髓样细胞触发受体2与炎症相关疾病关系的研究进展

陈思霖 李小鹏 沈佳聪 张伦理

南昌大学第一附属医院感染科（南昌330006）

TREM-2 作为免疫球蛋白超家族的成员之一，可以调节炎症反应，在机体的固有免疫和获得性免疫应答过程中起着重要作用。越来越多的研究表明TREM-2 参与了肺部炎症性疾病、肝脏炎症性疾病、牙周炎、炎症性肠病、脓毒症、阿尔茨海默病等炎症相关疾病的进展，发挥减弱或加重病情发展的重要作用。因此，本文主要对TREM-2 与炎症相关疾病关系的相关研究进行阐述。

1 TREM-2 表达及信号通路

髓样细胞触发受体（TREM）是在2000年发现的一种免疫球蛋白超家族成员。TREM 簇位于人类染色体6p21 和小鼠染色体17C3 上。已鉴定出人类染色体6p21 上有三个TREM 成员（TREM-1、TREM-2、TREM-3），TREM-1 和TREM-2 是TREM家族中目前了解最多的两种跨膜糖蛋白，其结构相似（25～30 kDa），通过与12 kDa 的DNAX 激活蛋白（DAP12）结合，进行信号传递及发挥生物作用。既往的研究表明，TREM-1 在炎症反应中主要起放大、增强炎症反应作用，扮演着炎症反应放大器的角色。当机体受到细菌和真菌刺激时，TREM-1 的表达明显上调，其介导中性粒细胞和单核细胞的激活，并可能在炎症反应中起主导作用［1-2］。

TREM-2 基因由五个外显子组成，可以编码230 个氨基酸的蛋白质，其具有免疫球蛋白样胞外域、带正电荷的赖氨酸残基的跨膜区和短的细胞质尾巴［3］。TREM-2 最初被发现其表达于多种髓系细胞中，但越来越多的研究表明，其不仅表达在髓系细胞上，在非髓系细胞中亦可检测到其表达［4-6］。

TREM-2 的信号转导需要跨膜适配器分子DAP12 的参与，DAP12 由一个最小的胞外区、一个跨膜区及一个含有单一免疫受体酪氨酸激活基序（ITAM）的细胞质区域组成。DAP12 跨膜区中的天冬氨酸允许其通过静电相互作用与细胞表面受体结合。受体通常具有嵌入其跨膜区的带相反电荷的氨基酸，这允许与DAP12 形成非共价复合物。TREM-2 结合配体后，与DAP12 跨膜区内带负电荷的天冬氨酸相偶联，DAP12 相关受体与其配体的连接导致SRC 家族激酶的激活和随后DAP12的ITAM 中酪氨酸残基的磷酸化，它在酪氨酸磷酸化后招募脾脏酪氨酸激酶（Syk）和Zeta 链相关蛋白激酶70（ZAP70），激活磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）、NF-κB、ERK 途径等，动员细胞内Ca2+，肌动蛋白细胞骨架的重排和相关转录复合物的激活，进而激活细胞，在炎症反应和免疫反应中发挥重要的调节作用［7-8］。大多数的研究表明TREM-2是炎症的负性调节因子，可以抑制细胞因子的分泌，调节树突状细胞（DC）、小胶质细胞和破骨细胞的发育和功能，调节吞噬功能，清除细菌，促进抗炎作用，对机体起保护作用。然而有部分研究表明TREM-2 在炎症相关疾病中起着双重作用，对机体造成不利影响。总而言之，越来越多的证据表明TREM-2 可以调节炎症反应，在免疫应答中起关键作用。

