俞宛君 夏 圣（江蘇大學醫(yī)學院免疫學與免疫檢驗學教研室，鎮(zhèn)江212013）

自身免疫性疾?。╝utoimmune disease，AID）是一組由于自身免疫耐受被打破而引起的組織、器官慢性炎癥性疾病，以自身反應性T細胞、B細胞過度活化、自身抗體大量產(chǎn)生為基本特征［1］。AID可分為器官特異性AID和系統(tǒng)性AID，其中，器官特異性AID常見的有橋本氏甲狀腺炎、胰島素依賴型糖尿病、慢性潰瘍性結(jié)腸炎等；而系統(tǒng)性AID最常見的是系統(tǒng)性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）。SLE的免疫異常幾乎覆蓋整個免疫系統(tǒng)，被認為是AID的原型，因此人們對SLE的發(fā)病機制研究也更為深入。研究發(fā)現(xiàn)，天然免疫細胞產(chǎn)生的Ⅰ型干擾素（typeⅠinterferons，IFN-Ⅰ）在全身自身免疫中起核心作用，可激活B細胞和T細胞。反之，B細胞產(chǎn)生的自身抗體也可刺激樹突狀細胞產(chǎn)生IFN-Ⅰ，從而形成一個包括天然免疫和適應性免疫的正向反饋回路，即當機體自身免疫平衡被打破，胞質(zhì)DNA持續(xù)或過度存在引起IFN-Ⅰ持續(xù)產(chǎn)生是導致慢性炎癥和AID的主要原因之一［2］。因此，新的治療方式或許可以同時將針對介導自身免疫的多個重要通路作為靶點［3-4］。

目前，臨床上依然缺乏關(guān)于AID的理想治療方案。當前方案通常僅針對疾病的病理性組織損傷等進行治療，同時對患者的免疫系統(tǒng)進行抑制。此法或許能夠阻斷疾病的繼續(xù)惡化，但長期治療可并發(fā)感染、誘發(fā)腫瘤和骨髓抑制等不良后果或副作用。近年來，研究者們也嘗試通過作用不同靶點，包括靶向不同細胞因子、不同淋巴細胞表面標志及合成肽免疫原等生物制劑，調(diào)節(jié)免疫應答的各個環(huán)節(jié)，阻礙疾病進程［5］。由于對AID發(fā)病機制的研究尚未清楚，各類生物制劑的療效及安全性還需大規(guī)模多中心雙盲隨機對照試驗進行驗證。隨著全球AID發(fā)病率逐年升高，盡快明確AID的發(fā)病機制，并探索合理有效的治療方案已成為臨床的迫切需求。

1 cGAS-STING信號通路

1.1 cGAS-STING信號通路概述 天然免疫是機體與生俱來的防御能力。天然免疫系統(tǒng)通過模式識別受體（pattern-recognition receptors，PRRs）識別病原相關(guān)分子模式（pathogen associated molecular patterns，PAMPs）和損傷相關(guān)分子模式（damage-associated molecular patterns，DAMPs），迅速對外來入侵的病原體以及自身壞死、凋亡或受損組織產(chǎn)生免疫應答，筑起保護機體的第一道防線［6-7］。能夠識別細胞內(nèi)核苷酸的PRRs有維甲酸誘導基因Ⅰ樣受體（RIG-Ⅰlike receptors，RLRs）、核苷酸結(jié)合結(jié)構(gòu)域NOD樣受體（NOD-like receptors，NLRs）、黑色素瘤缺乏因子2（absentinmelanoma 2，AIM2）、干擾素誘導蛋白16（interferon-inducible protein 16，IFI16）以及近年新發(fā)現(xiàn)的cGAS-STING信號通路相關(guān)分子等。

cGAS-STING信號通路的信號傳遞，主要分為dsDNA的感知、胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導和免疫應答激活3個階段。dsDNA感知階段主要包括以環(huán)鳥苷酸-腺苷酸合成酶（cyclic GMP-AMP synthase，cGAS）為首的一系列分子；胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導分子主要有干擾素基因刺激蛋白（stimulator of interferon gene，STING）和TANK結(jié)合激酶1（TANK-binding kinase 1，TBK1）；而免疫應答激活由多種免疫應答相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子介導下游靶基因的表達，如干擾素調(diào)節(jié)因子3（interferon regulatory factor 3，IRF3）和核因子NF-κB（nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells）。

