王景鋒,邵軍軍,?；菔|,郝峰強(qiáng)

熱休克蛋白(heat shock protein,HSP),又稱應(yīng)激蛋白(stress protein,SP),是一組廣泛表達(dá)于原核和真核生物細(xì)胞中,在進(jìn)化上高度保守的蛋白質(zhì)。自從上個(gè)世紀(jì)70年代由美國(guó)學(xué)者Tissieres等發(fā)現(xiàn)以來(lái),生物學(xué)界科學(xué)家對(duì)HSP的生物學(xué)功能進(jìn)行了廣泛深入研究。人們發(fā)現(xiàn),HSP的生物學(xué)功能廣泛.主要表現(xiàn)在:①HSP在應(yīng)激條件下維持細(xì)胞內(nèi)必需蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象,從而保護(hù)細(xì)胞生命活動(dòng),確保細(xì)胞生存;②在蛋白質(zhì)折疊、跨膜運(yùn)輸、轉(zhuǎn)位、細(xì)胞骨架及核骨架穩(wěn)定等基本功能方面也發(fā)揮著重要作用,主要是調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白的活性和功能,而自身并不參與大分子蛋白組成。故稱其為“分子伴侶”(molecular chaperones)。目前,根據(jù)同源性及分子量大小的不同,可將 HSP分為以下若干家族:HSP90家族(83-90 k D)、HSP70家族(66-78 k D)、HSP60家族及小 HSP家族(15-30 k D),此外還有分子量在 100-110 k D的大分子HSP〔1〕。近些年來(lái),科學(xué)家們逐漸發(fā)現(xiàn)HSP在機(jī)體正常情況下免疫耐受的維持和免疫應(yīng)急條件下的抗原遞呈及免疫應(yīng)答方面發(fā)揮著重要作用。所以,HSP成為了目前眾多免疫學(xué)家關(guān)注的熱點(diǎn),對(duì)其免疫學(xué)效應(yīng)做了全面的研究,并由此引發(fā)了HSP被廣泛應(yīng)用于新型疫苗研制的研究。本文就相關(guān)內(nèi)容作一綜述。

1 熱休克蛋白在抗原遞呈中的作用

眾所周知,經(jīng)典的抗原遞呈理論認(rèn)為,外源性抗原主要是通過(guò)內(nèi)噬途徑(endocytic pathway)被高水平表達(dá)MHCⅡ類分子的專業(yè)抗原遞呈細(xì)胞(professional antigen-presenting cells,pAPCs)或非專業(yè)性抗原遞呈細(xì)胞(nonprofessional APC)內(nèi)化并在細(xì)胞內(nèi)被加工和處理后,以與MHCⅡ類分子形成復(fù)合物的形式運(yùn)送到細(xì)胞表面供TH細(xì)胞所識(shí)別。然而,早在1976年,Bevan的發(fā)現(xiàn)使得這一經(jīng)典理論受到挑戰(zhàn),他發(fā)現(xiàn)外源性抗原也能夠被pAPCs通過(guò)MHCⅠ類分子遞呈給細(xì)胞毒性T細(xì)胞,進(jìn)而刺激抗原特異性CD8+T淋巴細(xì)胞的活化。但是這一發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有引起人們的重視。直到1988年,Moore和Yewdell的研究成果才使的Bevan的發(fā)現(xiàn)得到進(jìn)一步的確認(rèn)。此后,研究者們將這一外源性抗原通過(guò)MHCⅠ分子遞呈的現(xiàn)象稱為抗原的交叉遞呈(cross-presentation),交叉遞呈的抗原刺激活化CD8+T淋巴細(xì)胞的過(guò)程稱為 T細(xì)胞的交叉致敏(cross-priming)。從此,抗原交叉遞呈現(xiàn)象逐漸得到免疫學(xué)界的重視。截至目前,人們對(duì)于抗原交叉遞呈的具體分子機(jī)制還不清楚,但免疫學(xué)界普遍認(rèn)為,外源性抗原主要是被APC吞噬形成吞噬體進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部,此后這些抗原從吞噬體內(nèi)移位到胞漿中,進(jìn)而抗原進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過(guò)MHCⅠ類分子被遞呈。

