Toll樣受體及其與萊姆關(guān)節(jié)炎發(fā)病關(guān)系的研究進(jìn)展*

王艷紅，馮 時(shí)，梁 張，崔宇暉 綜述，寶福凱△，柳愛華 審校

(1.昆明醫(yī)科大學(xué)病原生物學(xué)與免疫學(xué)系/熱帶醫(yī)學(xué)研究所，昆明 650500；2.承德市中心醫(yī)院體檢科，河北承德 067000；3.昆明醫(yī)科大學(xué)科學(xué)技術(shù)處，昆明 650500；4.昆明醫(yī)科大學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)系，昆明 650500)

·綜 述·

Toll樣受體及其與萊姆關(guān)節(jié)炎發(fā)病關(guān)系的研究進(jìn)展*

王艷紅1,2，馮 時(shí)1#，梁 張3，崔宇暉1綜述，寶福凱1△，柳愛華4▲審校

(1.昆明醫(yī)科大學(xué)病原生物學(xué)與免疫學(xué)系/熱帶醫(yī)學(xué)研究所，昆明 650500；2.承德市中心醫(yī)院體檢科，河北承德 067000；3.昆明醫(yī)科大學(xué)科學(xué)技術(shù)處，昆明 650500；4.昆明醫(yī)科大學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)系，昆明 650500)

萊姆病；萊姆關(guān)節(jié)炎；Toll樣受體

萊姆病(lyme disease)是一種人獸共患傳染病，由伯氏疏螺旋體(Borrelia burgdorferi)引起，通過蜱叮咬感染。萊姆關(guān)節(jié)炎在中晚期萊姆病中發(fā)生率最高，危害較大。萊姆病廣泛分布于70多個(gè)國家和地區(qū)，每年約有30萬人感染及發(fā)病[1-4]。萊姆病高發(fā)于美國東北部、中西部偏北地區(qū)，北歐及東亞部分地區(qū)同屬高危地區(qū)[5]。1986年由艾承緒等[6]首次報(bào)道我國黑龍江省海林縣人群中有萊姆病的發(fā)生。2003年由賈月萍等[7]首次在黑龍江小興安嶺林區(qū)的全溝硬蜱腸道中分離出伯氏疏螺旋體，說明小興安嶺林區(qū)為萊姆病的自然疫源地，近來一項(xiàng)針對小興安嶺地區(qū)人群的血清流行病學(xué)調(diào)查證明該地區(qū)存在萊姆病感染[8]。目前，中國各省(除臺灣外)均有萊姆病病例存在。由于對人身健康危害較嚴(yán)重，萊姆病已成為全球性衛(wèi)生問題。因此，開展對萊姆病的研究及防治，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義[9]。

Toll樣受體(toll-like receptor，TLR)是一種連接固有免疫與獲得性免疫的重要模式識別受體(pattern recognition receptor，PRR)。TLR是對病原體相關(guān)分子模式(pathogen associated molecular patterns，PAMPs)和損傷相關(guān)分子模式(danger associated molecular patterns，DAMPs)具有識別功能的，進(jìn)化上保守的Ⅰ型跨膜糖蛋白，不僅在固有免疫中發(fā)揮重要作用，而且參與特異性免疫的啟動(dòng)和調(diào)控[10]。因此TLR在免疫性炎癥疾病的發(fā)生發(fā)展中具有重要的作用。本文就Toll樣受體最新研究進(jìn)展，及其與萊姆關(guān)節(jié)炎的發(fā)病關(guān)系進(jìn)行綜述。

