰兒不被感染HIV 的具體原理仍在研究，但可以肯定的是，母乳中具有抗病毒活性的免疫成分［28-29］。對(duì)HIV 患者母乳組成成分進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)存在大量sTLRs［24］，將尼日利亞的 HIV 感染患者母乳與尼日利亞和加拿大的未感染患者母乳中sTLR2的表達(dá)水平進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，感染患者sTLR 平均濃度水平在104~105pg/ml，未感染患者sTLR 平均濃度水平在103~104pg/ml，HIV 感染患者母乳中 sTLR2 濃度水平明顯升高［30］。鑒于 TLR2 在 HIV 感染中的重要作用，由此推斷sTLR2 亦是抑制HIV-1 蛋白誘導(dǎo)細(xì)胞活化的重要免疫因子。

sTLR2 通過(guò)與HIV-1 結(jié)構(gòu)蛋白的直接相互作用而干擾病毒在宿主細(xì)胞上的附著，對(duì)HIV-1 感染有顯著抑制特性，并抑制了病毒誘導(dǎo)的NF-κB 信號(hào)通路的活化和炎癥反應(yīng)，且隨著體內(nèi)sTLR2 濃度的增加，對(duì)HIV的抑制作用越強(qiáng)，可一定程度上減緩HIV疾病進(jìn)程［12，31］。母乳中 HIV-1 蛋白 p17、p24 和 gp41或Pam3CSK4的增多均可使乳腺上皮細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞分泌產(chǎn)生的 sTLR2 增多［30］。sTLR2 可與 HIV結(jié)構(gòu)蛋白 p17、p24 和 gp41 直接結(jié)合，但與 HIV 結(jié)構(gòu)蛋白gp120 或HIV ssRNA 之間未檢測(cè)到相互作用［24］。隨著sTLR2濃度水平的升高，gp41誘導(dǎo)的IL-8表達(dá)受到顯著抑制，p17 誘導(dǎo)的細(xì)胞活化水平降低［30］。sTLR2 濃度水平與疾病進(jìn)展標(biāo)志物 p24 含量呈正相關(guān)，同時(shí)HIV 感染患者體內(nèi)α-防御素水平、Pam3CSK4 含量與母乳中的病毒負(fù)荷均可影響sTLR2 的分泌水平［30］。此外，sTLR2 也可以通過(guò)與HIV-1 結(jié)構(gòu)蛋白結(jié)合，減少NF-κB 依賴性細(xì)胞活化，進(jìn)而抑制HIV-1受體CCR5表達(dá)，并且這種抑制作用隨著sTLR2 濃度升高而增強(qiáng)，從而顯著減弱HIV-1感染［32］。同時(shí)，sTLR2 濃度水平與感染 HIV-1 的母乳中的IL-15 含量密切相關(guān)。隨著機(jī)體內(nèi)sTLR2 濃度水平增加，IL-15分泌增多，NK 細(xì)胞的殺傷作用和繁殖得以加強(qiáng)，使HIV 復(fù)制得到有效控制，其機(jī)制類似于TLR2 依賴性促炎癥因子產(chǎn)生機(jī)制以及暴露于HSV 包膜糖蛋白中巨噬細(xì)胞釋放IL-15 的機(jī)制［30］。

3 母乳中不同sTLR2片段與HIV的作用

在LEBOUDER 等［21］研究中，血漿和母乳及單核細(xì)胞培養(yǎng)上清液中共發(fā)現(xiàn)6 種sTLR2 片段，分別是32、36、40、66、70 和 83 kD 多肽。TLR2 的未加工形式的分子量約為90 kD，人TLR2 的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域約為64 kD，并通過(guò)N-連接的糖基化增加至84 kD，因此母乳中的sTLR2 多肽是來(lái)自整個(gè)TLR2 分子或細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域的加工片段［33］。由此推測(cè)，83 kD 多肽可能對(duì)應(yīng)于完整TLR2 細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域即完整sTLR2 片段，而其他較短多肽片段可能是由83 kD 多肽的進(jìn)一步修飾水解產(chǎn)生的。