然而,近些年來(lái),人們發(fā)現(xiàn)HSP蛋白參與了抗原交叉遞呈過(guò)程,而且可能起到關(guān)鍵性作用。Srivastava等的開(kāi)拓性的研究發(fā)現(xiàn),許多HSP所具有的分子伴侶作用在機(jī)體抗原遞呈細(xì)胞對(duì)腫瘤抗原的遞呈過(guò)程中發(fā)揮著重要作用〔2〕。此外,有學(xué)者在研究淋巴細(xì)胞性脈絡(luò)叢腦炎病毒核蛋白(lymphocytic choriomeningitis virus nucleoprotein,LCMV-NP)的交叉遞呈機(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)用HSP90抑制劑格爾德霉素(geldanamycin)和除莠霉素(herbimycin)處理細(xì)胞后,細(xì)胞交叉遞呈LCMV-NP的能力明顯下降,所以認(rèn)為HSP90具有促進(jìn)抗原交叉遞呈的功能。但其中的具體機(jī)制還待進(jìn)一步研究。最近的研究表明,交叉遞呈過(guò)程中APC對(duì)HSP-抗原肽復(fù)合物或HSP其自身的攝取主要是通過(guò)由相關(guān)受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用過(guò)程進(jìn)行的。而且HSP受體現(xiàn)已被鑒定,如CD91分子,它可結(jié)合HSP70和 HSP90家族的許多成員。

2 免疫應(yīng)急誘導(dǎo)HSP的產(chǎn)生

我們已經(jīng)熟知,當(dāng)細(xì)胞受到熱刺激時(shí),HSP在細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)量會(huì)明顯增加。同樣地,細(xì)胞在受到病原感染或在發(fā)生癌變時(shí),細(xì)胞中的HSP的表達(dá)量也會(huì)發(fā)生較大的變化。

Sedger等發(fā)現(xiàn),當(dāng)痘苗病毒感染小鼠后在小鼠卵巢中增殖過(guò)程中使得卵巢組織中的HSP72表達(dá)量明顯增加〔3〕。Hickman等報(bào)道了人T細(xì)胞在受到HIV病毒感染后,細(xì)胞內(nèi)HSP27的表達(dá)量明顯提高。與此同時(shí),HSP27的某些肽段被HLA-B分子遞呈到細(xì)胞表面,而且遞呈的量與感染前相比明顯增加〔4〕。此外,人們也發(fā)現(xiàn)麻疹病毒感染可以誘導(dǎo)感染細(xì)胞中HSP90表達(dá)量的增加,而且HSP90的某些肽段可被HLA-A分子結(jié)合并在細(xì)胞表面展示遞呈。由此,人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,機(jī)體的免疫細(xì)胞或其他細(xì)胞在受到某些病毒侵染時(shí),細(xì)胞內(nèi)HSP能夠被誘導(dǎo)大量表達(dá),而且這些HSP可通過(guò)細(xì)胞內(nèi)源性抗原遞呈系統(tǒng)得到遞呈,即HSP衍化而來(lái)的某些肽段被細(xì)胞中的MHCⅠ類分子結(jié)合后在細(xì)胞表明展示,進(jìn)而誘導(dǎo)機(jī)體的免疫應(yīng)答。而Zheng等的研究發(fā)現(xiàn),大腸桿菌(Escherichia coli)和金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)感染引起凋亡的中性粒細(xì)胞在被巨噬細(xì)胞吞噬后能夠使吞噬細(xì)胞活化并產(chǎn)生大量的炎性細(xì)胞因子TNF-α,而他們進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),這種效應(yīng)并不是由感染中性粒細(xì)胞的細(xì)菌所導(dǎo)致,而是細(xì)菌感染導(dǎo)致凋亡的中心粒細(xì)胞中大量表達(dá)的HSP60和 HSP70誘導(dǎo)了巨噬細(xì)胞的活化,由此認(rèn)為,HSPs可以作為機(jī)體在免疫應(yīng)急條件下的一種危險(xiǎn)信號(hào),它們可以調(diào)動(dòng)機(jī)體的免疫系統(tǒng)清除威脅〔5〕。