cGAS存在于胞漿中，是一種核酸轉(zhuǎn)移酶，含有一個與寡腺苷酸合成酶（oligoadenylate synthase，OAS）催化結(jié)構(gòu)域同源的結(jié)構(gòu)域，依靠其氨基端DNA結(jié)合位點和羧基端鋅指結(jié)構(gòu)，識別dsDNA磷酸-核糖骨架結(jié)構(gòu)，即幾乎能夠識別所有類型的dsDNA［8］。相 較 于 其 他 識 別 細 胞 質(zhì) 內(nèi)DNA的PRRs，cGAS具有更強的激活效應，且其在多種組織和細胞中都有表達，被認為是胞漿DNA誘導干擾素產(chǎn)生的主要信號通路分子［9］。cGAS識別并結(jié)合dsDNA后，催化ATP和GTP生成環(huán)磷酸鳥苷-磷酸腺苷（cyclic guanosine monophosphate-adenosine monophosphate，cGAMP）。2013年GAO等［10］和ABLASSER等［11］分別利用質(zhì)譜、酶切、核磁共振分析和化學合成等方法揭示cGAS在體內(nèi)和體外催化合成的二核苷酸不同于細菌產(chǎn)生的經(jīng)典3'-5'-環(huán)二核苷酸，是含有非經(jīng)典的2'-5'磷酸二酯鍵結(jié)構(gòu)c［G（2'，5'）pA（3'，5'）p］的環(huán)二核苷酸（cyclic dinucleotides，CDNs）。有研究利用反相高效液相色譜技術(shù)發(fā)現(xiàn)c［G（2'，5'）pA（3'，5'）p］分兩步合成。首先，形成2'-5'磷酸二酯鍵連接，而后再形成3'-5'磷酸二酯鍵連接，稱為2'5'-cGAMP。與3'5'-cGAMP相比，2'5'-cGAMP對于人體細胞內(nèi)STING蛋白親和力高，可誘導高水平的干擾素誘導蛋白10（interferon inducible protein-10，IP-10）［10-11］。

STING又稱跨膜蛋白173（TMEM173）、MITA等，是一種跨膜接頭蛋白，主要在巨噬細胞、樹突狀細胞、T細胞等的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中普遍表達，是異常胞漿DNA非特異性免疫的重要組成部分。研究發(fā)現(xiàn)STING可直接結(jié)合dsDNA，也可被其上游含有兩個3'-5'磷酸二酯鍵的原核CDNs及2'5'-cGAMP誘導活化，導致STING構(gòu)象發(fā)生變化［12］?；罨腟TING可募集TBK1形成STING復合物。該復合物可從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)區(qū)域通過高爾基體快速轉(zhuǎn)運，定位于近核小體，而后結(jié)合核轉(zhuǎn)錄因子IRF3，并誘導后者磷酸化和二聚化后進入細胞核。STING亦可激活I(lǐng)KK（inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase），導致NF-κB被釋放并轉(zhuǎn)位至細胞核內(nèi)。在細胞核內(nèi)IRF3及NFκB兩種轉(zhuǎn)錄因子激活相關(guān)基因的表達，誘導IFN-Ⅰ及相關(guān)細胞因子的產(chǎn)生。STING隨后發(fā)生磷酸化、泛素化等修飾，活性受到抑制，防止天然免疫反應的過度激活（圖1）［13］。

圖1 cGAS-STING信號通路示意圖Fig.1 Schematic diagram of intracellular cGAS-STING signal pathway

1.2 cGAS-STING信號通路調(diào)控 當病原微生物感染人體時，病原體外源DNA能夠被機體胞質(zhì)核酸受體cGAS識別，利用細胞內(nèi)的ATP和GTP生成第二信使cGAMP。cGAMP能夠和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位蛋白STING相互作用，導致STING構(gòu)象變化，從而招募并磷酸化激活TBK1和IKK，繼而分別激活I(lǐng)RF3和NFκB。而IRF3則進入細胞核，促進IFN-Ⅰ表達，啟動天然免疫反應抵御病原菌入侵［14］。cGAS除了識別外源DNA外，細胞質(zhì)內(nèi)自身DNA的異常累積同樣可被cGAS辨別，從而持續(xù)性激活cGAS-STING信號通路，導致機體AID的發(fā)生［15-18］。

