卡波式肉瘤相关疱疹病毒感染相关的模式识别受体

郑海青，汪晶波，刘丹，赵华锋，佟刚强

(当阳市中医院检验科，湖北 当阳 444100)

卡波式肉瘤相关疱疹病毒感染相关的模式识别受体

郑海青，汪晶波，刘丹，赵华锋，佟刚强

(当阳市中医院检验科，湖北 当阳 444100)

卡波式肉瘤相关疱疹病毒(KSHV)与人类卡波式肉瘤、原发性渗出性淋巴瘤及多中心Castleman′s病有关。KSHV的主要靶细胞(B细胞和上皮细胞)表达大量的模式识别受体，可识别病原相关分子模式，并激活宿主的固有免疫反应，诱导干扰素、促炎症细胞因子等一系列抗病毒因子的产生，对抗病毒固有免疫的建立发挥着至关重要的作用。

卡波式肉瘤相关疱疹病毒；固有免疫；模式识别受体

卡波式肉瘤相关疱疹病毒(Kaposi′s sarcoma-associated herpesvirus，KSHV)又被称作人疱疹病毒8型(Human herpesvirus 8，HHV-8)，属于γ-疱疹病毒，是7种可导致人恶性肿瘤的病毒之一[1]。卡波式肉瘤是未治愈艾滋病患者易患常见的肿瘤，此外其还与两种少见的淋巴增殖疾病相关，即原发性渗出性淋巴瘤(Primary effusion lymphoma，PEL)与多中心Castleman′s病(Multicentric Castleman′s disease，MCD)[2]。与其他疱疹病毒一样，KSHV可导致宿主终生感染[3]，而机体的固有免疫系统在抵抗KSHV感染中发挥着重要作用。固有免疫是机体抵御病原菌入侵的第一道防线，包括NK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、Ⅰ型干扰素(Interferon，IFNs)及促炎症细胞因子等在内的组分都发挥着重要作用。病毒感染宿主细胞后，宿主细胞可通过由Germline基因编码的模式识别受体(Pattern recognition receptors，PRRs)识别病原相关分子模式(Pathogen-associated molecular patterns，PAMPs)，从而激活宿主的固有免疫反应，诱导干扰素、促炎症细胞因子等一系列抗病毒因子的产生[4]。PRRs主要包括Toll样受体(Toll-like receptors，TLRs)、RIG-I样受体(RIG-I-like receptors，RLRs)、Nod样受体(Nod-like receptors，NLRs)、AIM2样受体(AIM2-like receptors，ALRs)及C型凝集素受体(c-type lectin receptors，CLRs)。其中，TLRs和RLRs可活化潜在的转录因子，如NF-κB和干扰素调节因子家族(Interferon regulatory factors，IRFs)成员，这些转录因子又可反过来调控多种靶基因的活化[5]。TLRs家族成员均为跨膜蛋白，只能识别细胞外或内体中的病毒RNA，对于细胞质中的病毒RNA，TLR则无法做出反应；而RLRs能够识别细胞质中的病毒RNA，诱导干扰素和促炎症细胞因子的产生，对抗病毒固有免疫的建立发挥着至关重要的作用。此外，PRRs除了可调控细胞因子的释放外，还可诱导MHC-II、CD40、CD80、CD86等可激活适应性免疫反应的核心成分的高表达[6]。

1 KSHV的生命周期

KSHV感染宿主细胞后以两种状态存在于靶细胞内，包括潜伏感染状态及可溶性周期复制状态(Lytic cycle replication)。在潜伏感染过程中，病毒基因组以共价环状形式持续游离于宿主细胞染色体之外，活跃转录大多局限于被称为潜伏期位点(Latency locus)的一个大小为10 kb的基因组区域内[7]。核心潜伏基因包括潜伏相关核抗原(Latency-associated nuclear antigen，LANA)、细胞周期蛋白vCyclin、病毒FDAA样白细胞介素-1β转化酶抑制蛋白[Viral FADD-like IL-1 β-converting enzyme(FLICE)-inhibitory protein，vFLIP]及Kaposin-A/-B/-C/12miRNA前体[8]。除了这些核心潜伏基因外，PEL和MCD组织还可表达另一个潜伏基因vIRF-3，即LANA-2[9]。最近，Chandriani等[10]对感染KSHV细胞的mRNA进行分析时发现，K1在多种潜伏感染的细胞中低表达，此外还可检测到潜伏vIL-6的转录。在某些刺激因素，如Th1类细胞因子的作用下，在机体免疫缺陷或失调的情况下，潜伏病毒被激活，共价闭合环状DNA演变为线性DNA，进入可溶性周期复制状态。复制和转录激活物RTA(Replication and transcription activator，RTA)是病毒重新激活的关键转录因子，由KSHV ORF50基因编码，可高效激活KSHV，使KSHV从潜伏状态进入复制状态，RTA本身又可激活ORF50基因启动子，使其表达更多的RAT。ORF50在KSHV从潜伏状态进入复制状态的过程中发挥着“分子开关”的作用，继此，KSHV基因组中一系列原本处于沉默状态的致瘤基因开始编码产生多种致瘤因子[11]。