腫瘤是機(jī)體在內(nèi)、外因素作用下發(fā)生的與機(jī)體生長(zhǎng)不相協(xié)調(diào)的異常增生群,具有無(wú)限增殖的特點(diǎn),腫瘤的發(fā)展過(guò)程需要大量HSP來(lái)調(diào)節(jié)。正常細(xì)胞中僅表達(dá)少量熱休克蛋白參與細(xì)胞的生長(zhǎng)代謝,并受細(xì)胞內(nèi)調(diào)節(jié)機(jī)制的嚴(yán)格調(diào)控,而腫瘤細(xì)胞即使在無(wú)應(yīng)激的條件下,也能獨(dú)立于細(xì)胞周期持續(xù)組成型表達(dá)熱休克蛋白,并出現(xiàn)異常分布及定位。這種非正常性的高表達(dá)可能還與化療耐藥性有關(guān),而且腫瘤侵襲性越強(qiáng)、惡性程度越高,熱休克蛋白表達(dá)也越多。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,HSP60、70、90α在直腸癌中均呈過(guò)度表達(dá),與癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),而且認(rèn)為監(jiān)測(cè)HSPs過(guò)度表達(dá)對(duì)直腸癌的預(yù)后判斷有一定意義。Cappello等的研究也表明,HSP70在宮頸癌、結(jié)腸癌的發(fā)生模型中呈過(guò)度表達(dá),HSP60在人前列腺癌組織中呈過(guò)度表達(dá),且癌的越早期陽(yáng)性表達(dá)率越高,故他們認(rèn)為HSP70、60在癌的發(fā)生機(jī)制上起重要作用〔6〕。此外,人們?cè)谖赴?、宮頸癌及骨肉瘤細(xì)胞中都觀察到HSP70表達(dá)量上升的現(xiàn)象,而HSP27在食管鱗癌細(xì)胞中的表達(dá)量也明顯增加。目前,人們普遍認(rèn)為熱休克蛋白在癌細(xì)胞中呈過(guò)度表達(dá)是因?yàn)檫@些細(xì)胞中變形蛋白的量增加,細(xì)胞為了挽救自身,從而大量表達(dá)HSP,使得HSP發(fā)揮其分子伴侶作用,以改善細(xì)胞內(nèi)蛋白的狀態(tài)。然而,HSP蛋白的過(guò)量表達(dá),一方面是某些癌癥發(fā)生發(fā)展的重要標(biāo)志;另一方面,HSP過(guò)量表達(dá)的同時(shí),HSP通過(guò)內(nèi)源性抗原遞呈系統(tǒng)遞呈的量也明顯增加,這就為免疫系統(tǒng)識(shí)別癌細(xì)胞提供了靶標(biāo)。

3 HSP與機(jī)體免疫應(yīng)答

由上文我們了解到,HSP作為機(jī)體重要的應(yīng)急蛋白在機(jī)體免疫應(yīng)急條件下一般被大量誘導(dǎo)產(chǎn)生,而這些HSP廣泛參與了機(jī)體對(duì)機(jī)體內(nèi)外免疫原做出的免疫應(yīng)答反應(yīng)。

