中山医科大学微生物学教研室(广州 510089)黄俊琪(综述)郭辉玉(审校)
摘要由于HCV在被感染组织和血清中浓度较低,尚无实用的实验动物模型和有效的体外复制系统,对于HCV生活周期的研究比较困难。Abrignani等人发现病毒受体是CD81分子[1],为HCV致病研究提供基础。本文就HCV的研究概况、CD81及HCV和CD81的相互关系的研究进展做一综述。
关键词:CD81HCV病毒受体
1989年克隆出HCV使肝炎病毒的研究跨上了一个新的台阶,但由于HCV在被感染组织和血清中浓度较低,尚无实用的实验动物模型和有效的体外复制系统,因此对于HCV生活周期的研究有很大进展。1989年Abrig-nani等人从A2R细胞中找到了病毒E2抗原结合的细胞表面分子就是DC81分子[1]。1999年8月Flint等人证明可溶性HCV e2糖蛋白能特异地与细胞表达的人CD81结合[14],进一步证明CD81是HCV的受体。本文就HCV的研究概况、CD81及HCV和CD81的相互关系的研究进展做一综述。
1 HCV的研究概况
1.1 HCV的发现:科学家发现除了HAV、HBV以外还有一些引起肝炎的因素,称为NANBV,后又发现NANBV并不是均一类型的肝炎病毒,其中有经血传播的,也有消化道传播的,但用病毒分离,抗原抗体检测等传统的方法经过十几年的研究,进展甚微。1989年美国Chiron公司和美国疾病控制中心通力合作,摒弃传统的病毒学研究方法,将分子克隆技术首先引入到肝炎病毒的研究领域中,终于,Choo和kuo等人成功地从HCV感染的黑猩猩血液标本中克隆出HCV。
1.2 HCV的分子生物学特征:HCV属于黄病毒科的成员,球形,有包膜,包膜上有刺突,基因组为+ssRNA,全基因组约含10kb,编码约10000个氨基酸。HCV基因组有一个大的开放读码框架,由5'端编码结构蛋白的核心区及包膜区和3'端编码非结构蛋白的7个区构成,其完整解读框为NH2-C-E1-E2-NS1-NS2-NS3-NS4A-NS4B-NS5A-NS5B-COOH。HCV的RNA和蛋白变异性很大,至少存在6种基因型和2~3型血清型,彼此之间可能没有交叉保护力。HCV的E基因的变异较大,很容易形成免疫逃脱突变体,使HCV感染得容易形成持续性病毒感染的携带者。
1.3 HCV的传播方式:HCV经血传播为主,美国80%~90%的输血后肝炎为HCV所致。近几年发现,HCV和HBV一样也可通过性接触、家庭内接触以及垂直传播,所以HCV感染的高危人群与HBV和HIV相似。
1.4 丙肝流行情况:丙型肝炎呈世界分布,目前全世界有1亿7千万人感染HCV,占全世界人口的3%[1]。我国约有4千万HCV携带者,平均感染率为3.2%。丙型肝炎较乙型肝炎更易发展成慢性肝炎甚至发展肝硬化和肝癌,据报道,急性丙型肝炎约50~60%发展成慢性肝炎,其中20%最终可发展为肝硬化和肝癌。正因为HCV对人类健康有极大的危害性,因此越来越受到重视。
1.5 HCV的致病机制:HCV的致病机理尚未十分明了,大多数学者认为,HCV感染后所诱导的免疫病理反应可能起重要作用。E蛋白是病毒的主要包膜糖蛋白,含有病毒血凝素和中和抗原决定簇,在HCV的致病性和免疫性中有十分重要的作用,有人推测蛋白HCV的E2蛋白可能含CD8+AT细胞识别的重要肽段。
2 CD81的研究现状
对于TM4SF家族中的作用的研究90年代才刚刚开始,其成员有特殊的四次跨越细胞膜结构,并能与HLA抗原以及整合素相连,从而能促细胞生长、传导信息、并可能与病毒的粘附与进入机制有关。