2 TREM-2 与肺部炎症性疾病

2.1 TREM-2 与急性肺损伤急性肺损伤（acute lung injury，ALI）是呼吸系统最常见的临床危重疾病之一，感染是其主要原因。革兰氏阴性杆菌是临床感染的主要病原体。TREM-2 在细菌清除中起重要作用，该受体具备模式识别能力，可与多种不同的革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌特异性结合，并能诱导吞噬作用［9］。SUN 等［10］研究发现TERM-1 仅在巨噬细胞中表达，而TREM-2 可在肺的各种类型的细胞中表达，诸如支气管上皮细胞、成纤维细胞、肺腺癌细胞和巨噬细胞等。其在使用内毒素（LPS）诱导的ALI 动物模型中发现，ALI小鼠肺组织中TREM-1mRNA 表达显著增加，而TREM-2mRNA 表达降低，TREM-1mRNA/TREM-2mRNA 的比值较正常小鼠肺组织中的比值升高。血管活性肠肽（VIP）是肺中含量最丰富的具有生物活性的神经肽之一，在呼吸系统中具有抗炎作用。在给予VIP 后可使TREM-1/TREM-2 比率正常化，显示出抗炎作用。同样，TREM-1与TREM-2比率的变化与慢性阻塞性肺疾病（COPD）的严重程度相关［11］。COPD 患者肺巨噬细胞TREM-2 表达增加，特别是与TREM-1 相比。TREM-2/TREM-1的表达比率随着疾病严重程度的加重而不成比例地升高。与此相一致的是，这种不平衡与COPD 早期阶段的M1 样炎症反应向晚期疾病中发现的M2样反应的转变有关。TREM-2 水平和TREM-2/TREM-1 比值可能是M2 巨噬细胞活化的标志物，对COPD 患者2 型免疫反应的诊治具有指导意义。TREM-1 具有类似于激活Toll 样受体（TLR）和NOD 样受体（NLR）的生物活性，刺激细胞免疫信号进而产生过度的炎症反应。而TREM-2 则抑制巨噬细胞中TLR 诱导的反应，并对TREM-1 介导的炎症提供保护作用。Liu 等研究了TREM-2 基因沉默对LPS 诱导的小鼠ALI 炎症反应的影响得出了相似的结论。结果发现，使用慢病毒介导的RNA干扰沉默了TREM-2 的表达，其肺组织病理改变较ALI 模型组更为明显，TREM-2 mRNA 表达水平降低，而TNF-α 、IL-10 表达显著升高，表明炎症时TREM-2 水平下降，进而削弱了对促炎因子分泌的抑制作用，从而加重了肺损伤［12］。由此可见，TREM-2 对内毒素性ALI 小鼠的炎症反应具有保护作用，为ALI 的防治提供了新的潜在靶点。TREM-1 和TREM-2 之间的相对平衡可能是维持正常肺组织微环境稳定性的关键，可能通过激活巨噬细胞发挥作用。

2.2 TREM-2 与肺炎肺炎可由细菌、病毒和其他病原微生物等因素感染引起。临床上比较常见的是细菌及病毒引起的肺炎。细菌性肺炎期间，肺内的吞噬和炎症对于宿主的防御是至关重要的。SHARIF 等［13］探索了TREM-2 在肺炎球菌感染的天然免疫反应中的作用，令人意想不到的是其研究表明小鼠感染肺炎链球菌后，TREM-2 基因敲除的小鼠与野生型小鼠相比，肺部细菌清除率增加，菌血症减少，存活率提高。与野生型的肺泡巨噬细胞（AM）相比，研究者发现TREM-2 基因敲除的AM 在体外和体内显示出增强的细菌吞噬功能。其原因可能是在缺乏TREM-2 的情况下，AM选择性上升补体成分1q（C1q）水平，C1q 是细菌吞噬作用的重要调节因子，在肺炎期间对于宿主的防御反应防御是至关重要的，可以增强细菌吞噬功能。因此肺泡巨噬细胞上TREM-2 的表达在肺炎链球菌感染期间对细菌吞噬和清除是有害的，表明TREM-2 对吞噬作用的影响是具有细胞类型特异性的。WU 等［14］研究报道了TREM-2 对小鼠副流感病毒感染后肺部疾病发展的影响，该研究发现TREM-2 基因缺失的小鼠在病毒感染后期肺部炎症和气道粘液产生显著减少，伴随着细胞因子IL-13、黏蛋白5AC、M2 巨噬细胞标志物Arg1 和Chi313m 的表达下降。即TREM-2 基因缺失可使机体在病毒感染的后期明显减缓或阻止慢性肺部疾病的进展，降低发展为慢性肺炎、哮喘、COPD 的概率。该研究还表明TREM-2 在促进巨噬细胞存活方面具有积极作用，延迟炎症反应，TREM-2 的激活促进了慢性炎症性疾病的发展。CHEN 等［15］研究却发现迁延性细菌性支气管炎和支气管扩张症中存在着一些抗炎基因如IL-10 和CD200R（限制炎症巨噬细胞反应的受体）的上调，而TREM-2表达下调，伴随着细菌清除率差和炎症消退时间延长。另有研究报道了TREM-2 在克雷伯氏菌肺炎期间宿主反应中的作用，证明TREM-2 基因缺失的巨噬细胞较野生型巨噬细胞释放更高的细胞因子浓度。缺乏TREM-2，巨噬细胞对肺炎克雷伯氏菌的吞噬能力降低。出乎意外的是TREM-2的缺乏并不影响疾病的结局，并不能改善克雷伯氏菌肺炎引起的败血症期间的宿主防御，其作用似乎是相当有限的［16］。综上所述，TREM-2 为肺部炎症性疾病的诊断与治疗提供了新思路。