3.1 HSP與機(jī)體適應(yīng)性免疫應(yīng)答 病毒感染和癌變等細(xì)胞應(yīng)急條件使得細(xì)胞通過(guò)MHC分子遞呈到細(xì)胞表面的抗原肽發(fā)生變化,從而介導(dǎo)免疫應(yīng)答。而大量的研究也表明,HSP中富含符合MHCⅠ分子結(jié)合特征的肽段,并被認(rèn)為是MHCⅠ結(jié)合肽的豐富來(lái)源。所以許多研究者提出,被MHCⅠ分子結(jié)合遞呈的 HSP源肽段(HSP-derived peptide)是機(jī)體T淋巴細(xì)胞識(shí)別的重要靶點(diǎn),這一識(shí)別過(guò)程使得HSP成為介導(dǎo)機(jī)體T細(xì)胞免疫的重要分子。如Zugel等的早期研究發(fā)現(xiàn),將分支桿菌HSP60制成免疫刺激復(fù)合物免疫 C57BL/6小鼠,能夠活化MHCⅠ類分子H-2Db限制性的具有TCRαβ的 T淋巴細(xì)胞,這種T細(xì)胞能夠在體外裂解經(jīng)IFN-γ處理的巨噬細(xì)胞。但是當(dāng)用反義寡核苷酸技術(shù)使得巨噬細(xì)胞中HSP60的表達(dá)抑制后,上面的提到的 T細(xì)胞則再不能有效裂解不表達(dá)HSP60的巨噬細(xì)胞〔7〕。這一研究充分的表明,HSP不但能夠介導(dǎo)活化T淋巴細(xì)胞,而且其自身的某些肽段也成為被免疫系統(tǒng)遞呈和識(shí)別的靶位。人們由此發(fā)現(xiàn)細(xì)菌HSP引發(fā)的針對(duì)細(xì)菌HSP的免疫應(yīng)答能夠與細(xì)胞自身的HSP發(fā)生交叉反應(yīng),從而造成自身免疫疾病的發(fā)生。與之相似,人們也發(fā)現(xiàn)麻疹病毒感染細(xì)胞能夠使細(xì)胞HSP90的表達(dá)明顯上調(diào),這些蛋白能夠被MHCⅠ類分子HLA-A*0201遞呈,由此可激活體內(nèi)T淋巴細(xì)胞。而且發(fā)現(xiàn)這種活化的T淋巴細(xì)胞能夠與正常細(xì)胞上與MHCⅠ類分子結(jié)合的HSP90相關(guān)肽段結(jié)合而殺傷正常細(xì)胞,從而作者認(rèn)為這可能是麻疹病毒致病機(jī)制的一個(gè)重要方面。此外,HSP在癌癥免疫中也起到同樣的作用,例如,Azuma等的研究表明,結(jié)腸癌細(xì)胞上被 HLA-B46遞呈的HSC70(heat shock cognate protein 70)的106-114和233-241兩個(gè)肽段能夠活化腫瘤浸融性T淋巴細(xì)胞,這種被活化的T淋巴細(xì)胞能夠?qū)δ[瘤細(xì)胞產(chǎn)生殺傷作用〔8〕。

總之,機(jī)體在受到細(xì)菌、病毒等感染以及在癌癥發(fā)生過(guò)程中,HSP被誘導(dǎo)大量表達(dá),這些HSP在被抗原遞呈細(xì)胞有效遞呈的基礎(chǔ)上介導(dǎo)T淋巴細(xì)胞的活化。這些活化的細(xì)胞成為機(jī)體清除感染、抵御癌癥的主要力量。

3.2 HSP與機(jī)體固有免疫應(yīng)答 在20世紀(jì)末的一些研究普遍表明,HSP能夠刺激機(jī)體的單核巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、自然殺傷性細(xì)胞等固有免疫細(xì)胞活化,介導(dǎo)免疫細(xì)胞產(chǎn)生相關(guān)細(xì)胞因子產(chǎn)生和表面標(biāo)志變化,參與免疫細(xì)胞的成熟分化和免疫學(xué)信號(hào)途徑優(yōu)化等過(guò)程〔9〕。

科學(xué)家通過(guò)對(duì)TLRs遺傳互補(bǔ)系統(tǒng)的研究發(fā)現(xiàn),HSP70需要通過(guò)TLR4或TLR2的介導(dǎo)來(lái)履行其固有免疫刺激活性。但 Yokota等的研究表明HSP70和HSP60都可以通過(guò)TLR4而非TLR2活化NF-κB誘導(dǎo)單核細(xì)胞分泌白細(xì)胞介素-8(IL-8)和腫瘤壞死因-α(TNF-α),并且這種誘導(dǎo)作用可以被其相應(yīng)的抗體加強(qiáng)〔10〕。然而,依然有學(xué)者認(rèn)為TLR2和TLR4共同參與了HSP70介導(dǎo)的NF-κB的活化。HSP70與 TLRs的作用需要 CD14和(或)MD-2輔助蛋白的幫助。在沒(méi)有CD14的條件下HSP70不能誘導(dǎo)NF-κB的活化 。CD14的單克隆抗體可以抑制HSP70誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生白細(xì)胞介素-6(IL-6)和腫瘤壞死因子。MD-2也是一個(gè)很重要的輔助蛋白.它和TLR4組成二聚體幫助TLR4對(duì)配體的識(shí)別。TLRs和相應(yīng)的配體結(jié)合后,主要通過(guò)My D88依賴性途徑最終引起NF-κB的活化。My D88缺陷型293細(xì)胞在受到HSP70和 LPS刺激時(shí)不能活化NF-κB。