2 与KSHV感染相关的模式识别受体

机体的固有免疫系统在抵御病毒感染方面发挥着重要作用，其对疱疹病毒的识别需要多种PAMPs及PRRs的参与[12]。KSHV的主要靶细胞是B细胞及内皮细胞[13]，此外单核细胞[14]与树突状细胞[15]也容易受到感染，KSHV也可与多种PRRs结合，其中，主要包括Toll样受体、RIG-I及NLRP1。

2.1 Toll样受体

2.1.1 TLR3 大量研究表明，TLR3主要表达在树突状细胞、肠上皮细胞中，可通过识别病毒复制周期的中间产物，如dsDNA，刺激机体产生含有TIR结构域的接头蛋白(TIR domain-containing adaptor-inducing INF，TRIF)依赖的炎症因子及1型IFNs[16]。Jacobs等[17]研究发现，KSHV在感染人单核细胞型淋巴瘤细胞THP1时可导致一系列细胞基因表达量瞬时上调，包括TLR3自身及TLR3依赖的基因，如趋化因子配体10(Chemokine ligand 10，CXCL10)与IFN-β。已有文献证实，TLR3信号通路可受到KSHV感染的影响，如Tabeta等[18]研究发现，TLR3参与了小鼠中巨细胞病毒(Mouse cytomegalovirus，MCMV)的复制过程；Guo等[19]研究证实，TLR3的缺失与儿童单纯疱疹病毒1型(Herpes simplex virus type-1，HSV-1)导致的脑炎密切相关，且完整的TLR3信号通路是调控HSV-1在小鼠中枢神经系统中复制的必要条件。但另有一些学者的研究结果却并不支持这一观点，如Gargano等[20]研究发现，鼠肝炎病毒-68(Mouse hepatitis virus-68，MHV-68)的潜伏感染状态并不会受到TLR3缺失的影响；Lagos等[21]研究发现，KSHV感染并不会上调淋巴管内皮细胞(Lymphatic endothelial cells，LEC)中TLR3的表达量。因而，迄今为止，尚无确切数据证实TLR3是由KSHV PAMP直接激活的，TLR3在识别KSHV感染中发挥的作用仍有待于进一步的研究证实。

2.1.2 TLR4 TLR4主要表达在内皮细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞及心肌细胞中，其不仅可识别细菌脂多糖(Lipopolysaccharide，LPS)介导免疫反应，还在对抗病毒感染中扮演着保护性的角色。如Lagos等[21]研究发现，晶状体上皮细胞(Lens epithelial cells，LECs)感染TLR4缺失的KSHV后，将导致LANA mRNA水平的升高及炎症细胞因子(TNFα、IL-1β与IL6)及Ⅰ型IFN(IFN-β)的减少；人呼吸道合胞病毒(Respiratory syncytial virus，RSV)F蛋白是一个公认的TLR4激活物，Tal等[22]研究发现，TLR4在人抵御RSV感染中发挥着重要作用。虽然目前还没有确切数据证实KSHV是如何激发TLR4依赖的信号途径的，但UV-灭活的KSHV仍能诱导TLR4信号的产生表明，糖蛋白如gB和K8.1可能在其中作为配体发挥关键性作用。众所周知，用人工纯化得到的可溶性K8.1处理成纤维细胞足以诱导IFNβ及ISGs的产生[23]。因此，TLR4可通过识别KSHV胞膜上的糖蛋白介导固有免疫以对抗KSHV感染。值得注意的是，Lagos等[21]研究发现，与其他个体相比，携带单核苷酸多态性(Single nucleotidepolymorphism，SNP)TLR4的HSV-1感染患者患上MSD的几率显著高于平均水平。此外，vIRF-1和vGPCR TLR4能够抑制TLR4的转录的结果，进一步强调了TLR4在调控KSHV中的重要作用[21]。

2.1.3 TLR9 Lee等[24]研究发现，TLR9主要表达于树突状细胞、B细胞及巨噬细胞中，其除了可引起干扰素调节因子7(Interferon regulatory factor7，IRF7)依赖的Ⅰ型IFN的活化(主要是IFN-α)外，还可用于病毒相关的核酸或复制中间产物的检测。TLR9同其他的内体TLRs一样，主要依赖于内吞或自噬作用来传递PAMPs，虽然TLR9介导了树突状细胞初次感染KSHV后Ⅰ型IFN-α的产生，但UV灭活处理后的KSHV却不能够引起这种效应，证实了KSHV的DNA才是TLR9活化的潜在激活物。虽然已有研究鉴定出了TLR9的多种配体，但Kawai等[25]研究证实，dsDNA的非甲基化CpG集序仍是最佳的TLR9激动剂。有趣的是，Chen等[25]研究证实，KSHV基因组有一个富含CpG的结构域，这表明病毒基因组本身不存在逃避TLR9刺激的选择性压力。与此相反的是，CpG含量与CpG集序的减少是其他γ-疱疹病毒基因组的显著特征。此外，Guggemoos等[26]研究发现，TLR9是控制小鼠急性和潜伏感染期的MHV-68病毒载量的关键因素。