為維持免疫自穩(wěn)，cGAS-STING信號通路在機體內(nèi)必然受到精密的調(diào)控。當前的研究主要集中在cGAS和STING蛋白翻譯后修飾（磷酸化、泛素化、蘇木化及谷氨酰化等）、cGAS和STING蛋白自身突變及信號通路交互作用等方面。此外，離子環(huán)境對cGAS-STING信號通路也有調(diào)節(jié)作用，如Mn2+可增加cGAS及STING活性，幫助機體抵御DNA病毒感染［19］。AKT激酶分別磷酸化小鼠和人cGAS結(jié)構(gòu)域的S291和S305殘基，強烈抑制其酶活性，在cGAS介導的抗病毒免疫反應中起負作用［20］。E3泛素連接酶RNF185（ring finger protein 185，RNF185）特異性催化cGAS的K27多泛素化，提高其酶活性，同時SLE患者RNF185 mRNA表達升高，但對于RNF185在SLE中發(fā)揮的具體功能還需進一步探索［21］。泛素羧基末端水解酶27（ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase27，USP27x）可與cGAS相互作用，并從cGAS上解離K48連接的多泛素化鏈，從而使cGAS穩(wěn)定［22］。泛素連接酶TRIM56（tripartite-motif-containing protein 56，TRIM56）誘導cGAS的Lys335位點單泛素化，使其二聚化、DNA結(jié)合活性和cGAMP產(chǎn)量顯著增加［23］。類微管蛋白酪氨酸連接酶6（tubulin tyrosine ligase-like enzymes 6，TTLL6）多聚谷氨酰化cGAS抑制其與DNA的結(jié)合能力，而類微管蛋白酪氨酸連接酶4（TTLL4）介導的cGAS單谷氨?；瘎t抑制其合酶活性。相反，羧肽酶6（cytosolic carboxypeptidase 6，CCP6）去除了cGAS的多谷氨?；?，而羧肽酶5（CCP5）水解cGAS的單谷氨?；餐瑢е铝薱GAS的激活［24］。在未感染及病毒感染早期階段的細胞中，泛素連接酶TRIM38（tripartite-motif-containing protein 38，TRIM38）以cGAS為靶標進行蘇木化，可阻止cGAS多泛素化和降解［25］。STING作為胞內(nèi)核酸識別信號通路關(guān)鍵接頭蛋白，其受到調(diào)控的研究更為深入。STING的Ser366磷酸化修飾功能存在爭議。有研究表明，TBK1磷酸化STING后可促進IRF3的磷酸化二聚化并入核［26］，而激酶ULK1（unc-51 like autophagy activating kinase 1，ULK1）磷酸化STING相同位點后卻抑制STING活性［13］，因此還需進一步實驗確證。線粒體E3泛素連接酶1（mitochondrial E3 ubiquitin protein ligase 1，MUL1）通過催化STING蛋白K224泛素化促進TBK1向IRF3的信號傳遞［27］。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)E3泛素連接酶復合體自分泌運動因子受體-胰島素誘導基因1（autocrine motility factor receptor-insulin induced gene 1，AMFR-INSIG1）催化STING蛋白K27多泛素化來招募TBK1，并促進其轉(zhuǎn)位到核周［28］。而泛素連接酶29（tripartite-motifcontaining protein 29，TRIM29）靶向STING蛋白K48泛素化，從而降解STING［29］。需要注意的是，對于cGAS和STING蛋白翻譯后修飾的研究主要集中于抗病毒免疫領(lǐng)域，其在自身炎癥和AID中對于cGAS-STING信號通路的調(diào)控需要進一步實驗驗證。有趣的是，高爾基體中STING的棕櫚?；瘜τ谄浼せ钪陵P(guān)重要。抑制STING棕櫚酰化可抑制SAVI相關(guān)的STING突變體引起的IFN-Ⅰ反應［30］。這可能為胞漿DNA引發(fā)的自身炎癥和AID提供新的治療方法。

