甲型肝炎病毒受体的研究进展_崔天盆

作者单位:430022武汉,华中科技大学同济医学院附属协和医院免疫室·综述·

甲型肝炎病毒受体的研究进展

崔天盆　巫学兰综述　吴健民审校

【摘要】　现对人甲型肝炎病毒受体-1(hu HAVcr-1),也叫肾损伤分子-1(Kim-1),亦称T细胞免疫球蛋白域、粘蛋白域蛋白-1(Tim-1)及其家族的结构和功能作一综述,反映这一免疫球蛋白超家族成员功能的多样性。

【关键词】　肝炎病毒,甲型;　受体,病毒

甲型肝炎病毒受体的发现和命名

Kaplan G等[1]采用保护性单克隆抗体190/4从非洲绿猴肾细胞(african green monkey kidney cells,AGMK)培养甲型肝炎病毒时发现甲型肝炎(下称“甲肝”)病毒受体-1(HAV cellular receptor-1,H AVcr-1)。Feigel-stock D等[2]从人的肝和肾细胞识别359个氨基酸的人甲肝病毒受体-1〔human homolog(s)of HAVcr-1, huHAVcr-1〕。

Ichimura T等[3]采用代表性差异分析(representa-tional difference analysis,RDA)从缺血再灌注肾模型细胞识别肾损伤分子-1(kidney injury molecule-1,Kim-1),也就是huHAVcr-1。

2001年Mcintire JJ等[4]采用DB A/2N与B ALB/c 遗传背景得到同类系(congenic)HB A鼠,在HBA鼠的11号染色体识别“T细胞气道高反应表型座(Tapr)”与哮喘发病高度连锁,且在人识别Tapr同源域位于5q33.2。从上述Tapr分别克隆得到两个基因,即T细胞免疫球蛋白域粘蛋白域蛋白-1(T cell,immunoglobu-lin domain and mucin domain protein-1,Tim-1)和Tim-3。人Tim-1也就是人甲肝病毒受体-1,而Tim-3又称为huHAVcr-2。Mcintir e JJ等在HB A鼠Tim-3和Tim-1基因上发现多种变异位点与哮喘发病密切相关。

因此,Tim家族第一个被识别的成员———Tim-1,与以前识别的肾损伤分子-1(Kim-1)和人甲肝病毒受体-1(huHAVcr-1)是同一种分子。

甲型肝炎病毒受体的分布

印迹杂交分析表明,huHAVcr-1mR NA在肝、小肠、结肠、脾、肾和睾丸等很多组织器官表达,其中肾和睾丸的表达水平较高。而人huHAVcr-1蛋白在所有人体器官都表达,在肾脏和睾丸的表达水平较高。HAV的肝外复制点发现有胃肠道、肝、唾液腺、肾、脾和实验性感染灵长类的淋巴结,是否有共受体或胞外因子参与H AV感染仍不清楚[5]。但是HAVcr-1的广泛分布不能解释甲肝病毒的嗜肝性,Dotzauer A等[6]采用鼠模型报道甲肝病毒特异I gA通过去唾液酸糖蛋白受体(asialoglycoprotein r eceptor)介导甲肝病毒可以感染肝细胞。

研究发现,Tim-1(huHAVcr-1)表达在正在分化和已分化的T H2细胞上,与之相对,Tim-3(huHAVcr-2)最初是美国著名的免疫学家发现其在T H1细胞上特异表达,但在T H1细胞极化后才表达,而非早期表达,在体外最少一轮极化后Tim-3才在T H1细胞表达[7]。

甲型肝炎病毒受体的结构及功能

huHAVcr-1与猴甲肝病毒受体-1(HAVcr-1)有79%的同源性,其6个半胱氨酸残基和第1个N-糖化位点与HAVcr-1相同,但是粘蛋白域的六聚体重复只有13次,而H AVcr-1则有27次。此外,huHAVcr-1胞浆域的C-端少12个氨基酸残基。鼠和人的Kim-1 (huHAVcr-1)的c DNA有43.8%的同源性,在Ig域有68.3%的同源性,且均含6个半胱氨酸残基[1,2,8]。

转染表达不含单克隆抗体190/4结合表位的huHAVcr-1cDNA的狗细胞能结合甲肝病毒,造成有限的甲肝病毒感染。转染huHAVcr-1的非洲绿猴肾细胞用保护性单克隆抗体190/4处理不能保护非洲绿猴肾细胞感染甲肝病毒,表明甲肝病毒是通过huH AVcr-1感染非洲绿猴肾细胞,而不是通过HAVcr-1,因为HAVcr-1已被单克隆抗体190/4阻断。此结果表明, huHAVcr-1可与甲肝病毒结合并成为甲肝病毒的功能受体。像其他小R NA病毒一样,低pH有助于受体介导的内吞,有利于HAV入侵,表壳的构象变化是HAV 基因组脱衣壳的第一步。

甲型肝炎病毒受体与支气管哮喘的关系

有几组流行病学调查表明,儿童早期与病原体接触有助于预防哮喘,早期接触抗生素可能改变胃肠菌群及暴露于肠源的内毒素,导致变应性疾病增加。意大利和美国学者的研究发现,甲型肝炎病毒感染与哮喘发病呈负相关[9,10]。全球在过去20年里随着工业化的发展、卫生条件的改善、疫苗的接种和抗生素的使用及较少的儿童被感染,变应性哮喘的发病率翻了一番,中国随着工业化的发展,哮喘的发病率也呈增加趋势,这就是哮喘发病的卫生假说。推测儿童和青春期接触微生物及其代谢产物可能有助于T H细胞发育。