2.2 RIG-I 维甲酸诱导基因-I(Retinoic acid gene I，RIG-I)可识别胞质中RNA与DNA病毒的5′-三磷酸化RNA，但这个信号通路主要依赖TRIM25介导的泛素化来维持活力[27]。West等[28]研究发现，细胞感染KSHV后RIG-I刺激产生IFN-β，从而抑制病毒基因的表达。并且，RIG-I-/-细胞中KSHV和MHV-68处于复制状态的细胞数量要高于比野生型细胞。Inn等[29]进一步证实，将从被KSHV感染且已进入复制阶段的细胞中提取纯化的RNA转染细胞后，可激活RIG-I信号通路。虽然参与RIG-I活化的RNA PAMPs仍不明确，但Campbell等[30]研究发现，占KSHV聚腺苷酸化(Polyadenylated)RNA 80%的PAN RNA并不在RIG-I的活化中发挥作用。同样，Kattenhorn等[31]研究证明：疱疹病毒的保守被膜蛋白ORF64的表达可导致TRIM25依赖的RIG-I的泛素化及IFN-β启动子活化减少。ORF64同系物具有DUB酶活性，且带有损伤的ORF64 DUB的MHV-68突变体对野生小鼠的毒力降低。总之，KSHV感染可激活RIG-I途径，且ORF64的表达是对抗这个效应的关键程序。

2.3 NLRP1 NLRP1是目前唯一一个被证实的参与KSHV感染过程的核苷酸结合(Nucleotide binding)及寡聚化亮氨酸重复序列的家庭成员。它是胞浆蛋白中的一种，是能够形成炎症小体和介导炎症瀑布激活的寡聚蛋白复合物[32]。炎症小体激活的主要结果是IL-1β和IL-18的成熟和释放，诱导突眼(Pytroptosis)。在受到多种刺激物如尿酸、胞壁酰二肽(Muramyl dipeptide，MDP)、钾离子和炭疽毒素刺激后，NLRs启动炎症小体的活化途径[33]。KSHV ORF63编码的一个大被膜蛋白通过阻断NLRP1的寡聚化及NLRP1与caspase-1前体的相互作用，帮助MDP依赖的炎症小体形成。据预测，ORF63的一小部分区域与NLRP1有一定的相关性，虽然后来的计算机分析推测ORF63是一个U30区域，该区域的蛋白与NLRP1缺乏明显的相似性。然而，敲除NLRP1将导致TPA诱导的BCBL-1细胞中的KSHV的复制增加，这一发现与IL-1β分泌的减少有关。因此，炎症小体好像对遏制裂解基因的复制发挥重要作用[34]。与其他的与KSHV和PRRs有关的研究一样，未来的研究需要去检测KSHV感染是如何引发NLRP1依赖反应的。

3 展望

模式识别受体是整个固有免疫应答研究的枢纽，其将PRRs相应配体、信号转导、基因调节及生物活性有机联系起来。此外，固有免疫应答的启动又参与了适应性免疫的激活与调控，大大加深了人们对精细而复杂免疫网络的认识，而对KSHV发病机制的全面了解将为寻找诊断、预防和治疗KSHV的新策略提供了重要的理论基础。虽然许多PRRs参与固有免疫对KSHV的反应，但引起PRRs活化的病毒微粒成分或者KSHV相关产物尚未明确，因此对KSHV通过模式识别受体激活固有免疫的机制仍需进一步深入研究。

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Pattern recognition receptors of Kaposi's sarcoma-associated herpes virus.

ZHENG Hai-qing,WANG Jing-bo,LIU Dan,ZHAO Hua-feng,TONG Gang-qiang.Department of Clinical Laboratory,Dangyang Hospital of TCM,Dangyang 444100,Hubei,CHINA

Kaposi′s sarcoma-associated herpes virus(KSHV)is responsible for three human diseases:Kaposi′s sarcoma,primary effusion lymphoma and multicentric Castleman′s disease.The major target cells of KSHV(B cells and endothelial cells)could express a wide range of pattern recognition receptors(PRRs)to detect pathogen-associated molecular patterns(PMPs),and then activate innate immune response of the host to induce interferon and promote anti-viral cytokines.Therefore the pattern recognition receptors are crucial in the establishment of innate antiviral immunity.

Kaposi′s sarcoma-associated herpes virus;Innate immunity;Pattern recognition receptors

R730.263

A

1003—6350（2016）05—0788—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.05.035

2015-03-18)

郑海青。E-mail：ycdyzhenghaiqing@sina.com