Dectin-1 在真菌感染免疫应答中的研究进展

施丹青，骆雪萍

（1.桂林医学院，广西 桂林；2. 桂林医学院附属第二医院，广西 桂林）

0 引言

人类经常以皮肤粘膜定植或吸入孢子形式接触真菌。多数真菌是机会致病菌，当人体出现严重免疫功能障碍时可导致全身多器官功能障碍。侵袭性念珠菌病（invasive fungaldisease，IFD）是一种重要的、与医疗健康相关的真菌感染，指因假丝酵母菌入侵血液和深层组织器官引起，包括肺部感染、腹腔内脓肿、腹膜炎或骨髓炎等疾病[1]。所有报告的与IFD 相关的死亡中，90% 以上是由属于以下四类真菌造成的：隐球菌、念珠菌、曲霉菌和肺孢子菌。虽然已有几种抗真菌药物，但是与IFD 相关的死亡率仍居高不下，严重威胁着人们的健康[2]。在抵御IFD 过程中，树突细胞相关性C 型凝集素-1（dendritic cell associated C-type lectin-1，Dectin-1）作为一种主要的模式识别受体（pattern recognition receptors，PRR），通过识别真菌表面的病原相关分子模式（pathogen associated molecular patterns，PAMP）参与天然免疫系统的启动[3]。现就近年来关于Dectin-1 在真菌感染免疫调节过程中的研究进展进行综述。

1 Dectin-1 简介

Dectin-1 是由CLEC7A 基因编码的II 型膜蛋白，主要在髓样细胞上表达[4]。Dectin-1 蛋白首先在树突状细胞（dendritic cell，DC）中被发现，随后发现在包括树突状细胞、朗格汉斯细胞、巨噬细胞、单核细胞、嗜中性粒细胞、肥大细胞等各类细胞中广泛表达，也可受病原体诱导后在上皮细胞系表达[5-7]。

Dectin-1 是小鼠和人类中最具特征性的C 型凝集素样受体/C 型凝集素结构域（C-type lectin receptors，CLR/ C-type lectinlike domain，CTLD）之一，它对碳水化合物的识别不依赖于Ca2+[8]。其蛋白的结构由一个特征性胞外C 型碳水化合物识别结构域（carbohydrate-recognition domain，CRD）通过一个茎区连接到一个跨膜区域[9]。该C 型结构域是一个由高度保守的半胱氨酸残基之间的二硫键形成的特征性折叠[10]。CRD 的长度变化可改变与β-葡聚糖的结合率[12]。Dectin-1 蛋白胞浆尾部含有一个免疫受体酪氨酸激活基序（immunoreceptor tyrosine-based activation motif，ITAM）。当Dectin-1 被激活时，其hem-ITAM 样结构域的磷酸化诱导多个下游信号途径[13]。在DC 中，Dectin-1 特异性参与触发的细胞因子模式与TLR、RLR 或NLR 通路激动剂诱导的有所不同，可强烈诱导促炎细胞因子释放，如TNF、IL-6 和IL-23等，并伴有高水平的IL-2 和IL-10。以是否含有茎区为区别，人类CLEC7A 基因转录后被选择性地剪接成了两种主要的功能异构体，这两种异构体在不同的细胞类型中表达不同，其中A、B、E 型带有完整的CRD 结构域和ITAM 基序[6,10]。

2 Dectin-1 在真菌感染中的免疫应答

β-葡聚糖是真菌细胞壁高度保守的组成部分，在念珠菌属、曲霉菌属、肺孢子菌属等中均有表达。通过对线性或分叉连接的β-1，3 葡聚糖的识别，Dectin-1 可触发至少两条信号通路引起胞内信号传递，启动天然免疫应答和获得性免疫应答[14]。Takano 等[15]通过对比褐藻多糖中的低价β-葡聚糖对人和小鼠Dectin-1的诱导作用，提示Dectin-1 的胞内结构域与其配体的物种特异性激活谱有关，与配体结构域无关。低价β- 葡聚糖可诱导人类一系列促炎基因，当在人类Dectin-1 蛋白中引入小鼠特异性氨基酸Lys2 和Ser5，可降低对低价β- 葡聚糖的反应性[16]。除此以外，Dectin-1 还能参与不包含β-葡聚糖的先天免疫过程，如识别T 细胞的内源性配体和分枝杆菌上的配体等[17]，但是其中关键的PAMP 和机制尚不明确。

