郭繼強(qiáng) 譯

西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院

在抵抗病原體入侵的先天性免疫應(yīng)答和適應(yīng)性免疫應(yīng)答的啟動過程中，TNF超家族中的配體和受體通過調(diào)節(jié)細(xì)胞的死亡和生存來完成其重要功能,。最近已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些病毒可以誘導(dǎo)被感染細(xì)胞中調(diào)亡受體的配體表達(dá),，該方式可作為一種有效的方法來發(fā)揮CTL和NK的清除作用。反之,，病毒也進(jìn)化出很多機(jī)制來抑制感染細(xì)胞中由調(diào)亡受體的信號介導(dǎo)的殺傷效應(yīng),，并有助于感染細(xì)胞的增殖和分化。與之相應(yīng),，宿主也進(jìn)化出一套非致死性的由TNF受體信號啟動的抗病毒機(jī)制,，該機(jī)制可避免抗病毒免疫應(yīng)答中引起大量的細(xì)胞死亡的副作用。目前研究發(fā)現(xiàn),，實際TNF受體信號的各個層面,，從配體結(jié)合到殺傷效應(yīng)的激活都是由病毒啟動的。

簡介：細(xì)胞因子中的TNF超家族對細(xì)胞的發(fā)育和生理過程的調(diào)節(jié),，在宿主先天性及適應(yīng)性免疫應(yīng)答中起至關(guān)重要的作用,，包括外周淋巴組織器官的形成、NK細(xì)胞的調(diào)節(jié)和淋巴細(xì)胞的分化;TNF超家族因子也可作為宿主防御中的效應(yīng)分子,。通過調(diào)節(jié)細(xì)胞的生存和死亡來參與宿主的免疫防御,。TNF受體（TNFR）家族根據(jù)它們在細(xì)胞內(nèi)的信號傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)域的不同可分為兩大類，一種是有死亡結(jié)構(gòu)域(death domain ,，DD)和細(xì)胞調(diào)亡活性,；另一種是具有一個短肽識別序列，可識別并結(jié)合TNF受體相關(guān)因子(TNFR-associated factor TRAF)家族,。死亡結(jié)構(gòu)域,，如Fas、TRAIL-R1（TNF相關(guān)誘導(dǎo)調(diào)亡配體R1）,、TRAIL-R2和TNFR1,通過招募死亡結(jié)構(gòu)域的接頭蛋白來啟動調(diào)亡信號（如：Fas相關(guān)死亡亡結(jié)構(gòu)域蛋白 [Fas associated DD-containing protein,，F(xiàn)ADD]）隨后活化caspase（半胱-天冬氨酸蛋白酶）蛋白酶家族。另一組TNF受體包含可招募可溶性TNF受體相關(guān)因子(TRAFs),，它可活化一些轉(zhuǎn)錄因子如：NF-κB（是一種重要的調(diào)節(jié)因子,，對細(xì)胞生存和基因預(yù)活化起作用）。這些信號通路不是相互排斥的，另外一些死亡受體也可同時活化細(xì)胞的預(yù)調(diào)亡和生存兩信號通路,。最近的研究對調(diào)節(jié)細(xì)胞死亡與存活信號平衡的機(jī)制及其可能的結(jié)果提供了新的認(rèn)識,。

