宋娜麗

(云南省中醫(yī)中藥研究院， 云南 昆明 650223)

獲得性免疫缺陷綜合癥(Acquired Immunodeficency Syndrom，簡(jiǎn)稱AIDS)流行30年以來，人類已經(jīng)付出巨大的精力和財(cái)力試圖控制它的流行趨勢(shì)，但仍未能有效控制HIV的廣泛傳播，為了遏制這一世界性流行疾病的蔓延，各國科學(xué)家對(duì)艾滋病的發(fā)病機(jī)理、流行特點(diǎn)、遺傳易感性及治療方法與手段等各方面進(jìn)行了詳細(xì)的研究，本文主要綜述近年艾滋病在趨化因子受體CCR5方面的研究概況，為以后研究CCR5在HIV-1疾病進(jìn)程中的作用及開發(fā)防治艾滋病的有效藥物奠定基礎(chǔ)。

1 趨化因子受體CCR5

人類免疫缺陷病毒借助于易感細(xì)胞表面的受體進(jìn)入HIV感染者或患者細(xì)胞，包括CD4受體以及CCR5、CCR2、CCR3和CXCR4等與HIV密切相關(guān)的趨化因子輔助受體。趨化因子受體(chemokine receptor)是G蛋白偶聯(lián)受體的超家族成員，此受體有7個(gè)跨膜區(qū)域，又稱7跨膜受體超家族。趨化因子受體大約由350個(gè)氨基酸組成，其中有些氨基酸構(gòu)成一個(gè)很短的酸性胞外N-端和一個(gè)胞內(nèi)C-端。N-端有酪氨酸的殘基和此端連接的糖基化位點(diǎn)；C-端具有能夠使趨化因子受體磷酸化的絲氫酸和蘇氨酸殘基，此端能與G-蛋白相連。此外，趨化因子受體還有與胞膜垂直的 7個(gè)a-螺旋跨膜結(jié)構(gòu)(seven-transmembrane domain，7TM)，7 TM在胞膜兩側(cè)形成以親水氨基酸組成的3個(gè)細(xì)胞內(nèi)環(huán)和3個(gè)細(xì)胞外環(huán)結(jié)構(gòu)，能夠起到信息傳遞的作用。HIV利用CXCR4、CCR5和CCR3受體感染細(xì)胞的病毒稱為X4型病毒，通常只利用CCR5受體感染細(xì)胞表面的病毒稱為R5型病毒株[1～3]。

2 CCR5與HIV-1

CCR5基因位于人染色體3q21.3-24區(qū)，由1個(gè)啟動(dòng)子、2個(gè)外顯子和 1個(gè)中間分隔的內(nèi)含子組成。其中外顯子l含43bp的5’-非編碼區(qū)(5’-UTR)。外顯子2含lbp的5’-UTR及1個(gè)開放讀碼框(ORF)，其轉(zhuǎn)錄的mRNA長(zhǎng)3.4kb，翻譯產(chǎn)物CCR5由352個(gè)氨基酸組成，分子量40.6kD[4]。目前已知CCR5為HIV-1毒株進(jìn)入人體的最主要輔助受體，它在gp120與CD4識(shí)別后發(fā)生的構(gòu)象變化中起到了至關(guān)重要的作用。幾乎所有的HIV-1病毒株都是利用其中的CCR5或CXCR4受體，或同時(shí)利用2種受體入侵細(xì)胞，主要在于CCR5和CXCR4的N-末端和第二胞外區(qū)對(duì)于它們與HIV-1gp120的結(jié)合起著關(guān)鍵的作用。近些年對(duì)CCR5基因的多態(tài)性研究及其對(duì)艾滋病感染者易感性和疾病進(jìn)程的影響呈增多趨勢(shì)，較多的抗艾滋病藥物也以CCR5為作用靶點(diǎn)展開研究，CCR5基因存在多種突變(如 CCR5Delta32、CCR5m303及CCR5-59353.T/C等)，并且己證明，某些 CCR5自然突變?cè)诘挚?HIV-1感染及延緩疾病進(jìn)展中起到了積極的作用，但感染后，發(fā)生基因突變個(gè)體的自然病程較未發(fā)生突變者更短，出現(xiàn)機(jī)會(huì)性感染的幾率更大，而對(duì)基因編碼區(qū)突變體CCR5△32的研究較為廣泛。CCR5△32是指CCR5基因的32個(gè)堿基缺失，即在CCR5等位基因編碼區(qū)域第185位氨基酸密碼子以后發(fā)生了32個(gè)堿基缺失，導(dǎo)致讀碼框架錯(cuò)位，缺失了與G蛋白信號(hào)通路相關(guān)的胞外第三環(huán)結(jié)構(gòu)，就會(huì)在細(xì)胞膜表面產(chǎn)生截短的、無功能的穿膜蛋白質(zhì)，從而使CCR5蛋白無法正常穿膜表達(dá)于細(xì)胞膜上，不能使HIV-1gp120與CCR5△32有效結(jié)合，導(dǎo)致嗜巨噬細(xì)胞HIV-1病毒不能進(jìn)入宿主細(xì)胞，發(fā)展為艾滋病[5]。

