Toll樣受體相關(guān)疾病研究進展

楊宏鵬， 張首國， 曹瑩,3， 彭濤， 溫曉雪， 王林,3*， 胡利明

(1.北京工業(yè)大學環(huán)境與生命學部， 北京 100124； 2.軍事科學院軍事醫(yī)學研究院輻射醫(yī)學研究所， 北京 100850；3.安徽醫(yī)科大學藥學院， 合肥 230032)

1 Toll樣受體簡介

天然免疫應答是機體抵御外界微生物感染的第一道防線。Toll 樣受體 (Toll-like receptors，TLRs)是Hashimoto等[1]于1988年在研究果蠅胚胎發(fā)育過程時發(fā)現(xiàn)的一種Ⅰ型跨膜蛋白受體，該受體是固有免疫中關(guān)鍵的模式識別受體(pattern recognition receptor，PRRs)，它既能識別病原體相關(guān)模式分子 (pathogen associated molecular pattern，PAMP)[2]，也能識別內(nèi)源性損傷相關(guān)模式分子 (damage associated molecular pattern，DAMPs)[3]作出免疫反應，并存在于所有活的多細胞生物中，能夠介導抗菌感染易感性信號轉(zhuǎn)導，并且在抵抗真菌、病毒、細菌等病原體方面有著非常重要的意義。目前在哺乳動物中僅鑒定了13種 TLRs[4](人類有10種TLR：TLR1～TLR10；小鼠有12種TLR：TLR1～TLR9、TLR11～TLR13)。

TLRs存在于所有亞型的先天免疫細胞上，包括巨噬細胞、中性粒細胞、樹突狀細胞 (dendritic cells, DCs)、自然殺傷細胞、肥大細胞、嗜堿性粒細胞和嗜酸性粒細胞[5]。TLRs 主要作為同源二聚體，識別來自細菌的不同配體。TLRs的激活會誘發(fā)細胞質(zhì)內(nèi) MyD88(myeloid differentiation factor88)、TIRAP(TIR domain containing adaptor protein)、TRIF(TIR-domain-containing adaptor inducing interferon-β)和TRIF相關(guān)接頭分子(trif-related adaptor molecule, TRAM) 的募集和信號的傳播[6-7]。鑒于TLRs和TRAM之間的相互作用，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不同的接頭分子可以引發(fā)兩種不同的信號通路(圖1)，即 MyD88 依賴性和 TRIF 依賴性途徑TAK1亦能激活由 IKK(inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase)α、β 和NEMO(NF-κB essential modulator)組成的 IκB 激酶(IKK)復合物。IKKβ 能將 IκB 激酶磷酸化，IκB 能與 NF-κB 亞基結(jié)合，抑制 NF-κB 的核轉(zhuǎn)位，導致其降解。因此，NF-κB可以轉(zhuǎn)運到細胞核以促進促炎細胞因子如IL-6、IL-12、p40和TNF[8]的轉(zhuǎn)錄。

TIRAP為含TIR結(jié)構(gòu)域的受體蛋白；MyD88為髓樣分化因子88；TRIF為含TIR結(jié)構(gòu)域的受體誘導干擾素-β圖1 TLRs的典型信號通路[9]Fig.1 The canonical signaling pathway of TLRs[9]

TLRs是模式識別受體的一個重要家族，是一種進化保守的先天免疫組分[10]。當TLRs被激活時，家族各成員識別PAMP并快速激活細胞內(nèi)信號級聯(lián)，包括銜接蛋白、信號復合物和轉(zhuǎn)錄因子復合物等，最終導致機體產(chǎn)生各種炎性細胞因子，從而加速病原體的清除[11]。一些研究發(fā)現(xiàn)，體內(nèi)的許多分子，如蛋白B1、熱休克蛋白和IL-1α，可作為內(nèi)源性PAMP，由炎癥反應或受損細胞產(chǎn)生，并進一步介導免疫反應[12]。當TLRs被長時間激活時，特別是在缺乏外源性PAMP的情況下，機體將錯誤識別內(nèi)源性PAMP并對機體細胞產(chǎn)生影響。其中，TLRs最常見的致病作用是慢性炎癥損傷[13]，導致各種慢性炎癥性疾病[14]的發(fā)生，如癌癥、神經(jīng)系統(tǒng)疾病和心血管疾病等。