病毒誘生的死亡受體配體
通常情況下表達(dá)Fas和TRAIL受體的細(xì)胞也可嚴(yán)格調(diào)控其配體的表達(dá)，這個特點成為一些病毒可利用的重要控制點,。這些看似普通的機(jī)制是在病毒感染宿主后由FasL或TRAIL啟動的,，它們可活化各自調(diào)亡結(jié)構(gòu)域中的受體，從而啟動預(yù)調(diào)亡信號（proapoptotic）,。這種機(jī)制已經(jīng)在人皰疹病毒（human herpes viruses）中證實, 另外還有巨細(xì)胞病毒（cytomegalovirus,，CMV） 、單純皰疹病毒（herpes simplex virus,，HSV）、 腺病毒（adenovirus）,、呼腸孤病毒（reovirus）和 HIV,。雖然對于病毒（如腺病毒，巨細(xì)胞病毒）的復(fù)制過程的認(rèn)識已不成問題,，但對于病毒誘導(dǎo)調(diào)亡受體的配體產(chǎn)生的機(jī)制還沒有清楚的認(rèn)識,。由FasL誘導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)錄依賴于NF-κB，但在一些特殊類型的細(xì)胞內(nèi)則是依賴于胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子,。另外很多種細(xì)胞感染病毒后,，病毒所誘生的IFN-α和IFN-β又可誘導(dǎo)TRAIL的表達(dá)。因此分泌的IFN又可通過誘生TNF家庭成員來調(diào)整細(xì)胞的存亡,，這從理論說是通過細(xì)胞的自分泌途徑來實現(xiàn)的,。顯然在其它的因子的聯(lián)合作用下，將最終決定感染細(xì)胞的命運,，這里又突出了"控制點"對于調(diào)節(jié)細(xì)胞存亡的重要性,。
病毒感染所誘生的FasL和TRAIL可增強(qiáng)感染細(xì)胞的抗殺傷能力，它可殺傷免疫效應(yīng)細(xì)胞（其自身可表達(dá)調(diào)亡受體）,，這可做為一種免疫逃逸機(jī)制,。人乳頭瘤病毒（HSV）感染T細(xì)胞后可引起HSV抗原特異性T細(xì)胞克隆調(diào)亡。人類巨細(xì)胞病毒（HCMV）感染樹突細(xì)胞后可通過一種相似的機(jī)制使活化的T細(xì)胞調(diào)亡,。HIV病毒可使受感染T細(xì)胞表面表達(dá)FasL,，這有助于提高淋巴結(jié)中未受感染T細(xì)胞的調(diào)亡率。綜上所述,，從病毒所引起的宿主細(xì)胞間的相互殺傷的事例中,，我們可看出病毒可通過誘生調(diào)亡配體的機(jī)制來逃避宿主防御系統(tǒng)攻擊。