3 TREM-2 与肝脏炎症性疾病

非酒精性脂肪性肝炎（NASH）在我国的发病率逐年升高。XIONG 等［17］研究报道了在NASH 中存在NASH 相关巨噬细胞（NAM）。NAM 是小鼠和人类NASH 的一个标志，与疾病进展密切相关，其特征是TREM-2 的高表达，这是小鼠和人类NASH 的一个特征，与疾病的严重程度有关，并且对药物和饮食干预具有高度的响应性，随着NASH 的逆转，NAM 及TREM-2 表达亦下降。该研究还发现TREM-2 表达与肝损伤的血浆标志物、脂肪变性、炎症、肝细胞膨胀、肝纤维化和NAFLD活动评分等密切相关。因此，TREM-2 阳性巨噬细胞的出现可能在饮食诱导的NASH 过程中起到适应性和保护性作用。病毒感染及药物、毒物引起的肝脏损伤是临床上比较常见的肝炎病因。已有研究报道了TREM-2 调节小鼠感染淋巴细胞性脉络膜脑膜炎病毒（LCMV）时肝脏的免疫反应［6］。缺乏TREM-2 表达的小鼠受到保护，免受LCMV 诱导的肝炎反应，血清ALT、AST、碱性磷酸酶及胆红素浓度较野生型小鼠更低，并改善对病毒的控制，显示出更高的病毒清除率。其机制可能与缺乏细胞受体TREM-2 影响病毒复制或进入肝细胞。揭示了TREM-2 的非造血表达在病毒诱导的肝脏病理中的一种新的疾病加重作用，加重肝炎的炎症反应，表明TREM-2 在非髓系表达中具有新的作用。然而，在使用四氯化碳和对乙酰氨基酚诱导的小鼠肝损伤研究中却得出了不一样的结论［18］。表明TREM-2 在肝损伤中可以抑制肝脏的炎症反应，减轻肝细胞损伤，其是不同类型肝毒性损伤的关键调节因子。其机制可能与非实质肝细胞（肝星状细胞和常驻Kupffer 细胞等）表达的TREM-2 抑制TLR4 驱动的炎症反应与丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）磷酸化，特别是细胞外调节激酶（ERK）激活的早期减弱有关。此外，缺乏TREM-2 导致病原体相关分子模式（PAMP）驱动的非实质肝细胞的炎症增强可能是肝损伤的驱动因素。TREM-2 抑制急性肝损伤后中性粒细胞趋化因子CXCL1 水平，进而影响中性粒细胞募集，减轻肝脏的炎症反应。肝脏缺血再灌注损伤（IRI）是临床上常见的病理现象，在肝移植、肝脏肿瘤切除术、失血性休克等过程伴随着IRI 的发生。最新的研究表明肝间质树突状细胞参与肝移植后IRI 和宿主免疫反应的控制，而且与DAP12/TREM-2 信号传导复合物紧密相关［19］。缺乏DAP12 或TREM-2 的小鼠其肝内DC的激活增强，显示出NF-κB 表达水平上调，循环中的TNF-α 和IL-6 分泌增多，表现出增强的IRI，高水平的ALT 和组织损伤加重。进而揭示了DAP12 和肝脏DC 表达TREM-2 之间的密切关系，并提示DAP12 通过负调节肝脏DC 刺激功能，促进其对肝脏炎症反应的控制。而TREM-2 与临床上较为常见的乙肝、丙肝病毒引起的肝炎的关系尚缺乏相关报道，这也许可以成为未来研究的方向，其结果可能是有趣的。TREM-2 在不同的肝脏炎症性疾病中可能具有相反的作用，视引起肝脏损伤的原因而决定，总之，其为控制肝损伤/肝脏炎症性疾病提供了新的治疗靶点。