基于此，現(xiàn)評估不同TLRs與各類疾病的發(fā)生之間的可能關(guān)聯(lián)，如慢性炎癥性疾病、神經(jīng)退行性疾病、心血管疾病等。

2 TLRs和癌癥

TLRs信號通路在癌癥進展中起關(guān)鍵作用。一些研究已經(jīng)證明TLRs信號通路直接參與并有益于某些類型癌癥中腫瘤細胞的生長，如促血管生成效應(TLR2和TLR9)、增殖誘導(TLR3和TLR4)、化療耐藥(TLR4)和Treg激活(TLR4和TLR5)等[15-17]。研究發(fā)現(xiàn)TLR4的表達和功能在化療耐藥的膠質(zhì)母細胞瘤(glioblastoma，GB)細胞和腫瘤相關(guān)巨噬細胞(tumor-associated macrophage，TAM)中受損。此外，在GB的臨床樣本中也檢測到TLR4的低表達和胞質(zhì)/核表達。成熟癌癥、癌癥干細胞(cancer stem cell，CSC)和TAM(Tyro3/Axl/Merreceptortyrosine)中TLR4的差異表達和活性在癌變過程中是動態(tài)的，可能代表腫瘤免疫逃逸的機制[18]。TLR4介導產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化生長因子β1型(TGF-β)，以自分泌/旁分泌方式調(diào)節(jié)細胞的生長和分化。TGF-β誘導癌細胞產(chǎn)生免疫抑制蛋白galectin-9。因此，在缺乏TLR4的惡性細胞中，HMGB1(high mobility group protein)可通過腫瘤微環(huán)境中表達TLR4的髓樣細胞間接觸發(fā)相同的效應[19-20]。再者，TLR4 Asp299Gly和Thr399Ile多態(tài)性也是胃癌發(fā)生的危險因素[21]。 Asp299Gly 和 Thr399Ile 的整體meta分析結(jié)果顯示，與主要等位基因相比，次要等位基因的存在顯著增加了患胃癌的風險，表明 TLR4 中的這兩個遺傳變異可能是改變胃癌易感性的關(guān)鍵因素[22]。類似，與正常乳腺組織相比，在三陰性乳腺癌(triple negative breast cancer, TNBC)患者中，TLR3/TLR4顯著表達不足，而TLR6/TLR8/TLR9過度表達[23]，大多數(shù)TLR在乳腺癌中表達下調(diào)。TLR3、TLR5和TLR9與特定亞型相關(guān)，Tlr10與腫瘤分期相關(guān)，TLR4與TLR8在調(diào)控腫瘤微環(huán)境中顯示出非常強的關(guān)聯(lián)性,表明TLR對乳腺癌的發(fā)病率和進展有深遠影響。

盡管經(jīng)歷了不同的臨床前和臨床階段，迄今為止，已有兩種卡介苗Guérin和單磷酰脂質(zhì)A(MPLA)獲得FDA(Food and Drug Administration)批準用于癌癥治療?？ń槊缡且环NTLR2、TLR4、TLR9激動劑，廣泛用于結(jié)核病的疫苗和診斷試驗，以及膀胱癌的免疫治療。雖其在治療肌肉侵入性BC(MIBC)中的作用尚不清楚，但在腫瘤中表達較低，而在健康膀胱組織中表達較高。這可能是在MIBC環(huán)境下測試這種TLR4激動劑以達到治療目的一個論點。單磷酰脂質(zhì)A是明尼蘇達州沙門氏菌LPS的衍生物，通過TLR4發(fā)揮作用，已被FDA批準作為人類疫苗的免疫佐劑，以增強抗體反應。除了細菌LPS(TLR4最有效的天然配體)外，其他TLR4激動劑已被研究用于癌癥主動免疫治療或作為癌癥疫苗的佐劑。例如，Picibanil(OK-432)是化膿性鏈球菌的凍干混合物，通過TLR4發(fā)揮作用，1975年在日本被批準作為抗癌劑。Mifamurtide是NOD2(含蛋白質(zhì)-2的核苷酸結(jié)合寡聚結(jié)構(gòu)域)和TLR4的配體，已在歐洲被批準用于骨肉瘤術(shù)后聯(lián)合化療。咪喹莫特作為TLR7和TLR8激動劑，被FDA批準用于治療肛門生殖器疣、光化性角化病和淺表基底細胞癌。

