调理素的研究进展

刘娜，刘治，刘玲，周鹿蕾，韩润林*

(1.血浆脂蛋白免疫学研究中心，内蒙古农业大学，呼和浩特 010018；2.农业部动物疾病临床诊疗技术重点实验室，内蒙古农业大学，呼和浩特 010018)

调理素的研究进展

刘娜1,2，刘治1,2，刘玲1,2，周鹿蕾1,2，韩润林1,2*

(1.血浆脂蛋白免疫学研究中心，内蒙古农业大学，呼和浩特 010018；2.农业部动物疾病临床诊疗技术重点实验室，内蒙古农业大学，呼和浩特 010018)

简述了补体、抗体、C-反应蛋白、血清淀粉样蛋白、甘露糖凝集素、表面活性蛋白、纤粘蛋白等七类调理素的研究，报道了新发现的调理素低密度脂蛋白和高密度脂蛋白，并对抗感染免疫学研究的新视角进行了展望。

脂蛋白；调理；吞噬

调理素(opsonin)是机体内促进吞噬作用的物质总称。吞噬细胞通过特定受体识别、结合并吞噬(phagocytosis)靶细胞，以抵抗病原微生物感染、维持内环境稳态[1-2]。体液中的细胞和细菌因带负电荷而互斥，而调理吞噬可促进病原体的清除。调理素不仅介导吞噬作用，也可协调细胞相关炎症信号转导、配体递呈及受体分布，参与机体炎症反应与抗炎平衡的维持[3-4]。

现在已明确的调理素有补体(C3b、C4b以及iC3b)、抗体(IgG和IgM)、C-反应蛋白、血清淀粉样蛋白、甘露糖凝集素、表面活性蛋白、纤粘蛋白等七类物质。最近研究发现，低密度脂蛋白(或高密度脂蛋白)可作为调理素促进单核细胞对A群链球菌的吞噬[5-6]。

1 补体及抗体

1.1 补体 Alferd等[7]通过绵羊红细胞吞噬实验发现C3补体具有调理作用；Alper等[8]发现C3补体是机体免疫防御体系的重要组成部分，先性缺陷患者的血清对某些病原微生物无调理作用。

补体在体内以非活性形式存在。C3补体激活后产生的C3b、C4b及iC3b等片段都可与病原微生物结合，通过吞噬细胞上的补体受体(complement receptor，CR)介导吞噬作用。该吞噬作用依赖于完整的细胞微管结构及膜转运过程，通常不产生炎症介质[2，9-10]。

目前已发现与调理作用相关的补体受体有CR1、CR3、CR4、CRIg。CR1(CD35)是C3b、C4b的受体，能介导已活化的巨噬细胞的吞噬作用。CR3(Mac-1，由CD11b和CD18组成)为iC3b受体，可促进吞噬摄取。免疫球蛋白超家族补体受体(complement receptor of the immunoglobulin superfamily，CRIg)可与C3b、iC3b结合，促进黏附及吞噬[2，9-10]。

此外，Zaragoza等[11]发现补体对新型隐球菌调理作用效率因不同菌株而不同，在高调理性菌株中C3结合的位点离荚膜较近。

1.2 抗体 抗体作为获得性免疫系统的主要蛋白质，是称为免疫球蛋白(immunoglobulins，Ig)的糖蛋白。体内含量最高的免疫球蛋白IgG，与细菌表面结合后可发挥调理作用；而初次免疫应答产生的主要免疫球蛋白IgM的调理效率更高[3]。抗体与细菌结合后，Fc区的活性位点暴露并与细胞表面Fc受体(Fc receptor，FcR)结合，细胞伸出伪足而发生吞噬作用，并伴随促炎介质的产生[1，10]。

补体受体、Fc受体在调理吞噬中有协同作用。如，与被调理粒子结合的IgG水平未达阈值时，该粒子不能被吞噬；但若这些粒子也结合了补体时，则可发生吞噬。另外，巨噬细胞表面C3b受体的亲和力，比Fc受体要高[11-13]。

2 急性期蛋白

急性期蛋白(acute-phase protein)中的C-反应蛋白(C-reactive protein，CRP)、血清淀粉样蛋白(serum amyloid，SA)可与IgG的Fc受体结合，介导吞噬作用。发生炎症反应时，体内CRP或SAA水平可增加10至1000倍[4，14-15]。