4 TREM-2 与牙周炎

牙周炎是一种不可逆的炎症进展，鉴于TREM-2 在破骨细胞生成中起作用，这可能有助于在更严重的牙周炎中观察到的牙槽骨破坏［20］。CHEN 等［21］研究也鉴定了TREM-2 在牙周组织中的表达，以及TREM-1 和TREM-2 在牙周组织中的蛋白表达变化。研究发现除牙龈结缔组织中的髓样细胞外，TREM-1和TREM-2在牙龈上皮细胞中也有表达。并且健康受试者的牙龈上皮中没有检测到TREM-2表达，而在慢性牙周炎患者中TREM-2的表达定位于牙龈上皮。TREM-1 和TREM-2 在牙周炎中的表达增加，且TREM-2 水平和所有临床牙周测量之间呈正相关。因此TREM-1 和TREM-2 之间的相对平衡可能指示牙周炎时机体的炎症和免疫状态，可能成为牙周炎的诊断和潜在的治疗靶点。

5 TREM-2 与炎症性肠病

炎症性肠病（IBD）主要为克罗恩病和溃疡性结肠炎，是累及回肠、直肠、结肠的一种特发性肠道炎症性疾病。由于其炎性参与，TREM-2 对IBD发病机制和进展的研究引起了人们的兴趣。CORREALE 等［22］研究表明IBD 患者肠道的炎症病变粘膜中TREM-2 的表达水平明显增高，其动物实验亦证明与野生型小鼠相比，TREM-2 基因敲除的小鼠发展为较轻的结肠炎，其黏膜病变较小，TREM-2 缺失的结肠树突状细胞产生较低水平的炎性细胞因子，减轻T 细胞活化。TREM-2 的缺失对急性和慢性实验性结肠炎的发展具有保护作用，TREM-2 可能主要通过促进树突状细胞的功能促进IBD 的炎症，进而在肠道炎症中起放大作用。GENUA 等［23］的研究得出了相似的结论：TREM-2 基因缺失导致实验性结肠炎易感性降低。MCVICAR 等［24］研究报道了TREM-2 缺失改善了右旋糖酐硫酸钠诱导的结肠炎，结肠中细胞因子的产生减少，结肠炎程度较轻。TREM-2增强肠道炎症反应和病理损伤，增强促炎性细胞因子IFN-γ 和IL-17a 分泌［25］，从而调控IBD 的发生发展。这表明在肠道微环境中，TREM-2 可能是炎症的放大器，因此有望成为治疗IBD 的有效靶点。

6 TREM-2 与脓毒症

脓毒症是指由感染导致的全身炎症反应综合征，通常会导致组织损伤和多器官衰竭，脓毒症的病情凶险，病死率高，对人类健康造成巨大威胁。CHEN 等［26］研究发现在脓毒症患者及脓毒症小鼠中TREM-2 的表达水平上调。在盲肠结扎穿刺法诱导的多菌脓毒症小鼠模型中，阻断TREM-2 的作用导致小鼠体内的细菌负担及死亡率显著增加，而给小鼠体内注射过表达TREM-2的骨髓来源的髓样细胞，可以降低局部器官和全身细菌负担，改善器官损伤，并降低死亡率。令人意外的是，在LPS 诱导的内毒素血症模型中没有观察到TREM-2 的这种保护作用［26］。GAWISH等［27］研究重现了这一结果。在LPS 诱导的脓毒血症模型中，TREM-2 基因缺失的小鼠的即时炎症反应增强，但炎症反应增强后炎症迅速消退，其原因可能是TREM-2 的缺失导致较早诱导负调控因子A20，进而加速炎症的消退，最终导致存活率提高。A20 是一种泛素编辑蛋白，通过促进RIPK1和TRAF6 的降解来减弱NF-κB 信号，减弱炎症反应。A20 的肝脏过度表达已被证明可以保护小鼠免受LPS 诱导发生脓毒症、休克。在由假鼻疽杆菌引起的脓毒症中，TREM-2 基因缺陷的小鼠表现出明显改善的宿主防御，这反映在强大的生存优势以及减少的细菌负荷、较少的炎症和减少的器官损伤［28］。TREM-2 缺乏通过限制炎症和器官损伤，提高了假鼻疽杆菌感染小鼠的存活率。这些发现确定了TREM-2 在宿主对脓毒症的防御反应中的重要作用，并提示TREM-2 是一个新的有吸引力的脓毒症治疗靶点。