1 萊姆關(guān)節(jié)炎

萊姆病臨床表現(xiàn)分為早、中、晚三期。早期癥狀為皮膚出現(xiàn)慢性游走性紅斑(erythema chronicum migrans,ECM)；神經(jīng)系統(tǒng)損害和心臟損害在中期出現(xiàn)，晚期以萊姆關(guān)節(jié)炎(Lyme arthritis)為主。萊姆關(guān)節(jié)炎在萊姆病晚期發(fā)生率最高，關(guān)節(jié)炎癥狀可見于60%的感染者[11]。萊姆關(guān)節(jié)炎在膝、肘、髖部位的大關(guān)節(jié)多發(fā)，表現(xiàn)為間斷性單關(guān)節(jié)受累。一個(gè)或多個(gè)大關(guān)節(jié)疼痛、腫脹，癥狀反復(fù)發(fā)生并伴有軟骨和骨組織的破壞，可進(jìn)一步發(fā)展為慢性關(guān)節(jié)炎，關(guān)節(jié)滑液可用于血清學(xué)檢查或聚合酶鏈反應(yīng)以確診萊姆關(guān)節(jié)炎[12]。與其他關(guān)節(jié)炎相比，腘窩淋巴結(jié)病和腘肌肌炎較常見于萊姆關(guān)節(jié)炎，關(guān)節(jié)囊周軟組織水腫則較少見[13]。

2 TLRs研究概況

2.1 TLRs的分類、分布與信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 哺乳動(dòng)物天然免疫分子TLR的發(fā)現(xiàn)是源于對果蠅Toll(dToll)蛋白的研究，Nomura等[14]于1994年首次發(fā)現(xiàn)有一種與果蠅Toll蛋白相似的蛋白存在于哺乳動(dòng)物中。TLRs是dToll的同源蛋白，均屬于PRR，在識別和抵御各種病原微生物及其產(chǎn)物中發(fā)揮重要作用。目前已發(fā)現(xiàn)人TLRs有10種，分別命名為TLR1～TLR10，而鼠有12種，分別命名為TLR1～TLR9和TLR11～TLR13[15]。TLR普遍表達(dá)于單核/巨噬細(xì)胞、B細(xì)胞、T細(xì)胞及樹突狀細(xì)胞，其中單核/巨噬細(xì)胞可表達(dá)除TLR3外的大部分TLR[16]。人外周血DC包括髓樣樹突狀細(xì)胞(myeloid dendritic cell,MDC)和漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞(plasmacytoid dendritic cell,PDC)兩類。MDC表達(dá)TLR1、TLR2、TLR4、TLR5和TLR8，PDC專職表達(dá)TLR7和TLR9。在DC不同成熟階段，表達(dá)不同的TLR，其中TLR1、TLR2、TLR4和TLR5在未成熟的DC上表達(dá)，但在成熟DC上表達(dá)減少；而TLR3只在成熟DC上表達(dá)[17]。Toll/IL-1受體同源區(qū)域(Toll/IL-1-receptor homologous region,TIR)是指TLR胞內(nèi)區(qū)(羧基端)，因其與白細(xì)胞介素-1受體(interleukin-1 receptor,IL-1R)的胞內(nèi)區(qū)結(jié)構(gòu)相似而得名。TLR的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑主要有MyD88依賴型途徑和MyD88非依賴型途徑兩種[18]。MyD88依賴型途徑：活化的TLR胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域與MyD88羧基端作用使髓樣分化蛋白88(myeloid differentiation factor 88,MyD88)活化；活化的MyD88誘導(dǎo)IL-1受體相關(guān)蛋白激酶(interleukin-1 receptor-associated kinase,IRAK)磷酸化，從而使腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6(tumor necrosis factor receptor-associated factor 6,TRAF6)激活；活化的TRAF6激活NF-κB，最終激活多種炎性細(xì)胞因子的轉(zhuǎn)錄。MyD88非依賴型途徑是指通過具有TIR結(jié)構(gòu)域的轉(zhuǎn)接蛋白(TIR domain containing adapter protein,TIRAP)或MyD88轉(zhuǎn)接蛋白(MyD88-adapter-like,Mal)激活NF-κB及有絲分裂原，進(jìn)而激活蛋白激酶級聯(lián)反應(yīng)，最終啟動(dòng)相關(guān)基因表達(dá)[18-19]。