綜上所述， TLR及其下游炎性細胞因子在先天免疫中發(fā)揮重要作用，也是腫瘤發(fā)生的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。沉默或激活TLR可能是癌癥的有效治療靶點。因此，研究TLR在癌癥的表達模式及其信號通路的相互作用，將有助于探索抗腫瘤治療的臨床應用，為癌癥治療提供新的思路。

3 TLRs和神經(jīng)退行性疾病

大多數(shù)神經(jīng)退行性疾病與腦組織損傷和DAMPs有關(guān)，而腦組織損傷和DAMPs又通過激活不同的信號通路促進TLRs反應，進一步觸發(fā)促炎細胞因子和趨化因子的產(chǎn)生，促進與神經(jīng)退行性疾病相關(guān)的神經(jīng)炎癥的發(fā)生(圖2)[24]。

3.1 TLRs和AD

Alzheimer’s disease為阿爾茨海默?。籔arkinson’s disease為帕金森??；Amyotrophic lateral sclerosis為肌萎縮側(cè)索硬化；Ischemic stroke為缺血性中風圖2 TLRs在神經(jīng)退行性疾病誘發(fā)的炎癥中的作用[24]Fig.2 Role of TLRs in the inflammation of neurodegenerative diseases

阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是最常見的神經(jīng)退行性疾病之一，可導致進行性記憶喪失、嚴重功能損傷和死亡[25]，目前并無有效的治療方法。其病理特征包括:①由淀粉樣β(Aβ)聚集體組成的細胞外老年斑沉積；②過度磷酸化/錯誤折疊的tau在神經(jīng)元內(nèi)積聚，形成神經(jīng)原纖維纏結(jié)；③神經(jīng)元死亡等，AD的病因尚不清楚。然而，研究表明，細胞外Aβ(一種源自APP蛋白水解的蛋白質(zhì))的過度沉積形成的神經(jīng)炎斑塊是該疾病發(fā)生的原因之一。神經(jīng)炎癥斑塊是AD的一個標志物，并被認為是AD發(fā)病機制中的主要原因。全基因組關(guān)聯(lián)研究揭示了許多與sAD風險增加相關(guān)的基因，其中許多基因在免疫細胞中表達[26]。因此，有人提出，反應性星形膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞增生參與AD的發(fā)病機制和病理生理學。TLRs信號在AD中既有益又有害。研究發(fā)現(xiàn)，在人類AD腦組織中TLRs表達量有不同程度的差異。TLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR6和TLR8在顳葉皮質(zhì)的表達增加，該區(qū)域在AD中發(fā)揮重要作用[27-28]，而在小腦中只有TLR1、TLR4和TLR6的表達增強。相反，TLR9表達降低。與AD轉(zhuǎn)基因小鼠模型中的對照組織相比，在淀粉樣斑塊附近發(fā)現(xiàn)TLR2、TLR4、TLR5、TLR7和TLR9 mRNA的顯著上調(diào)。TLR4在大鼠大腦[29]、初級神經(jīng)元[30]和暴露于Aβ的初級小膠質(zhì)細胞中的表達也增加。CAY16014是TLR4激活的特異性抑制劑，可抑制LPS誘導的Ca2+細胞增殖和LPS誘導的神經(jīng)元細胞死亡。在長期培養(yǎng)的老年和/或衰老神經(jīng)元中，LPS增加胞漿Ca2+并促進大鼠海馬神經(jīng)元的凋亡，但在短期培養(yǎng)的年輕神經(jīng)元中則沒有。TLR4拮抗劑CAY10614可以阻止這兩種作用。在老年海馬培養(yǎng)中，大鼠海馬神經(jīng)元中TLR4的表達顯著增加。用Aβo處理老齡海馬養(yǎng)物可增加TLR4的表達，增強LPS誘導的Ca2+反應和神經(jīng)元細胞死亡。TLR5的遺傳變異被認為是AD的保護性基因，在AD小鼠模型中表達的人類TLR5外結(jié)構(gòu)域已被證明可減少Aβ的積累。TLR9一直被認為在AD中具有保護作用。激活的TLR9通過增加小鼠對Aβ的攝取來增強小膠質(zhì)細胞Aβ的識別能力[31]，從而降低小鼠大腦皮層累積的Aβ并恢復認知功能[32]。與使用針對Aβ、Aβ聚集體或兩者的高度工程化抗原特異性抗體相反，sTLR5/STLRFc可能被用作誘餌受體，以治療性地針對淀粉樣和淀粉樣聚集體。通過直接與Aβ相互作用并在體內(nèi)降低Aβ水平，功能化TLR5誘餌受體代表了一類新型且潛在安全的AD免疫調(diào)節(jié)劑。