病毒阻斷調(diào)亡受體信號
若有充分的信號來刺激細(xì)胞調(diào)亡路徑,，那自然可以清除病毒感染細(xì)胞,，那么就引出一個問題是在經(jīng)過FasL或TRAIL的誘導(dǎo)之后細(xì)胞是怎樣逃避死亡的。病毒可產(chǎn)生死亡受體的配體來參與多種抑制由死亡受體介導(dǎo)的細(xì)胞調(diào)亡的途徑。包括抵抗配體的結(jié)合,，阻斷接頭蛋白,，抑制調(diào)亡小體形成，幾乎涵蓋了死亡信號傳導(dǎo)的每一步,。這些機(jī)制同樣可阻斷由宿主NK細(xì)胞和細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞調(diào)亡,，因此為該基因在病毒基因組的傳代提供一個較強(qiáng)的遺傳選擇壓力
在配體與受體相互作用中的病毒和宿主間對抗。
這里有一個病毒抑制TNF配體,、受體的相互作用的例子,，有研究顯示腺病毒可特異性下調(diào)感染細(xì)胞表面的前調(diào)亡受體FasL和TRAIL，阻斷外來信號活化調(diào)亡機(jī)制,。有兩種跨膜蛋白基因存在于腺病毒E3區(qū)域,，即E3-10.4K 和E3-14.SK。它們對于下調(diào)TRAIL-2是必要的,。不成熟T細(xì)胞表面Fas的表達(dá)下調(diào)會伴隨腺病毒感染及細(xì)胞對于調(diào)亡產(chǎn)生抗性,，這提示E3基因可能會有助于腺病毒在淋巴組織的潛在感染能力的形成。有趣的是,，在一套基因治療中,，腺病毒E3基因缺乏的病毒攜帶者，在肝細(xì)胞中很容易誘生TRAIL依賴性調(diào)亡,，通過誘導(dǎo)TRAIL-R2受體來阻斷肝細(xì)胞調(diào)亡也證明了這一點,。這些事例說明腺病毒使TRAIL受體的表達(dá)下調(diào)，可能在于病毒與其它具有免疫調(diào)節(jié)功能的E3蛋白相結(jié)合,，這對于病毒在幾種類型的細(xì)胞完成其復(fù)制周期是關(guān)鍵的,。
病毒的第二種抵抗TNF配體與受體相結(jié)合的機(jī)制這被在痘病毒中發(fā)現(xiàn)，它可編碼TNF受體2（TNFR-2）的可溶性同源蛋白,，該蛋白可抑制TNF和淋巴毒素α（LTα）與其細(xì)胞表面受體之間的交聯(lián),。牛痘病毒在它的基因組中保留了四個分離的TNF受體-2同源基因，其蛋白產(chǎn)物可與TNF和淋巴毒素α（LT-α）也包括細(xì)胞因子反應(yīng)啟動因子（cytokine response modifier GrmB,GrmC,GrmD）相結(jié)合,，這也有力的證明了這些細(xì)胞因子在控制病毒感染中的重要作用,。重要的是在二十年前曾報導(dǎo)過粘液瘤病毒所產(chǎn)生的TNFR同源分子（M-12），它是極少數(shù)病毒的免疫調(diào)節(jié)基因之一,，現(xiàn)已證明該基因有助于病毒的毒力,。
繼續(xù)以牛痘病毒為例，可溶性受體的產(chǎn)生就象給細(xì)胞因子展開了一層煙幕,。第一個例子是在牛痘病毒和鼠痘病毒中發(fā)現(xiàn)一種分泌型同源序列分子CD30（vCD30）,，CD30可表達(dá)于靜止態(tài)淋巴細(xì)胞，如巨噬細(xì)胞和NK細(xì)胞,，在活化的或經(jīng)病毒轉(zhuǎn)化的淋巴細(xì)胞中CD30表達(dá)上調(diào),。CD30配體（CD153）可由活化的造血干細(xì)胞表達(dá),，它對于調(diào)節(jié)自身免疫應(yīng)答起重要作用，包括T細(xì)胞的陰性選擇,，CD30配體還可給B細(xì)胞,，T細(xì)胞提供共刺激信號及通過反轉(zhuǎn)信號刺激細(xì)胞增殖。vCD30可高親和性與CD30配體（CD153）結(jié)合,，因此對細(xì)胞表面的CD30具有競爭性,。在抗原誘導(dǎo)的肉芽瘤小鼠動物的模型中，vCD30可顯著抑制Ⅰ型細(xì)胞因子反應(yīng)（如IFN-α）,。雖然有關(guān)vCD30在牛痘病毒感染中的病理作用還不清楚,，但這些結(jié)果顯示CD30在啟動抗病毒免疫應(yīng)答中有重要功能，而這一點在以前并沒有被認(rèn)識到,。

阻斷半胱天冬氨酸酶（capase）活化
幾種病毒蛋白可干擾FADD蛋白(位于調(diào)亡誘導(dǎo)復(fù)合體中)和半胱天冬氨酸酶前體-8/10（procapase-8/10）的產(chǎn)生,，抑制capase活性，從而阻斷細(xì)胞調(diào)亡,。大多數(shù)的β型皰疹病毒編碼半胱天冬氨酸酶-8抑制蛋白（FLIPs,，caspase-8 inhibitory proreins），最初有關(guān)此類蛋白的研究見于細(xì)胞中的FLIP同源分子（cFLIP）,，病毒FLIP蛋白基因（vFLIPs）編碼二個死亡結(jié)構(gòu)域，可同時結(jié)合FADD和半胱天冬氨酸酶-8/10前體,，由此抑制capase活性進(jìn)而阻斷調(diào)亡,。人巨細(xì)胞病毒還可編碼一種細(xì)胞調(diào)亡（由Fas介導(dǎo)）抑制因子，UL36也稱為半胱天冬氨酸酶-8前體抑制因子（viral inhibitor of caspase-8-induced apoptosis, vICA）可直接和半胱天冬氨酸酶-8前體接合,，但與病毒FLIP蛋白基因沒有明顯的同源序列,。