但是,長(zhǎng)期以來(lái)人們對(duì)于HSP刺激機(jī)體產(chǎn)生固有免疫應(yīng)答的能力還存在爭(zhēng)議,因?yàn)楹芏鄬W(xué)者懷疑在從細(xì)菌細(xì)胞中提取HSP作為固有免疫免疫原時(shí)其中有LPS的污染,由于 LPS是一種有效的病原相關(guān)分子模式,它能夠高效地刺激固有免疫細(xì)胞的活化。如Gao等報(bào)道高度純化的重組人 HSP70(含LPS 1.4 pg/μg)不能誘導(dǎo)小鼠巨噬細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α,而 HSP70(含 LPS 0.2 ng/μg)卻能夠誘導(dǎo)TNT-α的生成〔11〕。這就需相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)置更多合理的實(shí)驗(yàn)對(duì)照。后來(lái)的研究者們發(fā)現(xiàn)多粘菌素B(polymyxin B,PmB)能夠抑制LPS的生物學(xué)活性,然而用PmB處理從細(xì)胞中提取的HSP并不影響HSP刺激固有免疫細(xì)胞活化的效應(yīng),從而說(shuō)明HSP具有固有免疫刺激活性。盡管如此,還有很多學(xué)者懷疑在PmB抑制LPS的試驗(yàn)中,HSP所具有的分子伴侶作用可能會(huì)庇護(hù)LPS免受PmB的作用。最近,隨著人們對(duì)于機(jī)固有免疫應(yīng)答機(jī)制更加深入的認(rèn)識(shí),上述這一富有爭(zhēng)議的問(wèn)題有望在分子水平得到解釋。如有研究發(fā)現(xiàn),HSP70誘導(dǎo)固有免疫細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α的效應(yīng)能被一細(xì)胞內(nèi)鈣離子螯合劑所阻斷,但LPS的作用并不受這一螯合劑的影響。這就說(shuō)明了無(wú)論 LPS存在與否,HSP確實(shí)有刺激固有免疫細(xì)胞活化的功能。

4 HSP在疫苗研制中的應(yīng)用

4.1 在腫瘤疫苗中的應(yīng)用 在20世紀(jì)后期,科學(xué)家們對(duì)腫瘤抗原進(jìn)行了廣泛研究,發(fā)現(xiàn)并鑒定了許多腫瘤抗原,并一直期望能夠利用這些抗原制作成疫苗用于腫瘤的預(yù)防和治療。雖然其中的問(wèn)題重大,但是近些年來(lái)該研究領(lǐng)域中不斷取得的突破性進(jìn)展使得人們看到了成功研制腫瘤疫苗的希望。其中HSP用于腫瘤疫苗的設(shè)計(jì)是其中的典型代表。早在1993年,科學(xué)家在研究能提供保護(hù)力的腫瘤細(xì)胞的免疫原性組分時(shí)發(fā)現(xiàn),從這些細(xì)胞中提取得到的HSP70能夠刺激小鼠產(chǎn)生針對(duì)同種腫瘤的免疫應(yīng)答。后續(xù)研究進(jìn)一步證實(shí),HSP70并不能單獨(dú)作為抗腫瘤免疫原,而是其結(jié)合了另外一些低分子量抗原肽共同發(fā)揮作用。從此以后,HSP在腫瘤免疫中的作用及其用于腫瘤預(yù)防治療的價(jià)值逐漸受到重視。從目前的研究來(lái)看,從腫瘤細(xì)胞分離的HSP可作為有效的腫瘤疫苗,這些 HSP包括胞質(zhì)中的HSP70、HSP90、HSP110以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的 grp941/gp96、grp170等。此外,有研究表明,富含 HSP的腫瘤細(xì)胞裂解物也可作為有效的腫瘤疫苗〔12〕。目前,至少有10多種此種類型的疫苗已經(jīng)進(jìn)行了或正在進(jìn)行著 Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗(yàn),對(duì)這種源于腫瘤HSP70或gp96/grp94疫苗的安全性、效力及臨床價(jià)值等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。