Dectin-1 识别配体后，通过hem-ITAM 触发细胞内信号传导，该信号诱导多个下游信号通路，包括脾脏酪氨酸激酶（spleen tyrosine kinase，Syk）依赖通路（如Syk/CARD9）和非Syk 通路（如Raf-1/RAS 等）[18]，以激活典型的NF-κB 亚基。当Dectin-1的hem-ITAM 被酪氨酸磷酸化时，Syk 被招募，其SH2 结构域与Dectin-1 的hem-ITAM 结合，导致Syk 酪氨酸磷酸化，并将信号转导到下游[19]。除此以外，Dectin-1 激活Syk 通路还通过非典型NF-κB 通路的诱导。该通路通过NF-κB 诱导激酶和IκB激酶-α 的相继激活，介导RELB-p52 二聚体的核转位。既往发现，在巨噬细胞中，Dectin-1 可以与TLR2 协同作用，针对各种真菌成分介导产生TNF[2]。Kimura 等[20]通过研究大鼠肥大细胞系RBL-2H3 细胞中Dectin-1 蛋白的表达，揭示了Dectin-1 可通过非依赖TLR2 的方式，介导单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemotactic protein-1，MCP-1）的信号传导，但是在巨噬细胞和DC 中尚未见报道。这提示Dectin-1 介导的肥大细胞信号转导可能在抗真菌免疫中发挥新的作用。Gringhuis 等[21]研究发现，当β-葡聚糖和白色念珠菌刺激Dectin-1 时，诱导了由丝氨酸-苏氨酸激酶Raf-1 介导的第二信号通路，该信号通路在NF-κB 激活点与Syk 通路整合。Dectin-1 依赖RAF-1 分泌IL-10、IL-12p35、IL-12p40、IL-6、IL-1b 等细胞因子。RAF-1 通过促进RelB 被隔离到失活的p65-RelB 二聚体中，从而改变辅助性T 细胞的分化，从而拮抗Syk 激酶诱导的RelB 活化，负反馈调节免疫应答过程。Peng 等[22]通过研究人角膜上皮细胞在烟曲霉感染过程中的免疫反应发现，烟曲霉菌菌丝被Dectin-1 识别后，通过Syk/CARD9 通路作用于磷脂酶C-γ2（Phospholipase Cγ2， PLCγ2）上游，可促进PLCγ2 磷酸化，介导细胞表面Ca2+通道的开放和促炎性介质（IL-6，CXCL1 和TNF-α）的释放。Dectin-1 依赖ATP 转运体泡核苷酸 转 运 体（Vesicular nucleotide transporter，VNUT），介 导PLCTRPV1/TRPA1 轴，通过角质形成细胞和初级感觉神经元之间的细胞间联系，产生急性炎性疼痛，而VNUT 抑制剂克罗膦酸盐可用于减轻由β-葡聚糖引起的疼痛[23]。