2 自身DNA與cGAS-STING信號通路

人體正常細胞的DNA位于細胞核或線粒體細胞器內(nèi)，而細胞質(zhì)內(nèi)則不含DNA。因此，細胞質(zhì)中若有DNA存在，一方面可能源自入侵的細菌性病原體或DNA病毒；另一方面可能源自細胞核或線粒體遭受的損傷。cGAS作為感知DNA的監(jiān)測器，可提示先天性免疫系統(tǒng)存在的威脅。而關(guān)于機體如何避免各類PRRs不適當?shù)刈R別內(nèi)源性DNA，其可能機制有：①宿主受體可能優(yōu)先檢測病原體基因組結(jié)構(gòu)，如細菌CpG基序；②宿主受體可能被分配到一個有限的、沒有自身DNA的亞細胞區(qū)域；③許多內(nèi)源性核酸的水平低于受體激活閾值［31］；④對未經(jīng)氧化修飾自身DNA的免疫監(jiān)測低于由抗菌活性氧或物理損傷引起的氧化DNA，從而避免自身免疫反應發(fā)生［32］。同樣，cGAS作為一種不依賴于dsDNA序列的通用胞質(zhì)內(nèi)DNA感受器，在固有免疫中也發(fā)揮“雙刃劍”的效應，既要減少對自身DNA的識別，又要識別外源病毒的DNA。有研究分析小鼠cGASDNA復合物晶體結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)長鏈DNA可結(jié)合更多的cGAS二聚體而增強酶活性［33］。隨后，陳志堅課題組報道了cGAS-DNA的相分離現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)較長的DNA片段比短DNA片段更能促進液滴形成，且相變對DNA濃度敏感，證實cGAS的激活具有DNA長度和濃度的依賴性［34］。在此基礎上，DINSHAW團隊通過分析人類cGAS-DNA復合物晶體結(jié)構(gòu)揭示人源cGAS催化結(jié)構(gòu)域有一個額外的DNA結(jié)合界面，可增強酶活性和液相縮合［35］。這些發(fā)現(xiàn)部分解釋了cGAS執(zhí)行胞內(nèi)免疫監(jiān)視功能時規(guī)避碎片DNA及低濃度DNA干擾的機制。最近，哈佛大學JONATHAN團隊的研究指出，cGAS并非既往理解的胞質(zhì)蛋白，而是通過其N端結(jié)構(gòu)域與質(zhì)膜脂質(zhì)結(jié)合的膜定位蛋白。在靜息狀態(tài)下，cGAS的N端的胞膜定位可防止cGAS移位于胞質(zhì)，避免其識別胞質(zhì)內(nèi)微量DNA，從而減少活化；而當cGAS異常定位時，并不增加其對外源病毒感染的免疫效應［36］。而自身DNA也可通過如下所述的多種機制激活cGAS-STING信號通路。

2.1 自身DNA清除缺陷3'-5'核酸修復外切酶1（three-prime repair exonuclease 1，TREX1）是一種細胞內(nèi)非常重要的內(nèi)源性DNA核酸外切酶，可通過水解受損的DNA來清除細胞內(nèi)需要處理的DNA片段，從而避免過度免疫激活和AID的發(fā)生。研究人員發(fā)現(xiàn)，Trex1-/-小鼠可于出生后第8周左右發(fā)生致死性炎癥性疾病。若同時敲除Irf3，可有效避免高水平的IFN-Ⅰ及自身抗體的產(chǎn)生，防止Trex1-/-小鼠早期死亡，此結(jié)果說明Trex1-/-動物的自身免疫癥狀與IRF3依賴的IFN-I產(chǎn)生有關(guān)［37］。同時，Trex1-/-小鼠表現(xiàn)出與干擾素刺激基因（IFN-stimualted genes，ISGs）表達升高相關(guān)的自身免疫炎癥表型。而Trex1-/-Cgas-/-小鼠所有可檢測到的病理表現(xiàn)和分子表型都得到緩解，包括ISGs誘導、自身抗體產(chǎn)生、異常T細胞激活和致死性。即使只缺失1個Cgas等位基因，也能在很大程度上挽救Trex1-/-小鼠的表型。這些結(jié)果提示，抑制cGAS可能有助于防治某些自身DNA引起的AID［38］。另有研究發(fā)現(xiàn)，TREX1對于氧化損傷的DNA分子降解效率較低，在易發(fā)生狼瘡的小鼠皮膚中注射氧化DNA可引起與AID患者類似的病變［32］。TREX1功能缺失突變會引起IFN-Ⅰ依賴性AID，如AGS綜合癥（Aicardi-Goutieres syndrome，AGS）和家族性凍瘡樣狼瘡（familial chilblain lupus，F(xiàn)CL）等，這些自身免疫紊亂的表現(xiàn)都與細胞無法正常清除產(chǎn)生的自身DNA片段有關(guān)［39-40］。

