Toll樣受體3(TLR3)在兒童反復(fù)呼吸道感染中的研究進(jìn)展

張苗苗 朱慧芝 張玉玲

反復(fù)呼吸道感染(recurrent respiratory tract in fections，RRTIs)是兒童十分常見的臨床現(xiàn)象。國內(nèi)RRTIs定義是指1年以內(nèi)發(fā)生次數(shù)超出正常范圍的上、下呼吸道感染[1]。近年來，兒童反復(fù)呼吸道感染疾病已成為威脅兒童健康的主要疾病之一，它不僅影響小兒生長發(fā)育，也給家庭帶來了很大的精神壓力與經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。反復(fù)呼吸道感染的原因眾多，除了感染等外部因素外，還與自身免疫系統(tǒng)有密切關(guān)系[2]。在某些呼吸道疾病中，例如哮喘患兒，由于存在免疫功能缺陷或低下的問題，使肺通氣和肺換氣功能受到影響，更易發(fā)生反復(fù)呼吸道感染[3]。因此，越來越多的研究表明，免疫反應(yīng)在兒童呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。Toll 樣受體(toll-like receptors，TLRs)是近年來發(fā)現(xiàn)在抗感染和免疫反應(yīng)中起到重要作用的受體蛋白，是一種細(xì)胞跨膜受體，它能促進(jìn)細(xì)胞因子的合成與釋放，引發(fā)炎癥反應(yīng)[4]。Toll 樣受體3 (TLR3) 是 TLRs 家族的一員，研究表明TLR3與病毒感染密切相關(guān)，TLR3可通過特定的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路促進(jìn)炎癥反應(yīng)的發(fā)生，同時(shí)，有學(xué)者證實(shí)，某些炎癥因子如組胺、肥大細(xì)胞等也可上調(diào)TLR3的表達(dá)[5]。因此，TLR3在反復(fù)呼吸道感染的發(fā)生、發(fā)展過程中起到的作用也成為了當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

一、TLR3的概況

TLR3的分布及配體：TLRs分布十分廣泛，但具有細(xì)胞分布特異性，例如TLR3只特異分布于樹突細(xì)胞[6]。樹突細(xì)胞主要分布于皮膚、鼻腔、肺、胃與腸的內(nèi)層，是特發(fā)性免疫應(yīng)答的中心環(huán)節(jié)。TLRs 配體根據(jù)其來源可分為: 外源性配體和內(nèi)源性配體[7]。外源性配體的來源主要是病原微生物，而內(nèi)源性配體的來源則是宿主細(xì)胞，當(dāng)機(jī)體應(yīng)激時(shí)或組織損傷時(shí)釋放。TLR3具有代表性的特異性配體有：病毒雙鏈 RNA( double-stranded RNA，dsRNA) ; 人工合成的類似物多聚肌胞苷酸-poly( I: C)等[8]。相關(guān)研究結(jié)果表明[9]，TLR3在 Poly I: C的激活下可以誘導(dǎo)產(chǎn)生有效的抗病毒細(xì)胞因子從而起到抗病毒固有免疫作用。因此，TLR3在免疫系統(tǒng)中起重要的作用。