抑制細(xì)胞調(diào)亡激酶
HIV的Nef蛋白可通過與細(xì)胞內(nèi)調(diào)亡信號調(diào)節(jié)激酶（apoptosis signal-regulating
kinase ，ASK1）結(jié)合,，從而抑制由Fas介導(dǎo)的細(xì)胞調(diào)亡,。因此在外周T細(xì)胞調(diào)亡被啟動時，該機(jī)制可潛在地保護(hù)了感染細(xì)胞免于調(diào)亡,。ASK1在TNF受體1介導(dǎo)的調(diào)亡中起到了關(guān)鍵的啟動作用,，另外ASK1還可調(diào)節(jié)絲裂原活化蛋白（MAP）激酶依賴的信號。盡管目前還沒有實驗證據(jù),，但極有可能的是HIV和SIV經(jīng)Nef基因敲除后可明顯出現(xiàn)病毒復(fù)制缺陷,，至少它們在感染T細(xì)胞中，病毒的抑制細(xì)胞調(diào)亡能力可部分減弱,。

保持線粒體的完整性
從本質(zhì)上說細(xì)胞調(diào)亡路徑的嚴(yán)密調(diào)控點在于細(xì)胞色素C的釋放,，它可啟動調(diào)亡小體的形成，它可與半胱天冬氨酸酶及調(diào)亡蛋白酶活化因子1（apoptotic protease activating factor 1, APAF1）組裝成胞質(zhì)復(fù)合體,。BCL-2家族中的預(yù)調(diào)亡活化成員（如：Bid,、Bak和Bax）可通過它們與線粒體外膜的結(jié)合誘導(dǎo)細(xì)胞色素C釋放,。BCL-2家族中的抗調(diào)亡成員（如：Bcl-2,Bcl-xL）可抑制這些成份（如：Bid、Bak和Bax）的產(chǎn)生,。該機(jī)制被應(yīng)用在以下病毒的抗免疫清除中,，如：具致瘤性的人皰疹病毒（human herpesviruses）、EB病毒（Epstein-Barr virus）和柯氏肉瘤相關(guān)皰疹病毒（Kaposi's sarcoma-associated herpes virus）,，它們可產(chǎn)生BCL-2同源蛋白,，在體外組織增養(yǎng)時可表達(dá)出來并抑制細(xì)胞調(diào)亡。腺病毒可編碼BCL-2同源蛋白（E1B-19K）,，該蛋白可通過直接與Bax結(jié)合,，最終導(dǎo)致半胱天冬氨酸酶前體-9的活化受到抑制，從而抑制TNF介導(dǎo)的細(xì)胞調(diào)亡,。重要的是鼠γ型皰疹病毒68 (MHV-68)編碼的BCL-2同源蛋白,，對于潛伏感染病毒的再次活化起到關(guān)鍵作用，這為在臨床干預(yù)治療中,，如何設(shè)計抗皰疹病毒的免疫調(diào)節(jié)蛋白提供了新思路,。