但是,上述制備疫苗的方法有著很大的局限性,如此方法耗時(shí)、并需要從患者機(jī)體中獲得相當(dāng)數(shù)量的腫瘤組織等都是限制這種疫苗廣泛開(kāi)發(fā)的因素。因此,科學(xué)家一直探索應(yīng)用當(dāng)前的生物技術(shù)方法在體外制備類似的HSP負(fù)載腫瘤特異性抗原的復(fù)合物用于腫瘤疫苗的研制。如Suzue等將分支桿菌的HSP70與卵白蛋白(ovalbumin)融合后免疫小鼠,發(fā)現(xiàn)該蛋白能夠刺激機(jī)體產(chǎn)生卵白蛋白特異性的CTL免疫應(yīng)答,這種應(yīng)答能夠保護(hù)小鼠抵御表達(dá)卵白蛋白的黑色素瘤的攻擊〔13〕。同樣地,有些學(xué)者將HSP110與乳腺癌特異性抗原HER-2/neu或黑色素瘤抗原gp100組成復(fù)合體免疫小鼠也能夠給動(dòng)物提供強(qiáng)的抗腫瘤免疫。而且,很多關(guān)于腫瘤DNA疫苗的研究都將HSP編碼基因與腫瘤特異性抗原

基因組合呈嵌合基因后與適當(dāng)?shù)妮d體重組后免疫腫瘤模型動(dòng)物,普遍取得了良好的效果。如Chen等將分支桿菌的HSP70基因與人乳頭瘤病毒16型的E7基因融合構(gòu)建DNA疫苗,結(jié)果顯示該疫苗能夠刺激機(jī)體CD8+T細(xì)胞免疫應(yīng)答,從而其顯示了很好抗腫瘤作用〔14〕。此外,人們將表達(dá)HSP70的腺病毒進(jìn)行腫瘤內(nèi)注射,結(jié)果發(fā)現(xiàn)該病毒能夠起到明顯的腫瘤溶解作用。近些年來(lái),很多研究報(bào)道用腫瘤來(lái)源HSP致敏樹(shù)突狀細(xì)胞后,將致敏的樹(shù)突狀細(xì)胞過(guò)繼轉(zhuǎn)移到腫瘤患者體內(nèi)可以起到抗腫瘤的作用,而且顯示了良好的治療效果?？茖W(xué)家們普遍認(rèn)為,這種疫苗對(duì)于許多腫瘤的治療,特別是損傷患者免疫系統(tǒng)中樹(shù)突狀細(xì)胞功能的腫瘤有很好的應(yīng)用治療價(jià)值。再者,人們還發(fā)現(xiàn)某些腫瘤細(xì)胞在經(jīng)過(guò)人為的體外操作,使其過(guò)表達(dá)HSP時(shí),它的致腫瘤能力明顯下降,但當(dāng)將這些過(guò)表達(dá)HSP的腫瘤細(xì)胞免疫機(jī)體后,機(jī)體能夠產(chǎn)生有效地抵抗同種腫瘤的侵染。這些研究為治療性腫瘤疫苗的開(kāi)發(fā)提供了新的思路〔15〕。

4.2 HSP在傳染病新型疫苗研制中的應(yīng)用 HSP最早是應(yīng)用于腫瘤疫苗的研制中的,但近些年來(lái),疫苗學(xué)家們逐漸將其應(yīng)用于傳染病疫苗的研制中,并取得了一系列可喜的成果。如Koets等在認(rèn)識(shí)到牛副結(jié)核病原鳥(niǎo)分支桿菌(Mycobacterium avium spp.paratuberculosis,MAP)的HSP是細(xì)菌介導(dǎo)宿主體液免疫和細(xì)胞免疫的主要抗原分子的基礎(chǔ)上,將分支桿菌的HSP70與佐劑溴化二甲基雙十八烷基銨(dimethyl dioctadecyl ammonium bromide,DDA)配伍制成亞單位疫苗,免疫動(dòng)物后取得良好的免疫效果。該疫苗不但可以保護(hù)健康動(dòng)物抵抗分支桿菌的感染,而且可以起到治療的效果,它能夠減輕亞臨床感染動(dòng)物持續(xù)排出病原的狀況〔16〕。此外,HSP在病毒性疾病疫苗研制方面也得到了廣泛的應(yīng)用。Suzue等將HIV病毒的p24蛋白與結(jié)核分枝桿菌的HSP進(jìn)行串聯(lián)表達(dá),表達(dá)的蛋白在無(wú)佐劑的情況下免疫小鼠,該蛋白能夠誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生高水平的抗p24蛋白的抗體,并且該抗體水平可持續(xù)近一年時(shí)間〔17〕。該項(xiàng)研究使人們相信,HSP可作為病原體抗原肽段或抗原表位的輔助蛋白分子(或載體)起到誘發(fā)與促進(jìn)體液免疫和細(xì)胞免疫的免疫佐劑作用。近些年來(lái),有關(guān)HSP應(yīng)用于病毒疫苗研制的報(bào)道不斷涌現(xiàn),如HSP已用于HIV、HBV、漢坦病毒、日本腦炎病毒、口蹄疫病毒、HPV、豬呼吸與繁殖障礙綜合癥等〔18-21〕。疫苗的形式涉及亞單位疫苗、表位肽疫苗、表位核酸疫苗等。總體上看來(lái),HSP不但能夠增加疫苗誘導(dǎo)體液免疫的能力,更重要的是它能夠在很大程度上促進(jìn)疫苗刺激機(jī)體產(chǎn)生細(xì)胞免疫。

