TLR4通路基因多态性与肺炎相关性的研究现状

2013-03-16 19:45 来源:中国呼吸与危重监护杂志 作者:郑 少强 等
字体大小
- | +

肺炎是常见的感染性疾病,不同的肺炎患者对病原菌的免疫应答程度并不相同,结局也不同,提示不同的基因背景可能影响个体感染病原菌后的炎症反应强度。急性肺损伤或脓毒性休克的肺炎患者中往往存在炎症反应的过度激活,而Toll样受体4TLR4)及相关信号通路是感染引起炎症反应激活、放大的重要途径。TLR4-核因子κBNF-κB)是启动炎症反应的关键通路,肿瘤坏死因子αTNF-α)与其受体(TNFR)结合是炎症反应放大的重要过程。上述通路上的4个关键分子均存在基因多态性,且与炎症反应的强度密切相关,其基因多态性可能从遗传的层面上决定了不同个体对感染诱发炎症反应强度的差异性,最终影响疾病的严重程度及预后。现对近年来TLR4NF-κBTNF-αTNFR基因多态性与肺炎相关性的研究进展综述如下。

一、TLR4基因多态性

TLR4属于模式识别分子受体家族,表达于非特异性淋巴细胞(如巨噬细胞、中性粒细胞和肥大细胞)和介导特异性免疫反应的TB淋巴细胞表面。现已证实革兰阴性菌脂多糖(LPS)为TLR4的主要配体,当LPS与脂多糖结合蛋白(LBP)、CD14形成LPS-LBP-CD14三聚体并结合于TLR4时,即可活化TLR4信号,启动激活信号转导途径,将LPS的炎症信号传人细胞内。目前发现TLR4基因编码区存在+ 896A/G+1196C/T两个单核苷酸多态性(SNP),两者是共分离错义突变,其突变共分离率为84%100%,即+896 A/G往往伴随着+1196C/T,当前研究多集中在+ 896 A/GTLR4基因+896位点AG的突变导致TLR4多肽链第299位氨基酸残基从天门冬氨酸转变为甘氨酸,影响TLR4LPS的反应性。已有研究发现,TLR4 +896G等位基因增加机体对革兰阴性菌的易感性。Marsik等更证明了TLR4基因+896A/G在内毒素血症中与炎症介质表达水平有关,特别在炎症后期。但是也有研究表明TLR4基因+896A/G不影响机体对革兰阴性杆菌的易感性,也不增加患者因严重革兰阴性杆菌感染的病死率。另外,对一次地区性军团菌肺炎暴发与TLR4+896A/G的相关性分析发现,携带TLR4 +896G等位基因的个体对军团菌的感染率较低,提示TLR4 +896C等位基因可能对军团菌的感染有保护作用。

二、NF-κB基因多态性

活化的TLR4间接激活了NF-κBNF-κB是炎症反应中激活的重要转录因子,能启动大量炎症介质的表达。转录因子NF-κB属于Rel蛋白家族,其家族成员已知有p50/p105NF-κB1)、p52/p100NF-κB2)、p65RelA)、cRelRel B,其成员通常以同源或异源二聚体的形式几乎存在于所有类型的细胞中,以p50/p65异源二聚体形式最常见。p50/p65是发现最早的,也是分布最广泛的二聚体,发挥着调节细胞增殖及凋亡和调节免疫及炎症的作用。p50同源二聚体可以通过竞争DNA结合位点降低NF-κB介导的效应。p50基因敲除小鼠在接触LPS后更容易发生肺部感染。p50是由位于4q24染色体的NFKB1基因编码。NFKB1基因长156 kbp,共有6个突变位点,其中位于启动子两个关键调控序列之间的-94位点是一个较有意义的突变位点,该位点突变是在此插入或缺失4个碱基(ATTG)而形成,其中插入ATTG称Ⅰ型等位基因,缺失ATTG称为D型等位基因。插入ATTG核苷酸序列能增加NFKB1基因转录能力约2倍,相反缺失ATTG序列会降低NF-κB的转录强度,继而影响疾病进程。有研究指出,ATTG的插入提高炎症反应强度,增加溃疡性结肠炎的发病率;而缺失ATTG序列则下调机体对病原的炎症反应,损伤机体防御功能,使机体更容易受到细菌感染。有研究表明在欧洲人群中NFKB1启动序列-94位点插入或缺失ATTG与自身免疫性疾病及炎症性疾病无关,而在亚裔人群则相关。Adamzik等发现携带DD基因型的患者出现更严重的肺损伤,但不增加急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的病死率,可能由于携带DD基因型患者的p50合成减少,从而提高NF-κB的活化水平。