人的Tim-1(huHAVcr-1)位于5q33.2,2003年Noguchi E等[11]在日本小样本人群(50个标本)研究中发现,人的Tim-1存在6个位点的基因多态性,但是没有发现其与变应性哮喘相关;在变应性哮喘发现Tim-3存在2个位点的基因突变(C129T和Tyr82Cys),但发生频率较低。

Mcintire JJ等[12]分别发现,人类Tim-1(huHAVcr-1)外显子4的157insMTTTVP插入/缺失多态性在甲肝病毒抗体阳性组与变应性疾病和变应性哮喘相关联。Chae SC等[13,14]在韩国人群也证实了McIntire的发现。人Tim-1氨基酸序列157位后出现6个氨基酸残基的插入157insMTTTVP,157ins MTTTVP位于胞外粘蛋白域的中心,是H AV有效脱壳所必需的,因为157insMTTTVP的长度占此区的12%～14%,因此这种变异可能影响病毒的侵入效率。这些结果得到流行病学的支持,也为阐明哮喘发病的卫生假说提供了分子依据。Chae SC等[13,14]研究还发现,5509、5511delCAA基因型与哮喘的发病显著性相关,5383-5397del(157insMTTTVP)与变应性皮炎高度相关。

Tim在免疫调节中的作用

免疫球蛋白超家族成员(im munoglobulin superfa mi-ly,IgSF)的特点是,胞外含免疫球蛋白域和粘蛋白域,功能是作为膜受体/粘附分子。这组成员有黏膜地址细胞粘附分子-1(MAdCAM-1)、CD34、TACTILE(CD96)和甲肝病毒受体-1,推测huHAVcr-1有内源性配体位于其他细胞上,只是兼作甲肝病毒受体。这在免疫球蛋白超家族成员中并不鲜见,如IC AM-1是鼻病毒受体,但是它的天然配体是LFA-1和Mac-1。结构学表明,Kim-1和HAVcr-1与MAdCAM-1高度相似,胞外均含免疫球蛋白域和粘蛋白域。很多免疫球蛋白超家族成员的免疫球蛋白域含两个半胱氨酸残基, MAdCAM-1的N端免疫球蛋白域含4个半胱氨酸残基,而Tim-1(huHAVcr-1)和HAVcr-1免疫球蛋白域含6个半胱氨酸残基,因此Tim-1和H AVcr-1代表一种新的免疫球蛋白结构域。

Tim家族在人的5q33.2上有4个成员,而在鼠的11B1.1有8个成员,2002年10月Shakhov AN等[15]发现,Ⅳ型semaphorin Sema4A即CD100通过其受体Tim-2可增加T细胞活化。Monney L等[16]研究淋巴毒素α(Lymphotoxin-α,LT-α)敲除鼠发现Tim-4,也叫SMUCK-LER(spleen,mucin-containing,knockout of lymphotox-in),也含免疫球蛋白域、粘蛋白域,与Tim-1和Tim-3主要参与T细胞介导的功能不同,Tim-4缺乏酪氨酸磷酸基序,不表达于骨髓来源的细胞,原位杂交表明,Tim-4主要表达在脾脏边缘区基质细胞,在白髓表达较低,像其他Tim家族成员一样,Tim-4也位于哮喘相关的染色体区域,鼠位于11.b1、人位于5q33,且在B ALB/c和DBA鼠均发现基因变异与哮喘发病相关,因此SMUCKLER/Tim-4可能是哮喘的另一个重要的候选基因。

Sabatos C A等[17]采用流式细胞学和定量R T-PCR 方法发现鼠Tim-3仅表达在T H1上,而不表达于T H2细胞,鼠中枢神经细胞优势表达Tim-3会加重实验性自身免疫性脑脊髓炎(experimental autoimmune en-cephalitis,E AE)病情。EAE是T H1介导的自身免疫性疾病,抗Tim-3治疗会加重EAE的临床症状和病理,增加巨噬细胞的数目和巨噬细胞的活化,EAE使病情加重和增加死亡率。

Salbatos C A等[17]的研究还表明,T H1特异细胞分子Tim-3能抑制过强自身和异体免疫反应,Tim-3通路的阻断可加重非肥胖性糖尿病鼠的病情,不能获得由共刺激分子阻断诱导的免疫耐受,这种效应最少部分是由CD4+CD25+调节T细胞群体的抗原特异免疫抑制功能阻抑所致。资料表明,Tim-3通路是下调TH1免疫反应的重要机制,也在免疫耐受形成中起着重要作用。这些结果证明,Tim-3-Tim-3L相互作用是TH1细胞介导免疫反应的一个重要的交互调节功能。已有资料表明Tim-3参加TH1分化过程的下游,Tim-3L 通过Tim-3传递负向信号给极化TH1细胞。

总之,Tim家族在自身免疫和超敏反应及在甲型肝炎病毒感染中起重要作用。

参　考　文　献

1Kaplan G,Totsuka A,Thompson P,et al.Identification of a sur-face glycoprotein on African green monkey kidney cells as a recep-tor for hepatitis A virus.EMB O J,1996,15(16):4282-4296. 2Feigelstock D,Thompson P,Mattoo P,et al.The human homolog of HAVcr-1codes for a hepatitis A virus cellular receptor.J Virol,