脫氧核糖核酸酶Ⅱ（deoxyribonucleaseⅡ，DNaseⅡ）是位于溶酶體、細胞核以及細胞分泌物中的一種酸性核酸內(nèi)切酶。DNaseⅡ家族在人體內(nèi)參與多種功能，如降解被吞噬死亡細胞的DNA，參與紅細胞的生長分化等。DnaseⅡ-/-小鼠吞噬細胞功能遭到破壞，可引起嚴重的免疫缺陷并影響生長發(fā)育［41］。有報道稱，DnaseⅡ-/-小鼠在子宮內(nèi)胚胎期即死亡，該小鼠胚胎肝臟中含有許多未消化DNA的巨噬細胞，表明DnaseⅡ-/-小鼠不能降解從紅系前體細胞衍生的DNA，導致IFN-I的產(chǎn)生，誘導特定ISGs的表達，導致DnaseⅡ-/-小鼠胚胎期致死［15，38，42］。而成年期的DnaseⅡ-/-鼠可死于類似于類風濕性關(guān)節(jié)炎的慢性多關(guān)節(jié)炎［43］。對于DnaseⅡ-/-Cgas-/-小鼠而言，該小鼠可正常發(fā)育，無明顯的關(guān)節(jié)炎癥狀，抗ds-DNA抗體也呈低水平，并且DnaseII-/-Cgas-/-小鼠中未檢測到cGAMP表達，而在DnaseⅡ-/-Sting-/-小鼠中cGAMP高表達。因此，可認為針對胞漿中累積自身DNA的應答，cGAS對DnaseⅡ-/-細胞中cGAMP的產(chǎn)生是必不可少的［38］。有研究通過對ISGs的系統(tǒng)篩選，確定了患有嚴重新生兒貧血、膜增生性腎小球腎炎、肝纖維化的兩兄妹和一個單獨男性病例，均伴隨抗DNA抗體的升高。在這兩個家族中，發(fā)現(xiàn)DNASE的雙等位基因突變，與DNaseⅡ內(nèi)切酶活性的喪失有關(guān)［44］。

核糖核酸酶H2（RNase H2）是一種核酸修復酶，可從DNA中清除不必要的核糖核苷酸。RNase H2酶功能的改變是兒童AGS綜合癥的常見原因，與SLE也有關(guān)［45］。有研究利用Rnaseh2bA174T/A174T小鼠作為亞臨床疾病模型研究發(fā)現(xiàn)，該小鼠體內(nèi)ISGs轉(zhuǎn)錄上調(diào)，與AGS患者特征相似，此炎癥反應依賴于核酸傳感器cGAS及其適配器STING，并與細胞RNase H2酶活性降低和DNA損傷增加有關(guān)［46-47］。Cgas-/-或Sting-/-可挽救Rnaseh2bA174T/A174T小鼠的炎癥和自身免疫表型［46］。