TLRs在AD病理學中的作用呈現(xiàn)出復雜性，以單核細胞為靶點進行治療可能有助于減少AD相關(guān)的病理學。隨著AD的進展，小膠質(zhì)細胞失去了Aβ清除能力。小膠質(zhì)細胞功能的衰老被認為在AD和其他神經(jīng)退行性疾病中起著基礎(chǔ)性作用。當在體外用TLR激動劑刺激時，小膠質(zhì)細胞在Aβ攝取和降解方面的效率顯著提高。靶向免疫蛋白抑制對AD的治療有潛在益處。不同的受體對AD有不同的影響，只有完全探索出不同受體與AD的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上針對AD治療才能更加有效。

3.2 TLRs和PD

帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一種與年齡相關(guān)的錐體外系運動神經(jīng)元退行性疾病，其特征是震顫、強直、運動遲緩和姿勢不穩(wěn)定，以及多巴胺能神經(jīng)元缺失。它是中腦腹側(cè)多巴胺能神經(jīng)元變性，導致運動和非運動相關(guān)缺陷，包括認知、行為和情緒改變[33]。在PD中觀察到大量Lewy小體的主要成分α-突觸核蛋白以及活化的星形膠質(zhì)細胞和小膠質(zhì)細胞的存在[34]。然而，TLRs介導的炎癥反應調(diào)節(jié)在PD病理的發(fā)生于發(fā)展中也起著重要作用[35]。實際上，TLR4和TLR2在一些死后PD腦區(qū)的蛋白表達水平上調(diào)。

在PD中，α-突觸核蛋白通過神經(jīng)膠質(zhì)細胞誘導TLR4依賴性促炎癥反應，從而導致神經(jīng)元死亡[36]。α-突觸核蛋白通過引起近端蛋白質(zhì)的朊病毒樣錯誤折疊并干擾蛋白質(zhì)的溶酶體和蛋白酶體降解[37-38]，導致自身積累。神經(jīng)炎癥因子損害溶酶體蛋白質(zhì)，通過減少細胞自噬從而進一步增加細胞內(nèi)α-突觸核蛋白的積累和聚集而形成的清除途徑。α-Synuclein主要存在于細胞內(nèi)，但當它被外化時，α-Synuclein可直接對神經(jīng)元產(chǎn)生毒性[39]。它還激活膠質(zhì)細胞中的TLR4，導致促炎細胞因子分泌增加，誘發(fā)間接神經(jīng)毒性。PD患者大腦中TLR2和α-突觸核蛋白水平也上調(diào)[40]。研究也揭示了PD中NOD樣受體蛋白3(NLRP3)炎癥小體的參與。黑質(zhì)和額葉皮質(zhì)中TLR4和IL-1β的基因表達增加，表明NLRP3炎癥小體在這些區(qū)域中參與了某些作用。因此，TLR4激活誘導了IL-1β前體表達，IL-1β前體裂解為成熟蛋白，并誘導TLR4依賴性NLRP3炎性小體的作用[41]。

最近的一項研究表明TLR2的增加與神經(jīng)元有關(guān)，而不是與小膠質(zhì)細胞有關(guān)，小膠質(zhì)細胞的激活不僅導致炎性細胞因子的產(chǎn)生和氧化應激的增加，而且還導致細胞培養(yǎng)模型中內(nèi)源性α-突觸核蛋白的積累[42]。因此，作者認為靶向TLR2是治療突觸核細胞病的一種有前途的免疫治療策略。此外，已經(jīng)證明TLR7、TLR8和TLR9除了促進DC成熟和細胞因子的產(chǎn)生，還可能誘發(fā)激活CD8+T細胞招募的特定類型的T細胞的免疫反應[43]，并且在小鼠中缺失TLR7和TLR8顯著減少PD誘導的星形膠質(zhì)細胞增生和小膠質(zhì)細胞的增生。這些發(fā)現(xiàn)同樣表明TLRs在PD病理學中的作用呈現(xiàn)出復雜性,PD的發(fā)生可能不是單一的TLR調(diào)節(jié)發(fā)揮作用，也可能多個受體共同調(diào)節(jié)的結(jié)果，針對這一現(xiàn)象，需要對不同單個受體或同時針對多個受體進行更深一步的研究。即使用TLR7和TLR8的雙重拮抗劑的免疫治療方法可以被視為開發(fā)帕金森病新療法的可能靶點。即通過使用TLR7和TLR8的雙重拮抗劑進行免疫治療，可以提高免疫系統(tǒng)對α-syn或其他未折疊蛋白的耐受性，這有助于改善或防止PD患者癥狀惡化。