2.1 C-反应蛋白 C-反应蛋白是灵长类、家兔、仓鼠和犬的主要急性期蛋白，能与细胞膜以及细菌、真菌的磷脂酰胆碱结合。CRP已被证实有调理作用，如Szalai等[16-17]利用转人CRP基因(human CRP transgenic，hCRPtg)的小鼠研究了CRP的调理素特性：hCRPtg小鼠感染肺炎链球菌(Streptococcuspneumonia，S.pneumonia)后细菌清除率更高，小鼠存活率增加且存活时间延长；CRP也可保护小鼠免受鼠伤寒沙门氏菌(Salmonellatyphimurium，S.typhimurium)强毒株感染，使小鼠早期血液清除率增加，肝脏、脾脏内细菌数量下降。

2.2 血清淀粉样蛋白 血清淀粉样蛋白是牛、猫、马等动物的主要急性期蛋白，如犬患细菌性疾病时体内SA浓度可升高20倍。Shah等[18]发现SA可促进细胞对大肠杆菌(Escherichiacoli，E.coli)的吞噬，也可激活补体。

3 胶原凝集素及纤粘蛋白

哺乳动物的吞噬细胞表达多种表面凝集素，以检测自身及外来碳水化合物。甘露糖凝集素(mannose-binding lectin，MBL)、表面活性蛋白(surfactant protein，SP)等胶原凝集素(collectin)可与胶凝素受体(即C1q受体)结合，促进单核细胞或肺内皮细胞的吞噬功能。单个胶原凝集素与碳水化合物的结合较弱，但其低聚物有多个结合位点，因而可产生较强的功能活性。

3.1 甘露糖凝集素 甘露糖凝集素是先天性免疫系统中最重要的外源凝集素，主要作为血清蛋白而循环。它可直接发挥调理作用，也可通过激活补体系统来促进吞噬作用。MBL能与细菌、霉菌、寄生虫、病毒等结合，促进吞噬摄取[1，4]。研究表明，MBL缺失小鼠经由尾静脉接种葡萄球菌(Staphylococcusaureus，S.aureus)48 h后，实验组小鼠全部死亡，对照组死亡率仅为45%。幼龄动物由于获得性免疫系统尚不能产生有效的免疫应答，因而体内凝集素的作用更为重要[19]。1968年，Miller等[20-22]发现了一例儿童反复腹泻患者细胞吞噬能力不足、身体发育迟缓，但到1998年研究者才确定这些症状与患者体内MBL水平低下有关。

3.2 表面活性蛋白 表面活性蛋白是一种脂蛋白复合物，可降低肺表面张力而使呼吸流畅。SP可增强肺泡巨噬细胞的吞噬作用，是肺脏免疫防御的关键物质。SP对大多数肺部的细菌和病毒有强的调理作用，且主要通过以下三种机制来实现：一是与病原表面结合，直接发挥调理作用；二是作为活化配体，促进细胞对IgG等其他调理素介导粒子的吞噬；三是促使细胞表面与微生物识别有关的受体(如甘露糖受体)的表达增加[23，24]。

3.3 纤粘蛋白 纤粘蛋白(fibronectin，FN)也称纤维结合蛋白，是广泛存在于细胞外基质(extra cellular matrix，ECM)、血浆及其他体液中的糖蛋白。FN主要负责细胞粘连，也可与外来粒子结合、发挥调理作用。如，Eriksen等[25]选用人多形核白细胞以及几种金黄色葡萄球菌菌株进行研究，发现FN可显著促进细胞对菌的吞噬，且这种FN介导的吞噬作用具有浓度依赖性。Toshiaki等[26]通过大鼠肺泡巨噬细胞吞噬实验、人工感染金黄色葡萄球菌的实验大鼠体内实验，发现FN的调理作用对肺泡巨噬细胞发挥吞噬作用是不可替代的，并提出也可利用FN的调理作用来研究临床肺炎患者的治疗方案。

4 低密度脂蛋白及高密度脂蛋白

血浆脂蛋白(plasma lipoprotein，PLP)是由脂质和载脂蛋白(apolipoprotein，apo)结合形成的，根据密度不同可分为乳糜微粒、极低密度脂蛋白、中间密度脂蛋白、低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL)和高密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL)。LDL的功能主要是向外周组织转运胆固醇，主要载脂蛋白为apo B-100。HDL的基本功能是将胆固醇从外周组织转运到肝脏代谢，主要载脂蛋白是apo A-1[27]。