2.1 CD81的结构:CD81是TM4SF成员,为分子量为25kD的跨膜四分子蛋白,它表达广泛[1,2,6],在90%Burkitt淋巴瘤细胞株细胞表现有表达[10]。它四次跨越细胞膜,在细胞外形成大小两个环状结构。CD81在细胞内和跨细胞膜区域成分高度保守,而其大的细胞外环区域(EC2)具有易变性,在不同种属中氨基酸序列不同,但在人类和黑猩猩中CD81的细胞外大环区高度保守,这可能与HCV感染具有种属特异性的特性有关。
2.2 CD81的功能:TM4SF成员CD9,CD37、CD53、CD63、CD81、CD82在不同细胞中对细胞生长、动力、信号传导和粘附效应有关[4,8]。CD81在胸腺基底细胞上的表达对胸腺细胞的成熟有重要作用,CD81不是TB和B细胞成熟所必须,但对B细胞上CD19的表达和抗体产生很重要,它可以促进IL-4和抗体的产生,在T细胞上与CD4、CD8有关,它可以根据刺激物的不同来源以不同的方式调节淋巴细胞的增殖,从而控制淋巴细胞自身稳定[2,3,6,11]。CD81在B细胞中与CD21、Leu13和CD19相连,形成信号传导复合物,可以降低B细胞激活阈值[2],从而促使自身抗体的产生,形成相应的免疫病理损伤。B淋巴细胞发育及功能调节也部分信赖于CD19/CD21/CD81/Leu13细胞表面受体复合物[5,6]。CD81在不同的细胞中参与不同的分子复合物,它可能参与介导HCV粘附,并将信号传导给靶细胞。CD81/CD21/CD19其它TM4SF蛋白(CD53、CD37、CD82)与GGT(γ-谷氨酸转肽酶)形成复合物,调节细胞内氧化还原反应[12]。TM4SF成员CD9、CD63、CD81、CD82与HLA-DR及整合素相连,形成细胞膜四分子蛋白交联联网[4]。整合素属于细胞粘附分子中的整合素家族,其功能是参与细胞识别、粘附和信号传递,与细胞生长、免疫细胞活化、自身免疫反应等有关。有人报道在上皮细胞和造血细胞中CD81与整合素VLA4相连[9],VLA3与基它表面分子包括TM4SF蛋白如CD9、CD53、CD63、CD81、CD82形成复合物[7],发挥调节细胞增殖分化等作用。CD9与CD81与促肌细胞融合,支持肌小管形成有关[13]。
3 HCV与CD81的相关关系
1998年,Abrignani等人从E2结合点较多的Molt-4的亚克隆细胞株A2R中,找到了病毒E2抗原结合的细胞表面分子就是CD81分子[1],发现人和黑猩猩的CD81 eC2区保守,而与非洲绿猴COS细胞和鼠类的CD81 EC2区的氨基酸残基有不同,从而揭示了HCV感染具有属特异性的分子基因。1999年8月Flint等人证明可溶性HCV e2糖蛋白(E2661)能特异地与细胞表达的人CD81结合,进一步证明CD81是HCV的受体,在鼠RBL与Molt-4细胞上表达的人CD81结合HCV e2661的所需量没有差异,证明在HCV E2与细胞表面开始作用时并不需要人细胞特异因子,E2不与非洲绿猴COS细胞表面CD81作用,因其EC2区有四个氨基酸残基不同(163、186、188、196),这些残基可能有-E2的作用位点,并表明CD81的构型与E2的识别有关,HCV e2与CD81结合可以抑制B淋巴细胞增殖,调节细胞功能[14]。他们还研究了细胞表面表达的HCV e2糖蛋白的功能进行分析发现,HCV E1、E2在真核细胞的内质网中表达,E2384~661残基与甲型流感病毒的HA跨膜区和胞质区融合,并能锚定在CD81上[15]。
CD81与HCV感染有关,CD81的种属特异性、结构功能以及与HCV关系的研究有助于解释HCV相关疾病的致病机制,为建立小型动物模型提供条件,并为HCV感染的治疗提供新的思路。目前研究HCV与CD81相互关系的资料甚少,却是HCV研究的潜在热点之一。
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