4 TLRs和心血管疾病

TLRs是先天免疫系統(tǒng)的主要組成部分。TLRs被病原體相關(guān)分子模式和損傷相關(guān)分子模式激活，在多種炎癥相關(guān)疾病的病理學中發(fā)揮重要作用[44]。TLRs誘發(fā)的疾病不僅包括免疫性疾病，還包括心血管疾病(cerebrovascular disease,CVD)、糖尿病、肥胖和癌癥。越來越多的證據(jù)表明TLR在多種心血管病理生理學，如動脈粥樣硬化(atherosclerotic vascular disease,ASVD)和高血壓、缺血、充血性心力衰竭、血栓形成等發(fā)揮重要作用。

4.1 TLR和動脈粥樣硬化

其中以動脈粥樣硬化為主要病理學的心血管疾病仍然是現(xiàn)代社會最嚴重的威脅生命的疾病，造成全世界約1 770萬人死亡[45]。它是一種復雜的多基因疾病，導致動脈脈管系統(tǒng)的慢性炎癥，誘發(fā)斑塊的形成并進一步發(fā)展[46]。造成上述情況主要歸因于脂類和來源于巨噬細胞的泡沫細胞在內(nèi)皮下空間積聚[47]。因此，鑒于心血管疾病的嚴重性及其造成的死亡，了解其背后的病理生理機制變得極其重要。大多數(shù)心血管疾病導致慢性局部或全身炎癥[48]。心血管疾病的產(chǎn)生主要是由促炎癥分子如細胞因子和趨化因子的釋放介導的。這些分子在激活后通過其表面的受體接收各種信號，進而從細胞中釋放出來[49]。TLRs是一種特性良好的受體，在各種傳染源介導的炎癥中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在先天免疫中，入侵的病原微生物通過其外膜上的成分、細胞內(nèi)物質(zhì)或結(jié)構(gòu)進行感知。例如，牙齦卟啉單胞菌通過其外膜成分脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)被TLR4或TLR2識別，TLRs還識別導致無菌性炎癥的DAMPs[50]。TLR在相關(guān)動脈粥樣硬化發(fā)展中的作用剛剛開始被發(fā)現(xiàn)。在動脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展過程中，關(guān)鍵血管細胞和常駐血管細胞都表達多個TLR，這表明這些受體及其配體是動脈粥樣硬化的關(guān)鍵參與者。許多實驗證明TLR參與了影響微生物感染后動脈粥樣硬化進展的信號通路。例如，TLR2和TLR4在肺炎衣原體感染后激活巨噬細胞和內(nèi)皮細胞、抑制膽固醇流出和促進泡沫形成方面發(fā)揮重要作用。牙齦假單胞菌感染可加速高脂血癥小鼠動脈粥樣硬化，增加TLR2和TL4的表達。來源于幽門螺桿菌的LPS被認為是TLR4介導的先天免疫的直接刺激因子。TLR在幽門螺桿菌感染的胃黏膜中的重要作用為幽門螺桿菌促進動脈粥樣硬化的發(fā)展提供了可能的機制。TLR似乎在HIV感染引起的免疫激活和功能障礙中也發(fā)揮著不可替代的作用?？偟膩碚f，TLR2和TLR4的激活似乎為感染相關(guān)動脈粥樣硬化提供了一種新的機制。

以TLR信號通路為靶點是一種合理且互補的策略，可用于治療異常炎癥和血管疾病。然而，到目前為止，還沒有一種化合物被批準用于治療心血管疾病。臨床試驗中也沒有直接針對TLR治療血管疾病的化合物。