Dectin-1 发出的信号可以诱导或调节许多细胞反应，包括吞噬作用，呼吸爆发，中性粒细胞胞外陷阱形成，自噬，DC 成熟和抗原呈递，炎症小体激活（包括NLRP3 和非典型的caspase-8 炎症小体），以及类花生酸，细胞因子和趋化因子的生产[24,25]。Dectin-1与补体受体3（complement receptor 3，CR3）可通过脂质筏和Syk-JNK-AP-1 途径协同激活巨噬细胞产生相应细胞因子[26]。 不 同 于 与TLR2 或Dectin-2 等PRR 之 间 的 串 扰，Dectin-1 与CR3 的串扰并不与NF-κB 通路相连，JNK 与AP-1 是介导CR3和Dectin-1 诱导的协同细胞因子应答的主要转录因子。在未受刺激的巨噬细胞中，CR3 和Dectin-1 都弥漫分布在胞浆和细胞膜上，但在刺激时，它们被招募并共存于巨噬细胞和病原体交界处的脂筏微域上。破坏脂筏可显着降低巨噬细胞分泌TNF 和IL-6，补充胆固醇可恢复TNF 的产生能力，但不能恢复IL-6 的产生。关于如何将PRR 募集到脂质筏上以及如何通过异种PRR 引发信号串扰仍有待进一步研究。Dectin-1 依赖Fcγ 受体、蛋白激酶C 和NADPH 氧化酶系统产生的活性氧（reactive oxygen species，ROS）诱导信号形成，有助于中性粒细胞通过增强的呼吸爆发杀死光滑念珠菌[27,28]。Dectin-1 还可以调节其他PRR 诱导的细胞反应，直接诱导天然免疫记忆，影响CD4+和CD8+T 细胞和B 细胞反应的发展。气道上皮细胞中的Dectin-1 主要通过NF-κB 信号通路激活先天性淋巴细胞，特别是nTh17 细胞，衍生的IL-17 和GM-CSF能够使肺泡MØ、DC 和嗜中性粒细胞杀死真菌，协调参与天然抗真菌免疫[29]。在多数哺乳动物的念珠菌免疫应答中Dectin-1 对介导骨髓来源的巨噬细胞产生IL-12p40 中起部分介导作用，在人类骨髓来源巨噬细胞对光滑念珠菌的应答中起主要介导作用[30]。IL-12p70 通过诱导转录因子T-bet 促进Th1 细胞分化。Th2 细胞分化的潜在机制尚不完全清楚，但这一过程与Th1 细胞分化密切相关，因为抑制DC 分泌IL-12p70 可促进Th2 细胞分化[31]。Zhao等[32]研究发现Dectin-1 通过SYK、Raf1 和NF-κB 信号通路介导OX40L 和TNFSF15 的表达。该课题组还发现活化的DC 诱导CD4+T 细胞向Th9 分化，分泌重要抗肿瘤细胞因子IL-9。通过Th9/IL-9，Dectin-1 可能参与抗肿瘤过程[33]。

对于人类而言，Dectin-1 的单核苷酸多态性（single-nucleotide polymorphism，SNP）与真菌疾病的易感性增加相关[34,35]。Chen等[36]研究发现，在中国汉族人群急性髓性白血病（acute myeloid leukemia，AML）患 者 中，Dectin-1 rs3901533 和rs7309123 基因多态性与肺部IFD 敏感性相关，携带rs3901533G 等位基因和rs7309123C 等位基因的AML 患者发生肺部IFD 的风险显著增加。CLEC7A 中的rs16910526 或Y238XSNP 比较常见，并导致碳水化合物识别区中存在过早的终止密码子。Cunha 等[37]研究发现在造血干细胞移植的供体或受体中存在Dectin-1 Y238X 多态性会增加肺部曲霉病的易感性，当多态性同时存在于供体和受者中时，风险最高。Calabrese 等[38]研究发现，存在Y238X 多态性的肺移植患者有更高的慢性同种异体移植功能障碍发病率，严重降低移植后的长期存活率。Rym 等[39]通过研究罕见的BCL10 完全缺乏症患儿，认为BCL10SNP，尤其是等位基因F94S（Rs753911557）对成纤维细胞中的TLR4，TLR2/6 和Dectin-1 信号传导产生负面影响；F94S 如果出现纯合子，可能是一个潜在的致病靶点。所有的突变还需要更多关于分子和细胞特征的分析，才能推断出它们的致病性。

3 小结与展望

Dectin-1 是一种重要的PRR，在抵御真菌感染中起着至关重要的作用。虽然关于Dectin-1 在体内的作用已经有了很多的研究，但由于Dectin-1 与其他PRR 在抗真菌感染过程中的协同作用机制仍不清楚，有待进一步研究。另一方面，先天免疫SNPs 降低Dectin-1 活性而增加IFD 发病率。而被过度激活的Dectin-1 也与全身炎症反应综合征有关。深入研究Dectin-1 参与的真菌感染免疫应答信号通路，研究针对以CLEC7A 为靶点的基因治疗，对于抗真菌感染、自身免疫性疾病治疗等具有可观的潜在应用价值。