二、TLR3的傳導(dǎo)通路及抗病毒作用機(jī)制

Toll樣受體作為一種細(xì)胞跨膜受體，是屬于白介素-1受體(IL-1R)超家族成員之一，TLRs通過識(shí)別和啟動(dòng)不同病原體的相關(guān)模式分子產(chǎn)生的免疫反應(yīng)來達(dá)到抗病毒的目的。TLRs信號(hào)傳導(dǎo)通路依據(jù)是否包含髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor 88，MyD88)，可分為MyD88依賴性和非My D88依賴性兩種信號(hào)傳導(dǎo)途徑，TLR3主要通過MyD88非依賴途徑激活一些重要的轉(zhuǎn)錄因子，從而調(diào)控編碼Ⅰ型干擾素的基因的表達(dá)，參與抗病毒免疫[10]。TLR3識(shí)別配體并與其結(jié)合后，觸發(fā)自身TIR結(jié)構(gòu)域(toll interleukin-I receptor domain，TIR)等一系列過程，參與到TLRs的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[11]，此過程是啟動(dòng)下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵。有相關(guān)研究表明，含有TIR結(jié)構(gòu)域誘導(dǎo)β干擾素的接頭蛋白(TIR-domain-containing adaptor inducing interferon-β，TRIF)與TLR3信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路關(guān)系密切，在嬰幼兒呼吸道合胞病毒感染中有極為重要的作用[12]。TRIF能通過與不同的信號(hào)分子結(jié)合，激活干擾素調(diào)節(jié)因子3( IFN-regulatedfactor -3，IRF3)和NF-κB信號(hào)通路，誘導(dǎo)炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生，從而促進(jìn)機(jī)體產(chǎn)生抗感染等天然免疫反應(yīng)。正是由于Toll樣受體3的這種抗病毒的免疫反應(yīng)，才能有效參與反復(fù)呼吸道感染疾病的發(fā)展進(jìn)程，進(jìn)而影響到兒童的身心健康和生長發(fā)育。

三、TLR3與反復(fù)呼吸道感染

1.TLR3在呼吸道合胞病毒感染中的作用：反復(fù)呼吸道感染以嬰幼兒較為多見，可能與嬰幼兒免疫系統(tǒng)發(fā)育不成熟、呼吸道黏膜嬌嫩容易受到侵犯及黏膜纖毛清除病原微生物的能力較弱等因素密切相關(guān)[13]。引起反復(fù)呼吸道感染的原因及病原體非常復(fù)雜，有病毒、細(xì)菌、支原體感染、過敏、營養(yǎng)不良等諸多因素，臨床研究顯示5歲以下兒童反復(fù)呼吸道感染導(dǎo)致的喘息發(fā)作時(shí)，呼吸道病原體主要為肺炎支原體(mycoplasma pneumonia,MP)及呼吸道病毒，且兩者混合感染多見[14]。由于呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus，RSV)是造成世界范圍內(nèi)嬰幼兒反復(fù)呼吸道感染的及其重要病毒病原體，本綜述以呼吸道合胞病毒為例來論述TLR3與反復(fù)呼吸道感染的關(guān)系。當(dāng)該病毒感染呼吸道上皮細(xì)胞后產(chǎn)生大量炎癥因子，有相關(guān)研究證實(shí)這些細(xì)胞因子的產(chǎn)生有賴于TLR3傳導(dǎo)途徑，即TLR3在由呼吸道合胞病毒引起的反復(fù)呼吸道感染中導(dǎo)致的細(xì)胞損傷過程中起到了重要作用。TLR3的活化可以抑制RSV在感染中的復(fù)制而達(dá)到抗病毒作用[15]，TLR3活化劑的研究為臨床上治療RSV感染及研發(fā)抗RSV新藥提供理論基礎(chǔ)。

2.TLR3與反復(fù)呼吸道感染相互作用原理：由于兒童肺泡巨噬細(xì)胞功能不成熟，產(chǎn)生白介素-1和干擾素的能力有缺陷，樹突狀細(xì)胞的動(dòng)員和成熟功能障礙，在炎癥發(fā)生時(shí)，機(jī)體的抗病毒免疫功能低下，易導(dǎo)致兒童反復(fù)呼吸道感染。而TLR3主要存在于樹突狀細(xì)胞中，因此TLR3可能與反復(fù)呼吸道感染的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。另外有學(xué)者證實(shí)氣道平滑肌細(xì)胞作為免疫細(xì)胞具有顯著的分泌功能和招募炎癥細(xì)胞的潛力[16]。因此，通過活化支氣管平滑肌細(xì)胞TLR3，呼吸道核糖核酸病毒感染能促進(jìn)嗜酸粒細(xì)胞活化趨化因子的合成和增強(qiáng)嗜酸粒細(xì)胞的炎癥反應(yīng)[17]。同時(shí)，有相關(guān)研究表明TLR3有激發(fā)機(jī)體的適應(yīng)性免疫的能力[16]，從而參與到炎癥反應(yīng)發(fā)展過程中。TLR3通過多種機(jī)制發(fā)揮抗病毒感染作用，如直接限制病毒復(fù)制增值強(qiáng)度，促進(jìn)或延緩病毒觸發(fā)的炎癥反應(yīng)，從而激活病毒特異的獲得性免疫反應(yīng)[18]。兒童呼吸道的病毒感染后TLR3的低水平可能引起其對(duì)病毒復(fù)制的抑制作用減弱，從而導(dǎo)致反復(fù)呼吸道感染的發(fā)生。但也有一些研究表明病毒能夠不同程度地干擾TLR3的識(shí)別功能，干擾ILR3信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而逃避宿主的天然免疫的殺傷使得病毒能夠更加有效的感染細(xì)胞并成功復(fù)制[19]，導(dǎo)致兒童的反復(fù)呼吸道感染。同時(shí)，有關(guān)研究表明，外周血單個(gè)核細(xì)胞TLR3的表達(dá)水平可以預(yù)示機(jī)體的免疫狀態(tài)[20]。這就說明在以后的臨床工作中可通過TLR3水平的高低來預(yù)測機(jī)體的免疫狀態(tài)，從而達(dá)到預(yù)防或治療疾病的目的。