2.2 自身DNA泄漏

2.2.1 線粒體DNA應激 線粒體DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）在胞內(nèi)通常以數(shù)千拷貝的形式存在，并被包裝成幾百個稱為“類核”的高階結(jié)構(gòu)。線粒體轉(zhuǎn)錄因子A（mitochondrial transcription factor A，TFAM）與豐富的mtDNA結(jié)合調(diào)節(jié)“類核”的結(jié)構(gòu)、豐度和分離。有研究顯示，由TFAM缺乏引起mtDNA應激，異常的mtDNA可逃逸到胞漿中，與DNA傳感器cGAS結(jié)合，并促進STING-IRF3依賴信號，以提高ISGs表達，增強IFN-Ⅰ反應和廣泛的病毒抗性［48］。也有研究表明，細胞死亡的機制決定了死亡細胞是觸發(fā)炎癥反應還是保持免疫沉默，而線粒體在誘導細胞死亡以及免疫沉默信號通路中起核心作用。在沒有含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶（cysteinyl aspartate specific proteinase，caspase）的情況下，線粒體外膜通透性增高可通過mtDNA依賴激活的cGAS-STING途徑介導IFN-Ⅰ表達［49］。YU等［50］發(fā)現(xiàn)在非酒精性脂肪性肝炎小鼠模型中，小鼠肝細胞內(nèi)mtDNA可誘導肝臟Kupffer細胞表達TNF-α和IL-6，將小鼠Sting基因敲除或使用NF-κB抑制劑預處理后，mtDNA誘導炎癥因子表達的作用減弱。值得注意的是，SLE中也存在功能失調(diào)的線粒體。有研究發(fā)現(xiàn)，SLE患者血漿白細胞mtDNA拷貝數(shù)的減少與SLE疾病活動性指數(shù)的升高和血漿DNA氧化損傷標志物8-羥基脫氧鳥苷水平的升高相關(guān)［51］。

2.2.2 細胞核DNA染色質(zhì)傳統(tǒng)上被認為是一個調(diào)節(jié)基因表達和沉默的核實體。然而，最近研究發(fā)現(xiàn)了由原代細胞的完整細胞核在衰老過程中剝離出來的細胞質(zhì)染色質(zhì)片段的存在。這是一種與促炎反應相關(guān)的終末細胞周期阻滯的形式，但染色質(zhì)在細胞質(zhì)中的功能意義尚不清楚。有研究發(fā)現(xiàn)，細胞質(zhì)染色質(zhì)可激活天然免疫胞質(zhì)DNA傳感cGASSTING途徑，在急性炎癥中抑制原癌基因激活，但在慢性炎癥中與組織損害和癌癥有關(guān)。細胞質(zhì)染色質(zhì)-cGAS-STING通路促進原代人細胞和小鼠衰老相關(guān)分泌表型。Sting-/-小鼠對癌基因Ras的免疫監(jiān)測受損，對電離輻射導致的組織炎癥反應減弱［52］。另有研究報道，在共濟失調(diào)毛細血管擴張癥患者中，DNA損傷修復受損促進細胞核DNA釋放并在細胞質(zhì)中積累，導致IFN-Ⅰ產(chǎn)生，同時導致患者中性粒細胞中自發(fā)形成胞外誘捕網(wǎng)［53］。2017年德克薩斯大學西南醫(yī)學中心YANG等［54］的研究顯示，cGAS定位于非分裂細胞的細胞質(zhì)，但當增殖細胞處于有絲分裂時期，cGAS可進入細胞核并與染色質(zhì)DNA結(jié)合。cGAS核定位對于其執(zhí)行其抗病毒功能可能是必要的，因為大多數(shù)DNA病毒感染宿主細胞后會進入細胞核內(nèi)，釋放病毒基因組DNA并在核內(nèi)進行復制。隨后，有研究發(fā)現(xiàn)cGAS在細胞發(fā)生DNA損傷時可轉(zhuǎn)位入核，并在DNA損傷位點抑制DNA同源重組修復，進而降低基因組穩(wěn)定性，促進腫瘤發(fā)生，這獨立于cGAS核內(nèi)DNA識別的功能［55］。因此，cGAS核轉(zhuǎn)位機制及其能否區(qū)分細胞核內(nèi)的自體和非我DNA仍有待進一步研究。癌細胞普遍具有染色體不穩(wěn)定性。BAKHOUM等［56］的研究發(fā)現(xiàn)，人體發(fā)生癌癥轉(zhuǎn)移的部分原因可能與體內(nèi)腫瘤細胞DNA慢性泄露有關(guān)。泄露DNA激活cGAS-STING通路，從而引發(fā)細胞內(nèi)的慢性炎癥，幫助腫瘤細胞向遠處器官擴散。

