肠道病毒71型在树突状细胞上的主要受体

苏强　程凯　高艳萍　张晓延

032200 汾阳，山西医科大学汾阳学院(苏强、 程凯、 高艳萍)；030001 太原，山西医科大学(张晓延)



肠道病毒71型在树突状细胞上的主要受体

苏强程凯高艳萍张晓延

032200 汾阳，山西医科大学汾阳学院(苏强、 程凯、 高艳萍)；030001 太原，山西医科大学(张晓延)

【摘要】肠道病毒71型(Enterovirus 71, EV71)是小核糖核酸人肠道病毒A家族的一员，是引起小儿手足口病(hand-foot-and-mouth disease, HFMD)的主要病原体。树突状细胞(dendritic cells, DCs)是人类主要的抗原提呈细胞，在机体捕获、处理、提呈抗原，以及诱导特异性免疫应答过程中发挥至关重要的作用。目前对于EV71和DCs相互作用的形式和机制还不是很清楚，EV71感染的免疫逃逸机制也尚未明确。EV71与DCs最初和最直接的相互作用主要通过配体与细胞受体之间的结合来完成。细胞功能受体在参与DCs识别、捕获病毒，以及促进DCs的自噬与抗原提呈，启动机体免疫应答等方面均发挥重要作用。另一方面，病毒也可以利用与细胞受体的相互作用进行免疫逃逸。本文综合阐述了EV71与DCs等细胞上受体的相互作用，以期为EV71感染的研究提供参考。

Fund programs: National Natural Science Foundation of China(81301426); Key Scientific Project of Fenyang College Shanxi Medical University(1208)

1背景介绍

小儿手足口病是一种季节性流行、伴有高死亡率[1]、儿童相关的无菌性脑膜炎和神经系统并发症[2]的传染性疾病。2008年我国安徽阜阳发生了EV71爆发感染[3]。几年来，手足口病在我国丙类传染病中发病率和死亡人数一直居于首位，发病、重症、死亡的人群均以3岁及以下婴幼儿为主，在确诊的重症病例中，以肠道病毒71型感染为主[1-2]。EV71是一种无包膜的单股正链RNA病毒，其基因组包含有7408个核苷酸，编码有4个衣壳蛋白(VP1、VP2、VP3和VP4)和7个非结构蛋白(2A、2B、2C、3A、3B、3C和3D)，其中VP4位于衣壳内侧连接病毒的RNA，其余三种结构蛋白则暴露于病毒颗粒外侧，是EV71病毒抗原决定簇的主要分布区域[4]。

EV71在入侵机体后，被抗原提呈细胞(antigen presenting cell, APC)捕获、加工处理，并提呈给附近的淋巴细胞。树突状细胞是主要的专职抗原提呈细胞，它们高度表达能识别病原体相关分子模式的模式识别受体。未成熟DCs可以通过受体介导的内吞作用捕获和处理病毒抗原，受到抗原刺激的DCs成熟以后，将处理后的抗原提呈给淋巴细胞[5]。EV71感染DCs后能促使其活化、成熟并分泌IL-6、IL-12等细胞因子[6]。

2树突状细胞主要的EV71受体

病毒感染宿主细胞大多数需要通过一些受体介导来完成，研究发现在一些人类宿主细胞上存在着一些介导EV71侵入的功能受体[7]。目前发现树突状细胞特异性细胞间黏附分子-3-结合非整合素[DC-SIGN (CD209)]、P-选择素糖蛋白配体-1(PSGL-1)、Toll样受体(Toll-like receptors, TLRs)、清道夫受体B类2型 (SCARB2)、人膜联蛋白Ⅱ (Annexin Ⅱ，Anx2)、糖化唾液酸及硫酸乙酰肝素这七种受体[8-15]均有介导EV71入侵宿主细胞的功能。近几年研究表明DC-SIGN[8]和PSGL-1[9]是DCs主要的EV71功能受体。