四、展望

目前對(duì)于病毒感染性疾病的藥物治療主要是通過抑制病毒的復(fù)制增殖來實(shí)現(xiàn)的，由于先天性免疫是機(jī)體抗病毒感染的第一道防線，因此，機(jī)體的先天性固有免疫在反復(fù)呼吸道感染中起到至關(guān)重要的作用?？共《鞠忍煨悦庖叩囊粋€(gè)關(guān)鍵方面是機(jī)體合成和分泌I型干擾素(interferon，IFN)，如IFN-α和IFN-β，其不僅具有抗病毒作用，還有多種免疫調(diào)節(jié)作用，增強(qiáng)機(jī)體的先天性免疫與獲得性免疫[21]。有研究表明，某些中藥可以通過激活TLR3通路產(chǎn)生抗病毒作用[22]。對(duì)TLR3信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)及其介導(dǎo)I型干擾素的產(chǎn)生機(jī)制、作用等研究，有助于進(jìn)一步對(duì)病毒性疾病的認(rèn)識(shí)，更深入地調(diào)節(jié)機(jī)體的先天性固有免疫和特異性免疫。而TLR3在抗感染免疫中的作用也將為抗病毒制劑、新型疫苗和免疫調(diào)節(jié)劑的研發(fā)提供重要理論依據(jù)。有相關(guān)研究表明，TTR受體激動(dòng)劑是強(qiáng)效的疫苗佐劑，目前已經(jīng)將TLR3的激動(dòng)劑作為重組蛋白疫苗、基于樹突狀細(xì)胞疫苗及滅活病毒疫苗等疫苗的佐劑應(yīng)用于臨床實(shí)驗(yàn)中[23]。

五、結(jié)論

綜上所述，TLR3作為一個(gè)重要的炎性受體，越來越多的證據(jù)表明其與呼吸道疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。在病毒感染導(dǎo)致的兒童反復(fù)呼吸道感染中，TLR3通過識(shí)別胞質(zhì)內(nèi)病毒的dsRNA，激活天然免疫信號(hào)通路，誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生抗病毒反應(yīng)。此外，TLR3活化后還能誘導(dǎo)細(xì)胞損傷，并破壞體內(nèi)血管屏障引起病毒擴(kuò)散，從而加速疾病進(jìn)程[24]。但最近也有相關(guān)學(xué)者進(jìn)行了敲除TLR3進(jìn)而抑制TLR3/TRIF信號(hào)通路的研究，其結(jié)果表明抑制此信號(hào)通路可以明顯減輕哮喘患兒氣道炎癥反應(yīng)和重塑[25]。因此，隨著對(duì)TLR3與病毒感染的關(guān)系的不斷深入研究，新的觀點(diǎn)不斷產(chǎn)生，其在呼吸道疾病的預(yù)防、診斷、治療等臨床應(yīng)用將會(huì)有良好的應(yīng)用前景。