2.2 Toll樣受體的生物學(xué)功能 美國免疫學(xué)家Ruslan等[20]首次提出模式識別理論，病原相關(guān)分子模式(pathogen-associated molecular pattern,PAMP)是固有免疫針對的主要靶分子信號，相對應(yīng)的識別受體稱為PRR。PRR家族主要分為3類：分泌型受體(包括補(bǔ)體和甘露糖結(jié)合凝集素等)；內(nèi)陷型受體(包括清道夫受體和巨噬細(xì)胞甘露糖受體等)；第三類受體可介導(dǎo)復(fù)雜的細(xì)胞內(nèi)信號通路，包括TLR、NLRs(NOD-like receptor)、RLR(RIG-like receptor)等[21]。TLR胞外區(qū)(氨基端)也稱為外功能區(qū)，主要組成部分是18～31個(gè)富含亮氨酸的重復(fù)序列(leucine-rich repeat,LRR)[22]。不同的TLR的胞外區(qū)氨基酸組成的差異較大，決定了其所識別的配體具有特異性[15]。TLR識別PAMP及是機(jī)體啟動(dòng)和擴(kuò)大固有免疫的重要機(jī)制。TLR是連接固有免疫和適應(yīng)性免疫的主要橋梁，通過多種途徑影響適應(yīng)性免疫應(yīng)答，具有對適應(yīng)性免疫的識別和調(diào)控作用[19]。TLR是微生物成分引起DC活化的橋梁；多數(shù)TLR活化后可以誘導(dǎo)抗微生物防御系統(tǒng)，產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子和趨化因子，從而調(diào)節(jié)機(jī)體Th1、Th2細(xì)胞的分化和功能平衡；TLR誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞活化是其調(diào)控適應(yīng)性免疫的另一重要途徑[15]。