由TNF家族介導(dǎo)的非溶細(xì)胞性抗病毒作用
通過細(xì)胞調(diào)亡以清除感染細(xì)胞的方式來阻止病毒復(fù)制，這對于宿主只具有潛在的重要性,。例如：乙肝病毒在肝細(xì)胞中的快速擴(kuò)散導(dǎo)致急性感染期大量的肝細(xì)胞被感染,。此時免疫系統(tǒng)非選擇性的誘導(dǎo)細(xì)胞調(diào)亡,，會使器官功能受損,。對于這類病原體感染需要免疫系統(tǒng)發(fā)展非破壞性的機(jī)制來中斷病毒復(fù)制，同時要保留一些區(qū)分感染細(xì)胞的功能,。乙肝病毒特異的T細(xì)胞可介導(dǎo)非溶細(xì)胞性抗病毒作用,，即從宿主基因中清除病毒基因組DNA的作用?？梢娪贖BV轉(zhuǎn)基因小鼠的肝細(xì)胞及乙肝病毒急性感染期的黑猩猩的肝細(xì)胞,，結(jié)果顯示這個過程依賴于TNF和IFN-γ。最近研究顯示在HBV轉(zhuǎn)基因小鼠中,，TNF誘導(dǎo)的非溶細(xì)胞性抗病毒效應(yīng)是通過其與IFN-γ的協(xié)同作用完成的,，另外IFN-α/β在該模型中也顯示出非溶細(xì)胞性抗病毒作用。
最近的一些證據(jù)表明由LT-β受體或TNFR-1介導(dǎo)的信號可抑制成纖維細(xì)胞中HCMV的復(fù)制,，而且不引起細(xì)胞死亡,。但是經(jīng)Fas受體或TRAIL受體產(chǎn)生的信號不能誘導(dǎo)抗病毒活性，而且阻斷FADD也不能抑制淋巴毒素的抗病毒活性,，這提示經(jīng)典的調(diào)亡途徑并沒有被利用于該機(jī)制中,，IFN-β可活化淋巴毒素活性，但病毒感染及NF-κB的活化都會引起IFN-β的表達(dá),。復(fù)合信號可克服由病毒的"欺騙"作用所引起的IFN-β表達(dá)抑制,。但這時HCMV基因可仍存在于感染細(xì)胞中,，而且在移除細(xì)胞因子后病毒基因的表達(dá)和復(fù)制可迅速的再次啟動。這些結(jié)果提供了一個宿主與病原體相互作用的分子模型,。毒性淋巴細(xì)胞和分泌型IFN有可能有助于平衡二者的生存期,，這已經(jīng)在CMV與其宿主的相互作用中得到證明。然而這種機(jī)制對于CMV建立潛伏狀態(tài)感染是很重要的,，皰疹病毒這方面的特性還有待證實,。但是，在文獻(xiàn)研究中也顯示在宿主對于鼠皰疹病毒的免疫防御中毒性淋巴細(xì)胞保留了其防御作用,。研究發(fā)現(xiàn)LT-α基因缺陷小鼠對于鼠皰疹病毒敏感,，同樣在動物細(xì)胞表達(dá)LT-βR-FC誘導(dǎo)溶合蛋白。后面的模式說明淋巴毒素作為免疫活性分子在免疫防御中扮演了重要角色,，雖然還不能證明該功能參與了對IFN-β表達(dá)的調(diào)節(jié),。
以上的例子說明非溶細(xì)胞性抗病毒作用，即TNF家族受體的抗病毒活性是與其誘生干擾素（或與干擾素協(xié)同作用）密切相關(guān)的,。雖然這超出了該綜述的范圍,，但病毒的抵抗機(jī)制直接針對的是如何抑制IFN信號，這極類似于該靶目標(biāo)針對TNF家族的過程,，從分泌可溶性細(xì)胞因子來壓制受體與INF的結(jié)合,，到抑制幾種IFN信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的分子。
在趨化因子及細(xì)胞因子的誘導(dǎo)下,，TNF及淋巴毒素在啟動預(yù)活化信號途徑中的能力對于調(diào)整機(jī)體的免疫應(yīng)答狀態(tài)是重要的,。這在腺病毒感染過程中也有顯著的相關(guān)性。該機(jī)制可被病毒利用為潛在的反抗機(jī)制,，如：在人星狀細(xì)胞瘤細(xì)胞中腺病毒的E3區(qū)基因,，其產(chǎn)物可抑制TNF誘生CC及CXC趨化因子,。E3-10.4K 和E3-14.5K是同樣可下調(diào)死亡受體表達(dá)（見上文），最近研究報道它們可阻斷TNF活化NF-κB,，這可能是一種協(xié)助球蛋白抑制預(yù)調(diào)亡的機(jī)制。

結(jié)論
有關(guān)TNF家族在介導(dǎo)抗病毒的作用已經(jīng)形成了一個新的研究領(lǐng)域,。病毒可編碼蛋白來調(diào)節(jié)TNF相關(guān)因子信號,，上述有關(guān)證據(jù)充分提示這些分子在宿主免疫應(yīng)答中的重要作用,。遺憾的是有幾種人類病毒缺乏可供研究的動物模型,，包括肝炎病毒、痘病毒和腺病毒,，因此不能通過這些病毒來直接研究病毒免疫逃避基因的病理作用機(jī)制,。當(dāng)然向非自然狀態(tài)的宿主引入一種病毒，會明顯影響宿主與病毒相互對抗過程中平衡的建立,，且而對于在自然宿主中產(chǎn)生的結(jié)果還需要進(jìn)行認(rèn)真分析,。然而對于嚙齒動物及猿類病毒的基因測序工作，為直接研究生理條件下病毒基因在免疫逃避中的作用,，提供了輔助工具，這為臨床應(yīng)用提供了新的思路,。