TLRs作為內(nèi)源性脂質(zhì)衍生物的受體，同時也是對抗發(fā)病機制的第一道防線，開發(fā)針對TLR系統(tǒng)的治療方法將有可能減少炎癥級聯(lián)反應，從而減緩動脈粥樣硬化的進展并減輕CVD的負擔。在此基礎(chǔ)上還需要進一步研究每種TLR亞型的具體作用、具體的分子機制，以及廣泛研究其下游促炎細胞因子的作用，才能推進這一領(lǐng)域的發(fā)展。

4.2 TLR和EH

原發(fā)性高血壓(essential hypertension,EH)是一種病因復雜的高度異質(zhì)性疾病。近些年對EH的研究強調(diào)了亞臨床炎癥的重要作用，這種炎癥特征是由先天免疫系統(tǒng)過度激活觸發(fā)和維持的[51-52]。TLRs被認為是這種炎癥環(huán)境中的新型效應物，因為它們可以顯著刺激促炎細胞因子的產(chǎn)生、平滑肌細胞的遷移和增殖以及活性氧(reactive oxygen species,ROS)的產(chǎn)生，促進高血壓早期明顯的低強度炎癥背景[53]。此外，其激活的結(jié)果是氧化應激、內(nèi)皮功能障礙、血管重塑，最后是血管靶器官損傷，這些就構(gòu)成了EH的發(fā)病基礎(chǔ)[54]。重要的是，高血壓中TLRs表達和激活增強的證據(jù)不僅在免疫細胞中有記錄，而且在中樞神經(jīng)系統(tǒng)、腎臟和構(gòu)成高血壓病發(fā)病核心系統(tǒng)的脈管系統(tǒng)中的幾個非免疫細胞中也有記錄[55]。此外，大量數(shù)據(jù)表明TLRs激活增加導致高血壓炎癥[56-57]。這些結(jié)果表明TLRs顯著促進炎癥反應，它們是內(nèi)皮功能障礙和氧化應激的有效誘導物，是EH血管損傷的主要病理生理原因。一些數(shù)據(jù)證實TLRs的激活會影響導致高血壓血管損傷的血管系統(tǒng)的一些結(jié)構(gòu)、機械和功能特性，而上述效應通過特異性抗TLRs治療得以逆轉(zhuǎn)[58]。

危險信號不僅可能來自致病性刺激，還可能來自細胞損傷和/或死亡后釋放的內(nèi)源性分子損傷相關(guān)分子模式(DAMP)。雖然原發(fā)性高血壓的病因多種多樣，尚未完全闡明，但免疫系統(tǒng)激活和慢性炎癥最近被認為是高血壓過程的重要因素。DAMPs和TLR在血管組織上的相互作用可能是血管功能障礙和重塑、適應性免疫系統(tǒng)反應以及高血壓發(fā)生和建立的起點。在EH中，TLRs、免疫驅(qū)動炎癥和血管損傷之間的生物學和臨床聯(lián)系顯而易見，突出了TLRs在疾病發(fā)病機制中的關(guān)鍵作用及其潛在的治療價值。

5 TLRs和新冠病毒-19(COVID-19)

傳染性極強的嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒-2(SARS-CoV-2)從2020年開始全球大流行。盡管SARS-CoV-2的主要目標是呼吸系統(tǒng)，越來越多的COVID-19患者出現(xiàn)神經(jīng)癥狀，包括嗅覺缺失、衰老、腦炎、癲癇、PD和中風。全世界死于COVID-19的人數(shù)超過300萬，不幸的是，死亡人數(shù)現(xiàn)今還在進一步增加[59]。COVID-19由四種主要蛋白質(zhì)組成，分別命名為棘突蛋白(S)、包膜蛋白(E)、膜蛋白(M)和核衣殼蛋白(N)[60]。所有這些蛋白質(zhì)都與病毒感染、增殖或宿主細胞發(fā)病機制密切相關(guān)，因此可預測為疫苗或藥物開發(fā)的潛在靶點。

SARS-CoV-2通過病毒受體S蛋白和細胞表面不同糖蛋白受體之間的結(jié)合發(fā)揮作用。病毒S蛋白是一種靈活且不穩(wěn)定的糖基化復合物。最近，三聚體S蛋白的高質(zhì)量和穩(wěn)定形式已被生產(chǎn)出來，用于疫苗和診斷試驗[61]。SARS-CoV-2與其他候選功能受體具有潛在親和力，如二肽基肽酶4[62]、氣道細胞和神經(jīng)元表面的唾液酸殘基、凝集素CD209L[63]和TLRs。