3 Toll樣受體與萊姆關(guān)節(jié)炎

固有免疫應(yīng)答和特異性免疫應(yīng)答均參與有關(guān)萊姆關(guān)節(jié)炎的發(fā)生過程。針對伯氏疏螺旋體基因組的生物信息學(xué)分析未發(fā)現(xiàn)其有明顯的毒力因子，如內(nèi)毒素、外毒素及致病性酶類等。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，伯氏疏螺旋體的主要致病物質(zhì)為作用類似于脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)的外膜表面脂蛋白(outer surface protein,Osp)[23-24]。TLR在萊姆病固有免疫中發(fā)揮關(guān)鍵作用。研究表明，當(dāng)機(jī)體感染伯氏疏螺旋體后，螺旋體的脂蛋白可激活TLR2，引起巨噬細(xì)胞活化和白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)、白細(xì)胞介素-8(interleukin-8，IL-8)及腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)等促炎細(xì)胞因子(pro-inflammatory cytokines)的釋放。促炎細(xì)胞因子誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞啟動(dòng)炎癥過程。巨噬細(xì)胞具有對螺旋體抗原的加工、處理和提呈作用，可活化CD4+T細(xì)胞，使其發(fā)揮細(xì)胞免疫反應(yīng)，進(jìn)一步釋放細(xì)胞因子，加重關(guān)節(jié)炎，并使其慢性化[24-25]。Dennis等[26]用活的伯氏疏螺旋體體外刺激人單核細(xì)胞THP-1誘導(dǎo)產(chǎn)生炎性介質(zhì)，用RNAi技術(shù)分別使MyD88、TLR1和TLR2基因表達(dá)減少，均可使炎性細(xì)胞因子TNF-α、IL-8和IL-6減少，研究結(jié)果表明，伯氏疏螺旋體脂蛋白主要通過TLR信號通路刺激細(xì)胞產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子。Liu等[27]通過研究顯示MyD88依賴型信號通路雖然不是伯氏疏螺旋體誘導(dǎo)炎性因子產(chǎn)生所必需的途徑，但是吞噬細(xì)胞有效控制病原體所必需的途徑。Oosting等[28]通過在TLR1和TLR6基因缺陷小鼠腹腔巨噬細(xì)胞及分別使用特異TLR1和TLR6抗體封閉的人外周血單個(gè)核細(xì)胞接種伯氏疏螺旋體，檢測由螺旋體誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子。研究顯示在伯氏疏螺旋體的刺激下TLR1和TLR6基因缺陷小鼠腹腔巨噬細(xì)胞均表現(xiàn)Th1/Th2細(xì)胞因子表達(dá)的失衡，使用特異TLR1抗體封閉的人外周血單個(gè)核細(xì)胞在螺旋體刺激下細(xì)胞因子的產(chǎn)生減少，而使用特異TLR6抗體封閉的人外周血單個(gè)核細(xì)胞細(xì)胞因子產(chǎn)生未受抑制，說明TLR1/TLR2異二聚體在對伯氏疏螺旋體的早期炎癥反應(yīng)中起重要作用。使用TLR1/TLR2異二聚體的合成配體和伯氏疏螺旋體，作為TLR1/TLR2受體的激活劑，Tanja等[29]發(fā)現(xiàn)TIR基域接頭分子(TRIF)可介導(dǎo)針對伯氏疏螺旋體的TLR2依賴的炎癥反應(yīng)。TLR2利用TRIF的方式與其他TLR不同，而依賴于MyD88的存在。在小鼠感染伯氏疏螺旋體的模型上，TRIF的缺失并不像MyD88的缺失會(huì)導(dǎo)致機(jī)體對感染控制的減弱，這可能與清道夫受體(scavenger receptor)(如MARCO)參與MyD88介導(dǎo)吞噬作用有關(guān)。Tschirren等[30]首次發(fā)現(xiàn)TLR2的多樣性與野生嚙齒動(dòng)物種群螺旋體感染有關(guān)，攜帶有一個(gè)特異簇的TLR2單體型(TLR2c2)比其他單體型更易患病。近來研究表明，在單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的胞內(nèi)噬菌小室(phagosomal compartment)中，伯氏疏螺旋體被內(nèi)化和降解，釋放脂蛋白和包括RNA和肽聚糖等其他微生物產(chǎn)物[31]。這可能會(huì)在固有免疫細(xì)胞表面引發(fā)更廣泛和復(fù)雜的炎癥反應(yīng)，TLR家族中具有識別核酸功能的TLR7、TLR8、TLR9可能通過識別螺旋體的DNA和RNA，引發(fā)Ⅰ型干擾素(TypeⅠIFNs)的產(chǎn)生[32]。

4 展 望

固有免疫應(yīng)答和特異性免疫應(yīng)答均參與萊姆關(guān)節(jié)炎的發(fā)生。TLR可有效識別“非己”成分而發(fā)揮重要作用，是機(jī)體抵抗感染性疾病的第一道屏障，不僅在固有免疫中發(fā)揮關(guān)鍵作用，而且還是連接固有免疫和適應(yīng)性免疫的主要橋梁，通過多種途徑影響適應(yīng)性免疫應(yīng)答，具有對適應(yīng)性免疫的識別和調(diào)控作用[31-32]。TLR在萊姆病的產(chǎn)生和慢性化過程中起到重要作用。目前，對伯氏疏螺旋體致萊姆關(guān)節(jié)炎的機(jī)制還有待進(jìn)一步研究和探索。

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10.3969/j.issn.1671-8348.2016.05.041

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81060134，81371835)；云南省自然基金資助項(xiàng)目(2010CD221，2011FB244，2012FB011，2013FZ057，2014FA011,2014FB001)。 作者簡介：王艷紅(1988-)，在讀碩士研究生，主要從事熱帶傳染病和結(jié)核病的研究。#共同第一作者：馮時(shí)(1989-)，在讀碩士研究生，主要從事熱帶傳染病的防治研究。△

，Tel：13888369882；E-mail:baofukai@126.com?！ㄓ嵶髡撸琓el：13529279792；E-mail:lunaliu123@yahoo.com.cn。

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1671-8348(2016)05-0694-03

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