感染和炎症往往引起LDL氧化得到氧化LDL(oxidized low density lipoprotein，oxLDL)[23]。B类清道夫受体CD36(class B scavenger receptor CD36)是巨噬细胞表面主要的LDL受体，并可介导细胞摄取HDL。oxLDL可上调CD36的表达，HDL则通过降低过氧化体增生物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptor，PPARγ)的活性来降低CD36的表达。研究发现，HDL、LDL尤其是oxLDL在抵抗细菌、病毒及寄生虫感染中发挥重要作用[5，28，29]。

4.1 HDL、LDL可与A群链球菌结合 A群链球菌(group AStreptococcus，GAS)又称化脓链球菌(Streptococcuspyogenes，S.pyogenes)，可引起人的多种疾病，也可引起牛乳腺炎。链球菌可存活于多形核白细胞(polymorphonuclear neutrophil granulocytes，PMNs)中，且有多种机制逃避宿主的吞噬作用[30]。Ⅰ型胶原样蛋白(streptococcal collagen-like protein 1，Scl1)是GAS表面的一种毒力因子，Han等发现rScl1可与LDL的apo B-100特异性结合，Gao等[31，32]发现rScl1可与人血浆HDL发生疏水性结合。4.2 LDL、 HDL可介导单核细胞吞噬GAS 单核细胞结合血管内皮细胞并穿过血管壁而进入组织、分化为巨噬细胞。巨噬细胞表面有多种清道夫受体；单核细胞则只有I型、II型及CD36等B族清道夫受体，且分化为巨噬细胞后CD36的表达量增加[33]。

Zhou和Liu等[5-6]选用U937人单核肿瘤细胞(human U937 monocyte-like cells，U937)进行体外吞噬实验发现：(1)LDL可促进健康人血液吞噬GAS，GAS被U937吞噬1 h后全部死亡；(2)LDL(或HDL)与GAS特异性结合后可发挥调理作用，LDL的调理作用最强，HDL次之，而VLDL无调理作用；(3)GAS主要通过Scl1与LDL(或HDL)结合；LDL(或HDL)通过单核细胞CD36受体介导吞噬作用，且CD36与LDL-GAS(或HDL-GAS)复合物有很强的亲和力；(4)不同浓度的LDL(或HDL)，调理作用无显著差异。

5 展望

人类生活环境不断变化，主要病原微生物种类也在不断变化；同时，调理素的相关研究也在不断推进。如最近李兆杰等[3]通过体外吞噬实验推测鱼类卵黄蛋白原(Vitellogenin，Vg)具有调理作用，刘敏等[34]则证明鱼类Vg的调理作用没有种属特异性，且其诱导的吞噬作用属于I型调理吞噬作用。LDL可介导单核(巨噬)细胞吞噬病原微生物，而oxLDL则可上调CD36受体的表达导致胆固醇大量流入细胞内，形成泡沫细胞，加快动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)[28,35]。因此，脂蛋白调理作用的研究可能给机体抗感染免疫与动脉粥样硬化两方面的研究带来新的视角。GAS主要为人的致病菌，Apo B-100是人体必需蛋白质，因此现有的研究局限于体外实验及体外系统[6]。LDL(或HDL)是否能促进细胞吞噬其他病原菌，仍有待于进一步的研究。

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(编辑：陈希)

Research Advances in Opsonins

LIU Na1,2, LIU Zhi1,2, LIU Ling1,2, ZHOU Lu-lei1,2, HAN Run-lin1,2*

(1.ResearchCenterofPlasmaLipoproteinImmunology,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Huhhot010018,China; 2.KeyLaboratoryofAnimalClinicDiagnosisandTreatment,MinistryofAgricultureofChina,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Huhhot010018,China)

In this paper, we provide an overview of the seven major opsonins, including complement (C3b, C4b, and iC3b), antibody, C-reactive protein, serum amyloid, mannose-binding lectin, surfactant protein and fibronectin, as well as the opsonic function of low-density lipoprotein and high-density lipoprotein.The prospects for the new concept of immune response are also mentioned.

lipoprotein; opsonin; phagocytosis

刘娜，硕士，从事脂蛋白免疫学方面研究。

韩润林。E-mail: han-runlin@163.com

2016-04-19

A

1002-1280 (2016) 07-0062-04

S853.2