三、TNF-α基因多态性

TNF-αNF-κB启动转录后生成的其中一种炎症介质,主要由活化的单核/巨噬细胞产生,对放大炎症反应有着重要作用,其质或量的改变都可能对炎症反应的强度产生影响。TNF-α启动子区基因多态性可影响TNF-α的表达量,从而影响炎症反应强度。目前已知TNF-α启动子区有-238G/A-308 G/A-857C/T-863C/A-1031T/CSNP,在慢性阻塞性肺病急性加重期和支气管肺炎的老年患者中,携带TNF-α-308A等位基因的患者血清TNF-α浓度较高,病情也相对严重。也有研究发现携带-863A-308A等位基因的社区获得性肺炎(CAP)患者更容易发展为重症肺炎,提示-863A-308A是影响CAP严重程度的因素。携带TNF-α-308A等位基因的患者在感染后更容易发展成感染性休克,病死率也较其他人群高。但在对TNF-α基因多态性进行的一项临床多中心前瞻性研究中,TNF-α-308G/A-238 G/A与脓毒症的易感性、严重程度及预后不相关,且与血浆中TNF-α升高水平不相关。另有研究也表明TNF-α-308G/A-238G/ACAP的易感性与严重程度无关。目前,关于TNF-α启动子区SNP是否与严重细菌感染引起的脓毒症的转归有关尚存争论。

四、TNFR基因多态性

TNF-α与其受体TNFR结合可正反馈放大炎症。TNFR基因的多态性很可能影响了炎症反应强度,参与炎症反应调节失衡的过程。TNFR主要分为TNFR1TNFR2两型,TNFR1由位于12q13染色体的TNFRSF1A编码;TNFR2由位于1p36染色体的TNFRSF1B编码。

1.TNFR1TNFR1广泛存在于有核细胞表面,并与TNF-α的炎症放大效应紧密相关。TNFR1的胞内段具有死亡结构域,可通过与TRADD相结合,激活半胱天冬酶及活化NF-κB介导凋亡,引起炎性因子、趋化因子及抗凋亡蛋白的转录。TNFR1基因敲除小鼠的实验表明TNFR1在宿主免疫抵抗感染中起着重要作用。目前已知TNFRSF1A有启动子区的-609G/T-580A/G-383A/C及第一外显子的+36A/GSNP。在伴有血液疾病的侵袭性肺曲霉病患者中,TNFRSF1A +36A/G-609A/G与侵袭性肺曲霉病易感性相关,且TNFR1-609G/TTNFRl mRNA转录水平密切相关,携带TT基因型患者的TNFR1 mRNA转录水平比携带GTGG基因型高,这表明TNFRSF1A-609T等位基因可能是调节TNFR1 mRNA表达的功能SNP,因此携带TT基因型者可能有较高TNFR1表达,从而更有效的调节TH1免疫反应来抵抗感染;且此SNP可能改变TNFR1ICSBP/IRF-8的亲和力,而ICSBP/IRF-8又是启动TNFR1调节NF-κB活化通路的细胞因子。在Gordon等的研究中,TNFRSF1A-609G/T+36A/G的基因多态性与脓毒症病人的易感性、严重程度不相关,与血浆中可溶性TNFR1升高水平不相关。

2.TNFR2TNFR2主要在淋巴细胞表达,与胸腺细胞分化及T细胞增殖有关。与TNFR1相比,其胞内段无死亡结构域,但可通过TRAF2介导细胞凋亡与NF-κB的激活;此外它还能调节TNFR1TNF-α的结合,而且TNFR2TNF-α的亲合力较高,即使较低的浓度也可以与TNF-α结合。TNFR2基因多态性位于启动子区、外显子4143C/G)、6196T/G)、9365A/C)及3'UTRTNFRSF1B基因+676位点TG的突变导致TNFR2多肽链第196位氨基酸残基从蛋氨酸转变为精氨酸,该SNP并不影响TNF-αTNFR2的结合,但可通过降低依赖NF-KB的抗凋亡作用及促炎靶基因表达来影响TNF诱导的凋亡。研究发现在CAP患者中,携带TNFRSF1B+676TG基因型患者比携带TTGG基因型患者死亡率低,提示TNFRSFIB +676杂合子在CAP的发生发展中起保护作用等。Gordon等发现在死亡的脓毒症患者血浆中可溶性TNFR2水平明显高于存活的患者,并与器官衰竭程度呈正相关,但TNFRSF1B +676T/G+1663 A/G的基因多态性与脓毒症的易感性、严重程度不相关,与血浆中可溶性TNFR2升高水平不相关。

五、结论

虽然TLR4NF-κBTNF-αTNFR均起到调节炎症反应强度的作用,但仅靠其中一个分子活性的改变可能不足以影响整个炎症反应强度。既往对基因多态性与疾病相关性的研究多集中在单一分子或个别SNP,这可能无法充分阐明在整个病程中基因多态性对炎症反应活化与放大的机制。也许联合多个分子基因多态性的检测可提高预测疾病的准确性,但如何选择不同多态性位点的组合又将是另一个难题。

编辑: tianyusheng

版权声明

本网站所有注明“来源:丁香园”的文字、图片和音视频资料,版权均属于丁香园所有,非经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,授权转载时须注明“来源:丁香园”。本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源和作者,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

网友评论