以上研究表明，cGAS-STING通路在自身炎癥和AID發(fā)展進程發(fā)揮重要作用。若適當抑制該通路活性，會減緩AID疾病的進程。

3 cGAS-STING信號通路與AID的診斷和治療

通常情況下，炎癥反應有助于消除感染，但發(fā)生在某些疾病中的持久炎癥卻能夠損傷機體。cGAS-STING途徑的不當激活或過度激活可產(chǎn)生大量IFN-Ⅰ，釋放至細胞外的IFN-Ⅰ能夠以自分泌或旁分泌的方式，結(jié)合自身或者周圍細胞上的IFN-Ⅰ受體（IFNα receptor，IFNAR），進一步激活其下游JAK-STAT通路，誘導數(shù)百個ISGs的表達，導致自身炎癥和AID［57-58］。

一些研究表明，AID與cGAS-STING通路中相關(guān)蛋白編碼基因突變相關(guān)。因此，可通過基因檢測輔助診斷AID。2014年的《新英格蘭醫(yī)學雜志》刊登了6例STING相關(guān)嬰兒期起病的血管?。╯ting-associated vasculopathy with onset in infancy，SAVI）。這些病患均由于STING編碼基因TMEMl73獲得性突變所致，p.V155M為該基因的熱點突變。該病可散發(fā)，亦可在家系中呈常染色體顯性遺傳模式，其病例特點包括新生兒期全身炎癥反應，嚴重的組織壞死丟失和間質(zhì)性肺?。?9］。2018年中國醫(yī)學科學院及北京協(xié)和醫(yī)學院共同報道中國大陸地區(qū)首例SAVI病例的臨床表現(xiàn)及基因突變位點［60］。連同干擾素通路激活的其他證據(jù)表明，TMEMl73突變可增強STING蛋白活性，STING高水平地存在于血管內(nèi)皮細胞和肺部，可導致皮膚血管炎癥發(fā)生，進一步發(fā)展為大范圍肺組織損傷。STING的過度激活可產(chǎn)生大量IFN-Ⅰ，當其與IFNAR結(jié)合后，經(jīng)過JAK-STAT信號通路進一步級聯(lián)活化，產(chǎn)生炎癥因子風暴效應，從而對STING高表達的組織造成嚴重持久損傷［61-63］。FCL是一種由于核酸酶TREX1或SAMHD1功能缺失突變引起單基因皮膚紅斑狼瘡。在一個沒有TREX1或SAMHD1突變的多代FCL家系中，研究者們發(fā)現(xiàn)了STING的雜合突變。結(jié)構(gòu)和功能分析表明，突變的STING在沒有配體cGAMP的情況下促進了其同源二聚作用，從而導致結(jié)構(gòu)性的IFN-Ⅰ激活［64-65］。