2.1DC-SIGNDC-SIGN是凝集素受体和模式识别受体中的重要一员，属于甘露糖型的c型凝集素受体，主要表达于不成熟树突状细胞和某些亚类的巨噬细胞表面。DC-SIGN受体通过D区域可以结合2个Ca2+和1个甘露糖，DC-SIGN 主要识别并结合甘露糖结构和含岩藻糖的多糖结构(如Lex，Ley，Lea及Leb) 等病原相关分子模式[16]。Ren等[8]研究表明，DC-SIGN是参与EV71早期感染的主要细胞受体，主要介导病毒的吸附和转移，在肠道病毒71型与树突状细胞的相互作用过程中，单核细胞来源的树突状细胞(MDDCs)可以通过DC-SIGN分子与EV71结合而有效地捕获病毒，同时发现这些被捕获的病毒可能被MDDCs转移到易感细胞而引起更严重的感染。Lin等[17]报道EV71通过DC-SIGN感染小鼠未成熟树突状细胞，通过释放白细胞介素6(IL-6)和激活T细胞，增强小鼠产生的保护性免疫应答，同时发现EV71也感染人类未成熟树突状细胞，部分病毒的入侵可被抗DC-SIGN的抗体抑制，从而证明了DC-SIGN是EV71感染人树突状细胞的受体之一。Gringhuis等[18]发现DC-SIGN和其他受体尤其是TLRs存在交叉调节，DC-SIGN可通过乙酰化转录因子NF-κB来调节Toll样受体信号，促进DCs启动免疫应答。EI-Awady等[19]研究发现DC-SIGN在DCs吞噬病原体过程中参与诱导细胞自噬。这一作用的发生机制尚未明确。DCs发生的自噬在机体固有性免疫和适应性免疫中均扮有重要角色，在抗原提呈及免疫应答中发挥着重要作用[20]，可以推测在EV71感染过程中，病毒诱导DCs发生的自噬在机体抗病毒免疫和病毒的免疫逃逸中发挥着一定的作用。DC-SIGN作为DCs主要的受体，在EV71与树突状细胞相互作用的过程中，扮有粘附、摄取抗原和诱发机体免疫应答等重要角色；另一方面，EV71借助DC-SIGN调控下游信号分子使病毒藏匿于DCs中，促进其传播，实现免疫逃逸。

2.2PSGL-1PSGL-1属于唾液粘蛋白家族，是一种主要表达在白细胞上的跨膜蛋白。研究发现PSGL-1 N端区的酪氨酸硫酸化是PSGL-1结合EV71的关键[21]。单核细胞来源的DCs的PSGL-1表达丰富，Ren等[22]研究发现在DCs细胞表面表达的PSGL-1可介导EV71病毒的吸附，这些负载病毒的DCs可以将病毒转移到靶细胞，从而介导EV71的传播，用PSGL-1抗体处理DCs或者降低DCs的PSGL-1表达，会减弱DCs介导的EV71转移，避免病毒诱导的细胞死亡，证明了PSGL-1是EV71感染人树突状细胞的受体之一。PSGL-1作为黏膜受体已在部分微生物上发现相应的配体，Nishimura等[23-24]研究发现在EV71衣壳蛋白VP1的145残基上有一个G或Q，决定着VP1-244赖氨酸侧链的方向，使病毒表面保守的赖氨酸残基与硫酸化酪氨酸残基的N-末端的PSGL-1相互作用，因此VP1-145位点决定了VP1-244K和PSGL-1的结合。以上研究可以说明EV71通过自身结构蛋白VP1关键位点与PSGL-1特异性结合介导着其感染和传播，提示这一位点可以作为疫苗研制和抗病毒治疗的关键靶点。