TLRs可觸發(fā)對包括SARS-CoV-2在內(nèi)的病毒的免疫反應。TLRs在間充質(zhì)基質(zhì)細胞(MSC)中的表達/分布因其培養(yǎng)環(huán)境而異。刺激后表達SARS-CoV-2相關(guān)TLR的比例在MSC中增加。同時促使了TLR4/7重合并保留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。TLRs的重新分布是由肌球蛋白介導的F-肌動蛋白組裝驅(qū)動的。這些結(jié)果強調(diào)了通過增強MSCs[64]的熱機械預處理來對抗COVID-19的免疫力的潛力。此外，還觀察到SARS-CoV-2與在炎癥環(huán)境中過度表達的TLR4輔助蛋白CD14和MD-2的強結(jié)合作用[65]。TLRs主要相關(guān)成員包括TLR2、TLR3、TLR4、TLR6、TLR7、TLR8和TLR9，它們對SARS-CoV-2感染具有有益和有害的影響，其中TLR7/8的激活在急性肺損傷期間引起強烈的促炎癥反應[66]。此外，與SARS-CoV-2相關(guān)的 PAMPs與人類TLR1、TLR4和TLR6的胞外結(jié)構(gòu)域的結(jié)合似乎對COVID-19免疫發(fā)病機制至關(guān)重要，研究通過分子對接研究了SARS-CoV-2中 S蛋白與細胞表面TLRs之間的相互作用。結(jié)果表明，S蛋白與TLR1、TLR4和TLR6，尤其是TLR4有顯著結(jié)合。

細胞表面TLRs，尤其是TLR4最有可能參與識別SARS-CoV-2的分子模式，從而誘導炎癥反應。目前的研究支持了SARS-CoV-2的人畜共患病起源于蝙蝠，并揭示了TLR4可能在與CoV-19相關(guān)的病毒誘導的炎癥后果中起著關(guān)鍵作用。因此，通過設(shè)計競爭性TLR4拮抗劑，選擇性靶向TLR4-spike蛋白相互作用，可以為治療新冠肺炎鋪平新的道路。目前已發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2 S蛋白的四個多表位部分與TLR4/MD-2復合物結(jié)合，S蛋白多表位部分與TLR4/MD-2穩(wěn)定的分子相互作用可能產(chǎn)生適應性免疫應答，提示細胞因子級聯(lián)反應的潛在機制[67]。了解TLR4/MD-2復合物與作為免疫原性靶點的SARS-CoV2 S蛋白中篩選的表位的相互作用，可能有助于通過誘導細胞介導的免疫應答來開發(fā)基于多表位的肽疫苗。因此，作者認為，這些已識別的多表位可能被用作基于肽的SARS-CoV-2感染疫苗。

盡管目前對引起COVID-19癥狀的機制缺乏全面的了解，但現(xiàn)有的研究成果足以表明TLRs信號通路是可能與COVID-19發(fā)病機制相關(guān)的輔助因子，在接下來針對COVID-19的研究中，針對TLRs的研究將會成為不可忽視的研究方向。

6 結(jié)論

TLRs為宿主提供了至關(guān)重要的優(yōu)勢，是對抗發(fā)病機制的第一道防線。先天免疫系統(tǒng)感知病原微生物入侵的機制之一，是通過TLRs識別微生物成分中存在的特定分子模式，刺激不同的TLRs誘導不同的基因表達模式。這不僅導致先天免疫的激活，而且還指示抗原特異性獲得性免疫的發(fā)展。TLR信號的直接抑制已被開發(fā)用于類風濕性關(guān)節(jié)炎、癌癥、自身免疫、過敏和微生物炎癥等疾病。到目前為止，已有五種藥物在不同的國家獲得批準。此外，目前的大多數(shù)研究仍在細胞或動物模型中，這些結(jié)果在轉(zhuǎn)化為人類時可能會遇到困難，需要進一步研究每種TLRs亞型的具體作用、具體的分子機制，以及廣泛研究其下游促炎細胞因子的作用，以推進這一領(lǐng)域的發(fā)展。