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圖1,。病毒感染可活化多種宿主細(xì)胞轉(zhuǎn)換信號如：干擾反應(yīng)因子（interferon response factors ，IRFs）,、NF-κB、MAP激酶和P53等,。導(dǎo)致許多宿主細(xì)胞基因的表達(dá),，包括死亡受體配體。FASL和TRAIL的表達(dá),，并可介導(dǎo)細(xì)胞調(diào)亡及殺傷效應(yīng)（有關(guān)在非感染細(xì)胞的效應(yīng)在文獻(xiàn)中）,。感染細(xì)胞可分泌Ⅰ型干撓素（INF- α,β）,其過程包括JAK的活化、效應(yīng)細(xì)胞中信號轉(zhuǎn)換和活化因子的轉(zhuǎn)錄（signal transducers and activators of transcription ,，STAT）,，最終導(dǎo)致TRAIL的誘生，由死亡配體（TRAIL, FasL 和 TNF）介導(dǎo)的感染細(xì)胞調(diào)亡作用,。針對上述所有過程有些病毒產(chǎn)生了相應(yīng)的抵抗機(jī)制,。如：痘病毒分泌可溶性TNF受體（sTNFR）和Lta信號，腺病毒的E3 10.4K/ 14.5K/6.7K蛋白可介導(dǎo)下調(diào)及降解死亡受體(Fas, TRAIL-R1 and -R2),，皰疹病毒（herpesvirus-7）可編碼vFLIPs,，它與死亡誘導(dǎo)復(fù)合體結(jié)合（death-inducing signaling complex ，DISC）并抑制酶Caspase-8 ,10的活化,。HIV的Nef直接與ASK1作用,，可阻斷由Fas和TNF介導(dǎo)的細(xì)胞調(diào)亡作用以及Caspase酶依賴的Bid活化作用。通過死亡受體信號導(dǎo)致Bid與Bax的結(jié)合,，可引起線粒體的丟失和細(xì)胞色素C的釋放,。通過腺病毒E1B-19K和其它病毒的BCL-2做正交實驗,，顯示出病毒的抗細(xì)胞調(diào)亡作用的活性和阻斷的過程,。

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圖2。非溶細(xì)胞抗病毒作用,，TNF配體介導(dǎo)宿主與病毒的相互作用（a）分泌刺激性細(xì)胞因子（TNF,，IFN）提升由蛋白酶體介導(dǎo)的降解HBV的核衣殼顆粒的作用,，降解病毒RNA，從感染的肝細(xì)胞核內(nèi)清除整合的病毒cDNA,。在這個模型中顯示出TNF與IFN的協(xié)同作用,。（b）LTβR配體：LTα1β2或LIGHT(Lt樣誘導(dǎo)蛋白，可和HCMV在T細(xì)胞表面表達(dá)的球蛋白D競爭)與LTβR結(jié)合后的信號可通過NF-κB依賴的途徑,，產(chǎn)生IFN-β來抑制成纖維細(xì)胞中HCMV的復(fù)制,。在沒有HCMV感染的情況下LTβR不能誘生IFN-β，但HCMV也可利用LTβR對調(diào)亡信號進(jìn)行阻斷,。（c）腺病毒E3基因的表達(dá)可抑制由TNF誘導(dǎo)的趨化因子轉(zhuǎn)錄（巨噬細(xì)胞趨化蛋白[MOP]-1,、IL-8和IP-10）,而且該機(jī)制是通過E3 10.4K/14.5K基因的功能來抑制NF-κB活化TNF。（d）小鼠模型中鼠痘病毒與牛痘病毒的基因缺陷型可表達(dá)一種可溶性CD30同源蛋白,，它可結(jié)合于CD30配體,，從而抑制Th1細(xì)胞（非Th2）介導(dǎo)的免疫活化效應(yīng)。有點的箭頭顯示有增效作用的分子交聯(lián),。