而在 HENRICK 等［24］研究中發(fā)現(xiàn)母乳中主要sTLR2片段是38 kD 和26 kD 多肽，乳腺和母乳中的多個(gè)細(xì)胞有助于26 kD sTLR2的生成，但是38 kD 形式的來(lái)源目前仍不清楚。數(shù)據(jù)表明38 kD sTLR2 的產(chǎn)量在產(chǎn)后隨時(shí)間下降，并且在室溫下容易降解，這一現(xiàn)象可能與嬰兒的免疫系統(tǒng)成熟有關(guān)。sTLR2 38 kD 和26 kD 多肽片段通過(guò)非共價(jià)鍵相互結(jié)合，以sTLR2 蛋白復(fù)合物的形式抑制細(xì)菌PAMPs 誘導(dǎo)的促炎癥細(xì)胞因子產(chǎn)生感染和無(wú)細(xì)胞R5 HIV-1感染，有助于減少HIV-1向嬰兒的垂直傳播［24］。這一點(diǎn)在體外實(shí)驗(yàn)中也得到了驗(yàn)證——使用免疫中和和免疫耗竭的方法將母乳中sTLR2 去除，將無(wú)細(xì)胞的R5 HIV-1 與含sTLR2 和不含sTLR2 的母乳上清液孵育并感染TZMbl 細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，與不含sTLR2 的上清液相比，含有sTLR2 的細(xì)胞上清液中IL-8 的含量顯著降低，當(dāng)使用 TLR2 mAb 中和 sTLR2 時(shí)，IL-8 的含量顯著增加，并且sTLR2 濃度越高，IL-8 含量降低越明顯［30］。同樣用不含sTLR2母乳進(jìn)行體外免疫印跡實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Pam3CSK4 可使細(xì)胞中IL-8 分泌顯著增加。由此可見(jiàn)sTLR2 還與抑制Pam3CSK4 誘導(dǎo)的炎癥有關(guān)，對(duì)嬰兒健康和預(yù)防HIV 母嬰垂直傳播至關(guān)重要［24］。

4 sTLR2對(duì)HIV治療的作用

在HIV的治療過(guò)程中sTLR2可作為良好的標(biāo)記物從而反應(yīng)治療效果。隨著HIV 感染患者的單核巨噬細(xì)胞分泌sTLR2 的增加，sTLR2 含量與其他炎癥標(biāo)記物，如 TNF-α、IL-6 和 IL-1Ra，濃度水平呈正相關(guān)，這一點(diǎn)說(shuō)明sTLR2 提高了HIV 感染患者免疫激活［34］。sTLR2 濃度水平的升高反映出 sTLR2 可有效抑制 TLR2 與 HIV-PAMP 的結(jié)合，通過(guò) ELISA 或Western blot 對(duì)體液中sTLR2 的表達(dá)水平進(jìn)行檢測(cè)，在未來(lái)對(duì)HIV患者的治療和HIV感染的預(yù)防有重要作用［24，30，34-35］。

5 結(jié)語(yǔ)

sTLR2 在HIV 發(fā)病機(jī)理中發(fā)揮重要作用，當(dāng)HIV病毒感染機(jī)體后，sTLR2可與HIV-1病毒表面結(jié)構(gòu)蛋白 p17、p24 和 gp41 直接作用，與 TLR2 競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合配體，抑制下游NF-κB 信號(hào)通路活化和炎癥反應(yīng)，增加 IL-15 產(chǎn)生，減少 IL-8 分泌和 CCR5 表達(dá)。鑒于母乳中sTLR2 和免疫因子之間的密切關(guān)系，從而認(rèn)為這些先天因素共同起作用，有助于抑制HIV病毒的感染和復(fù)制，并在預(yù)防HIV 母嬰垂直傳播和保護(hù)嬰兒健康中發(fā)揮重要作用。此外，sTLR2 與其他免疫分子相互作用可能是預(yù)防易感人群HIV-1感染和HIV 治療的關(guān)鍵。目前，sTLR2 在HIV 感染和治療中以及在病毒感染過(guò)程中的免疫調(diào)節(jié)作用仍然知之甚少，并且在中國(guó)這方面的研究還未見(jiàn)報(bào)道。然而，越來(lái)越多的證據(jù)表明免疫系統(tǒng)可以使用一系列可溶性分子來(lái)抵御病毒感染。通過(guò)sTLR2直接與HIV-1 蛋白的相互作用，可以推測(cè)sTLR2 可以至少通過(guò)以下兩種可能的方式抑制病毒感染：①sTLR2 直接識(shí)別病毒表面蛋白，與之結(jié)合后并阻礙病毒-宿主細(xì)胞膜融合以減少病毒的入侵和感染；②sTLR2 以劑量依賴的方式顯著抑制了病毒誘導(dǎo)的TR2依賴性NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)通路的激活和后續(xù)細(xì)胞因子的分泌。sTLR2在以HIV 為代表的病毒感染中的抑制作用為病毒免疫療法和病毒相關(guān)疫苗制備提供新的方案，為病毒在人體內(nèi)的發(fā)生發(fā)展和治療預(yù)防提出新的思路。