5 結(jié) 語(yǔ)

HSP是一組在生物體中高度保守并具有重要生理功能的蛋白質(zhì)分子家族。在過(guò)去的研究中,人們對(duì)其所具有的分子伴侶作用相關(guān)的生物學(xué)功能進(jìn)行了深入研究。與此同時(shí),大量的研究已經(jīng)充分證明,HSP還具有廣泛的免疫學(xué)生物活性。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)HSP介導(dǎo)APC對(duì)其自身或與其偶聯(lián)的外源性抗原肽段通過(guò)MHCⅠ類分子進(jìn)行遞呈或交叉遞呈,進(jìn)而介導(dǎo)CD8+T淋巴細(xì)胞免疫應(yīng)答;(2)HSP作為細(xì)胞在免疫應(yīng)急條件下的細(xì)胞內(nèi)危險(xiǎn)信號(hào),可將機(jī)體受到外源微生物感染、癌變等的信號(hào)傳遞給免疫系統(tǒng),使免疫系統(tǒng)能夠做出相應(yīng)的應(yīng)答反應(yīng)。(3)HSP能夠直接與 TLR相互作用介導(dǎo)固有免疫應(yīng)答,或與LPS等病原相關(guān)分子模式(pathogen associated molecular patternes,PAMPs)結(jié)合,從而調(diào)節(jié)PAMP誘導(dǎo)的 TLR等模式識(shí)別受體(pattern recognition receptors,PRRs)活化信號(hào)通路?；谝陨系倪@些發(fā)現(xiàn),科學(xué)家們已經(jīng)開(kāi)始普遍關(guān)注HSP與機(jī)體腫瘤發(fā)生和控制、自身免疫耐受形成及自身免疫疾病發(fā)生等重大免疫學(xué)問(wèn)題的關(guān)系。此外,人們也積極地將HSP用于抗細(xì)菌、病毒、寄生蟲(chóng)和腫瘤新型疫苗的研制當(dāng)中,并取得了一系列可喜的成果。特別值得一提的是,目前許多病毒性疾病疫苗和腫瘤疫苗之所以不能夠提供完全的保護(hù)力,是因?yàn)槠洳荒芴峁┯行У募?xì)胞免疫。而HSP參與了抗原交叉遞呈的過(guò)程,這就給這一問(wèn)題的解決帶來(lái)了很大的希望。盡管如此,我們也應(yīng)看到,截至目前還沒(méi)有一種基于HSP的有效疫苗問(wèn)世。一方面是因?yàn)槲覀儗?duì)HSP介導(dǎo)的免疫學(xué)效應(yīng)的具體機(jī)制還不清楚,很多方面在科學(xué)界還存在爭(zhēng)議;另一方面,我們將HSP用于疫苗研制的探索還很不夠。所以,積極開(kāi)展HSP相關(guān)免疫學(xué)效應(yīng)的相關(guān)研究,對(duì)于我們深入認(rèn)識(shí)機(jī)體免疫應(yīng)答機(jī)制和防治重大人畜傳染性疾病及腫瘤疾病意義重大。

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