7 TREM-2 与阿尔茨海默病

目前研究已清楚地表明，由小胶质细胞激活导致的神经炎症在阿尔茨海默病（Alzheimer′s disease，AD）的发病机制中起着核心作用［29］。近年来TREM-2 成为AD 有效预防和治疗的靶点的研究热点之一，且越来越多的研究表明TREM-2 在AD 的发生发展中具有双重作用，是一把双刃剑。在中枢神经系统中，TREM-2 特异性表达于小胶质细胞，可以调节小胶质细胞的吞噬作用及炎症反应。TREM-2 的基因变异已被证明会增加发生AD的风险，TREM-2 和小胶质细胞在限制斑块周围tau 病变发展中起关键作用［30］。ApoE4 是AD 最强的遗传风险因子，它会损害Aβ 的清除并增加淀粉样蛋白的形成。ApoE 被鉴定为小胶质细胞受体TREM-2 的配体，研究表明ApoE 可能影响TREM-2介导的小胶质细胞吞噬作用，与ApoE3 相比，ApoE4导致TREM-2表达降低，这可能损害TREM-2介导的Aβ 的清除［31］。ApoE 和TREM-2 之间的新联系为AD 提供了新的见解。JIANG 等［32］研究报道TREM-2 过表达挽救了P301S 小鼠的空间认知障碍并改善了神经病理，包括神经元和突触丢失以及tau 过度磷酸化。其原因可能是神经炎症的抑制和随后的tau 激酶活性的减弱，因为TREM-2 过表达后，促炎细胞因子（TNF-α，IL-1b 和IL-6）的表达及包括糖原合成酶激酶3β 和细胞周期蛋白依赖性激酶5 在内的tau 激酶的活性显著降低。此外，该研究还发现由于M2 表型标志物Arg1、Retnla、IL4 和IL10 的表达显著增加，TREM-2 诱导的小胶质细胞M2 活化可能是抑制神经炎症的原因。然而，JIANG 在随后的实验发现TREM-2 过表达对衰老APPswe/PS1dE9 小鼠神经病理和认知功能障碍无改善作用［33］。研究发现在中年（7月龄）APPswe/PS1dE9 小鼠的脑中过表达在TREM-2，可以通过增强小胶质细胞Aβ 的吞噬作用来改善AD 相关的神经病理，但在老龄（18 个月大）APPswe/PS1dE9 小鼠的脑中过表达TREM-2，对AD 相关的神经病理和空间认知功能没有有益的影响，其可能归因于疾病进展后期小胶质细胞Aβ 吞噬功能的缺陷。先前的研究表明，TREM-2 功能的丧失会加重Aβ 斑块相关的毒性［34］。相反，LEYNS 等［35］研究表明在缺乏TREM-2 的PS19 人tau（Htau）转基因小鼠中，脑萎缩减轻，小胶质细胞活化减少，神经炎症减轻，即TREM-2 减轻了小胶质细胞对tau 病理或tau 聚集体诱导的损伤反应，这对防止神经退行性变具有保护作用。而在APPPS1-21 小鼠AD 模型中却发现TREM-2 的丢失导致疾病进展早期（2个月龄）斑块数量和面积的减少，但在病理后期（8 个月龄）增加了斑块的大小和面积，表明TREM-2 缺乏可能对淀粉样蛋白病理和AD 相关的髓样细胞功能有疾病进展依赖性的影响［36］。最近的研究报道在APP/PS1 小鼠中，在AD 的早中期（2～6 个月龄）敲除TREM-2 通过直接抑制小胶质细胞的吞噬作用防止突触丢失及认知功能减退，而在AD 的中晚期（6～10 个月龄）敲除TREM-2 则加速突触功能障碍，造成小胶质细胞吞噬作用的抑制而导致更严重的淀粉样蛋白沉积及突触损伤［37］。

总之，TREM-2 在AD 的病理过程中起关键作用，调节Aβ 的组成和沉积，小胶质细胞的形态和增殖，神经炎症，以及防止神经元和突触丢失以改善空间学习和记忆等。大多数研究支持TREM-2的神经保护作用，然而需要进一步研究TREM-2如何调节AD，特别是比较疾病的早期和晚期阶段将有助于确定TREM-2 的作用是否具有阶段依赖性。

8 小结

TREM-2 作为固有免疫和获得性免疫的重要组成部分，自从其被发现以来一直是学者们研究的一大热点。目前，关于TREM-2 的研究越来越多，其在不同的炎症相关疾病中表现出的炎症调节作用，为进一步地了解临床上肺部炎症、肝脏炎症、牙周炎、炎症性肠病、阿尔茨海默病等炎症相关疾病的发病机制提供帮助，为这些疾病的诊断和治疗开辟了新方向，以期更好地制定治疗方案，从而提高治愈率，降低病死率。