2.3Toll样受体Toll样受体是DCs上常见的模式识别受体，目前虽未见EV71与其直接结合的报道，但部分研究表明EV71感染过程中免疫细胞上TLRs的表达水平发生了改变，也提示TLRs参与了机体针对EV71感染的免疫应答过程。郭建群[25]等研究表明DCs可能主要通过TLR7识别EV71，他们发现感染EV71的患儿TLR7表达出现增高趋势，重症患儿DCs的TLR7表达发生明显升高，而危重症患儿DCs的TLR7表达呈下降趋势，但其机制未明。Lin等[10]在EV71感染DCs过程中发现，EV71病毒样颗粒(VLPs)触发TLR4诱导DCs的表型表达和功能成熟，从而促进DCs诱导Th1为主的免疫反应。此外，在EV71感染的其他类型免疫细胞也发现有Toll样受体的上调，例如EV71感染单核细胞源性巨噬细胞后，TLR2、TLR7和TLR8发生活化[26]。更多的研究中EV71感染后均可见Toll样受体的活化，表明Toll样受体在EV71感染诱导细胞因子产生和激活固有免疫系统过程中发挥着重要的作用。而在危重症患儿DCs的TLR7表达下降，可能是机体失代偿的原因也造成患儿病情危重，由此推测TLR7在EV71感染过程中起着免疫保护作用。

2.4其他细胞受体SCARB2主要在人横纹肌肉瘤(rhabdomyosarcoma, RD)细胞的内涵体和溶酶体表达[27]，该受体结合病毒后，发挥介导病毒内化和病毒脱壳的作用[12]。Anx2是钙依赖性磷脂结合蛋白家族中的一员, EV71衣壳蛋白VP1可通过与人类Anx2蛋白结合来介导病毒感染[28]。PSGL-1、糖化唾液酸、硫酸乙酰肝素和Anx2均属于粘附受体，有助于病毒在细胞表面的吸附，从而增强病毒感染能力，这些分子也可以通过与SCARB2相互作用来促进病毒进入细胞。这些受体间的协同作用以及它们在EV71病毒致病过程中的其他作用仍有待深入研究。

3结语

细胞表面受体是引发细胞最终生物效应的开关，它们与配体的结合有高度特异性。DCs细胞表面受体与病毒结合也应该存在高度特异性，这是DCs识别、提呈抗原的先决条件。DCs有针对同一病毒的多个功能性受体，同一功能性受体也能识别不同病毒，这些功能性受体之间存在协同作用。

EV71的致病是一个多因素、多分子、多途径作用的过程。在病毒和宿主细胞的相互博弈中，机体抗病毒免疫应答与病毒免疫逃逸的抗衡结果是决定着病毒感染结果的关键。通过本文综述发现DC-SIGN和PSGL-1等受体分子在DCs结合、捕获、转移和清除EV71病毒等方面发挥着双重作用。因此，探究DCs表面受体和EV71的相互作用可为明确EV71病毒感染和诱导机体抗病毒免疫应答的机制提供理论基础，为手足口病的早期预防和临床治疗提供一定参考。

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通信作者：张晓延，Email: fyzxy@sohu.com；高艳萍，Email:651701352@qq.com

DOI：10.3760/cma.j.issn.1003-9279.2016.01.026

基金项目：国家自然科学基金(81301426);校内重点项目(1208)

(收稿日期：2015-12-06)

Enterovirus 71 Receptors on Dendritic Cells

SuQiang，ChengKai,GaoYanping,ZhangXiaoyan

FenyangCollegeShanxiMedicalUniversity,Fenyang032200,China(SuQ,ChengK,GaoYP);ShanxiMedicalUniversity,Taiyua030001,China(ZhangXT)Correspondingauthor:ZhangXiaoting,Email:fyzxy@sohu.com;GaoYanping,Email:651701352@qq.com

【Abstract】Enterovirus 71 (EV71) is one of the major causative agents of Hand, Foot and Mouth Disease (HFMD), which belongs to the genus Enterovirus within the family Picornaviridae. Dendritic cells (DCs) are the main antigen presenting cells, which play a central role in the process of capturing, processing and presenting antigen, as well as in inducing specific immune response. By far, the interplay between EV71 and DCs is not very clear, and the mechanism of EV71 immune escape has not been revealed. The first interaction between EV71 and DCs is accomplished by the binding of ligand to the receptor. Receptors of DCs contribute to the virus recognition, capture and presentation, and trigger cell autophagy and immune responses. On the other hand, virus can also escape from host immune responses by means of the interaction with the cell receptor. In this review, we summarize the current knowledge regarding cross-talk between EV71 and cell receptors on DCs and other human cells, providing a reference for the research of EV71 infection.