近年來，人們發(fā)現(xiàn)許多潛在靶向藥物和分子可用于治療由cGAS-STING通路異常引發(fā)的疾病。HAAG等［66］報道了靶向STING蛋白的高效特異性小分子抑制劑C-176、C-178以及H-151。這些小分子可與人和小鼠細胞STING蛋白中的Cys91發(fā)生共價結(jié)合，阻斷STING活化所誘導的棕櫚酰化，阻礙STING多聚體復合物形成，抑制下游免疫應答激活，減弱小鼠自身炎癥疾病的病理特征。該類化合物活性強且分子量低，藥理實驗結(jié)果顯示能夠有效阻斷機體天然免疫反應的信號通路，是極具潛力的靶向治療cGAS-STING通路相關(guān)AID的候選藥物。2020年1月，Dr.NAN團隊研究發(fā)現(xiàn)了維持STING蛋白穩(wěn)態(tài)的一個關(guān)鍵蛋白TOLLIP。敲減Tollip基因可導致非造血細胞和組織中STING蛋白表達減少，并使免疫細胞中的STING蛋白不穩(wěn)定，導致STING信號轉(zhuǎn)導能力嚴重減弱。Tollip-/-可改善STING介導的Trex1-/-小鼠的自身免疫炎癥表型。因此，TOLLIP可以作為一個潛在的靶標用于治療cGAS-STING通路相關(guān)的AID［67］。國內(nèi)也有研究發(fā)現(xiàn)，小分子環(huán)肽astin C可選擇性地抑制胞質(zhì)DNA所誘發(fā)的炎癥反應。HSV-1感染Trex1-/-小鼠時，astin C可阻斷IRF3被招募到STING信號小體，從而顯著降低其自身免疫炎癥反應［68］。在AGS小鼠模型中，作為cGAS與DNA相互作用抑制劑的化合物X6療效優(yōu)于羥氯喹，可顯著降低小鼠脾臟細胞ISGs的表達。值得關(guān)注的是，X6在降低SLE患者外周血單個核細胞（peripheral blood mononuclear cells，PBMCs）ISGs表達方面也明顯優(yōu)于羥氯喹。此結(jié)果表明，X6可作為AGS和SLE的一種新的治療方法來抑制cGAS-STING通路的激活［69］。阿司匹林可使cGAS發(fā)生乙?；瘡亩种芻GAS活性。阿司匹林可顯著抑制AGS綜合征模型Trex1-/-鼠心臟中ISGs的表達，并有效延長小鼠的生存。針對國內(nèi)利用一例AGS綜合征患者及其健康的親兄長的PBMCs研究顯示，阿司匹林處理可明顯抑制該患者PBMCs中過度免疫反應表型［70］。值得注意的是，在疾病的病理生理過程中，細胞通常會接受多種刺激，或者同時經(jīng)歷許多環(huán)境變化。因此，在這種更復雜的環(huán)境中，cGAS-STING激活的細胞反應可能不同。IFN-Ⅰ在SLE發(fā)病機制中占有重要地位，KATO等［71］研究發(fā)現(xiàn)SLE患者血清中的凋亡衍生膜泡可通過激活cGAS-STING途徑誘導IFN-Ⅰ產(chǎn)生。此結(jié)果證實了DING等［18］的假設，即多個器官中cGAS-STING通路對不適當?shù)陌麧{自身DNA感知來促進SLE的整體疾病進展。然而，也有研究報道STING有效地抑制了狼瘡易感模型小鼠的炎癥，進一步研究發(fā)現(xiàn)Sting-/-可能通過增加Toll樣受體的表達水平或減少Toll樣受體信號通路的負調(diào)控，從而導致巨噬細胞的放大激活效應［72］。因此，在探索cGAS或STING作為靶標進行AID治療的過程中需要注意治療所導致的其他效應。

4 展望

自2013年首先鑒定cGAS是細胞質(zhì)DNA免疫識別通路的DNA受體以來，cGAS-STING信號通路成為國內(nèi)外研究的熱點領(lǐng)域。近年來，許多研究通過對通路關(guān)鍵分子的深入探討，逐漸解開了當機體遇到細菌或病毒時，宿主細胞如何通過感知病原體核酸來誘導IFN-Ⅰ抵御侵襲。而本綜述簡要闡述了自身DNA觸發(fā)cGAS-STING信號通路機制及靶向此通路自身炎癥和AID的潛力藥物和分子。事實上，cGAS及STING抑制劑被認為具有廣泛的治療潛力，可作為備選來補充現(xiàn)有的治療策略，甚至作為單獨用藥的治療方案。cGAS及STING抑制劑不僅對AGS、FCL、SAVI及SLE等自身炎癥和AID有治療的探索價值，而且對更多因異常cGAS-STING通路激活誘發(fā)的常見疾病，如非酒精性脂肪性肝炎、慢性阻塞性肺疾病和帕金森病等也有潛在治療價值。前述靶向藥物多停留在動物實驗階段并在動物模型中顯示出良好的治療效果，但進一步的試驗可能因非靶標效應而受到阻礙，如增加機會感染的風險等。值得注意的是，從理論而言，與現(xiàn)有阻斷IFN-Ⅰ下游信號通路（如JAK抑制劑）的治療藥物相比，cGAS及STING抑制劑可能更具優(yōu)勢，因為其他識別細胞質(zhì)內(nèi)核苷酸的信號通路相對完整。另外，對cGAS-STING通路的負向調(diào)控還可減少其他炎癥因子如IL-6、TNF-α表達，減輕細胞因子風暴及組織損傷程度。cGAS-STING通路更詳細的分子機制正在逐漸被解析，但許多問題仍然存在。如大多數(shù)研究都使用了小鼠模型和細胞系，但兩者之間有很大的區(qū)別，且在人類的臨床試驗中更是受到巨大挑戰(zhàn)。因此，繼續(xù)深入了解STING激活的分子信號機制，將會推進針對感染、癌癥和AID新治療策略的開發(fā)。