CCR5△32突變有純合子和雜合子2種突變，純合子突變是指構(gòu)成CCR5的2條鏈均發(fā)生了32個(gè)堿基缺失；雜合子則指其中一條鏈發(fā)生堿基缺失的現(xiàn)象[6]。純合子的個(gè)體能有效抵御HIV-1對(duì)人體的感染，原因主要是CCR5純合性的突變導(dǎo)致翻譯時(shí)讀碼框錯(cuò)位，其產(chǎn)物CCR5發(fā)生第2胞外區(qū)域缺陷，使得7個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)中的后3個(gè)跨膜區(qū)消失，第3胞內(nèi)環(huán)和胞內(nèi)C末端區(qū)域缺失，在宿主細(xì)胞表面產(chǎn)生無功能的穿膜蛋白，從而造成HIV-1gp120和V3復(fù)合物不能與變異的CCR5結(jié)合，阻止了HIV-1對(duì)宿主細(xì)胞的感染。雜合子雖無抵抗HIV-l感染的作用，但可顯著推遲感染者疾病進(jìn)程的時(shí)間，主要因?yàn)殡s合子會(huì)減少CCR5在宿主細(xì)胞表面的表達(dá)，從而減少病毒的復(fù)制，降低血漿中病毒載量水平。再者，某些雜合子個(gè)體內(nèi)CCR5配體(RANTES、MIP-1α和MIP-1β等)在血漿中的濃度明顯增加[7]，與HIV-1 競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合CCR5，從而延緩疾病的進(jìn)程，最后，與 CCR5△32翻譯后的受體僅含215個(gè)氨基酸、易被機(jī)體降解、且不表達(dá)在宿主細(xì)胞表面有關(guān)[8]。另外，一些研究發(fā)現(xiàn)在HIV感染者血漿中存在抗CCR5抗體，但這與HIV感染者機(jī)體CD4狀況和病毒載量水平無關(guān)，而健康人體內(nèi)卻未檢測(cè)到，推測(cè)可能是感染HIV后，機(jī)體的免疫系統(tǒng)被異常激活導(dǎo)致[9]。

研究發(fā)現(xiàn)，公認(rèn)的能對(duì)HIV感染和AIDS進(jìn)程有影響的只有CCR5△32和CCR5m-303 2種受體[10～12]，CCR5m- 303(101半胱氨酸變成終止密碼)是指在CCR5讀碼框內(nèi)303位堿基由A→T的點(diǎn)突變。突變使讀碼框內(nèi)形成一個(gè)終止子，導(dǎo)致CCR5的翻譯提前完成而產(chǎn)生無功能的CCR5穿膜蛋白，其作用與CCR5純合突變一樣也有抵抗HIV-1感染的作用。如果同一個(gè)體內(nèi)2條染色體同時(shí)發(fā)生CCR5△32和CCR5m303突變，將導(dǎo)致CCR5功能的全部喪失，這些個(gè)體對(duì)CCR5依賴病毒有著極強(qiáng)的抵抗力[14]。CCR5△32基因突變?cè)谖覈煌拿褡逯?，突變頻率有顯著性差異，其中維族最高為3.48%，漢族和藏族最低，分別為0.16%和0%[13～14]。CCR5m303在人群中的突變率較低，Quillent等人報(bào)道意大利人為0.2%[15]，我國未見報(bào)道[16～18]。而對(duì)中醫(yī)藥治療有效的HIV-1感染者基因變異情況及表達(dá)尚未見報(bào)道。

目前有關(guān)CCR5受體表達(dá)方面的研究，對(duì)經(jīng)HAART治療后的HIV感染者進(jìn)行了許多有意義的嘗試。很有意思的是，采用HAART療法治療的HIV-1感染者，CCR5和CXCR4顯示不同的表達(dá)水平[19]。另有研究顯示，經(jīng)HAART治療后，病情有效控制的HIV感染者(病毒載量log值≤4)病毒載量水平越低，CCR5受體表達(dá)水平越高，但病情控制不理想者(病毒載量log值≥4)，CCR5受體也有可能有著較低的表達(dá)水平[20]；相反，經(jīng)HAART治療后，隨著HIV感染者CD4計(jì)數(shù)水平的上升，CCR5受體表達(dá)水平增高[21]。另有研究發(fā)現(xiàn)，CCR5密度與HIV病毒載量有關(guān)，CD4+T細(xì)胞表面CCR5密度是HIV-1感染者體內(nèi)病毒載量水平高低的決定性因素，CCR5越高，體內(nèi)病毒載量越高[22]。同時(shí)，法國學(xué)者發(fā)現(xiàn)CD4+T細(xì)胞表面表達(dá)的CCR5協(xié)同受體的數(shù)量，決定HIV感染者體內(nèi)CD4+細(xì)胞下降的程度，抗病毒治療的目標(biāo)應(yīng)是降低功能性CCR5的密度。另外，HAART治療后，HIV-1感染者CCR5-△32雜合子突變表達(dá)變化較CCR5純合子表達(dá)更敏感[23]。從這些研究我們發(fā)現(xiàn)，機(jī)體感染HIV病毒后，可能由于機(jī)體CCR5基因數(shù)量及表達(dá)水平的不同，或者藥物對(duì)機(jī)體的作用狀況的差別，會(huì)導(dǎo)致感染者或者患者免疫狀況或者病毒載量水平的不同。

3 CCR5拮抗劑的研究情況

目前對(duì)于艾滋病的藥物治療，主要是基于抑制病毒的復(fù)制，減緩艾滋病病程的進(jìn)展，但不能完全殺滅病毒，一旦機(jī)體免疫系統(tǒng)嚴(yán)重受損，將大大增加機(jī)會(huì)性感染的發(fā)生率。以CCR5為靶點(diǎn)的抗艾滋病藥物的研究也是該領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)，主要有以下幾種：日本Takeda制藥公司開發(fā)的CCR5拮抗劑TAK-779，仍處于臨床前開發(fā)階段，可以阻滯HIV膜融合階段gp120與細(xì)胞膜上CCR5的結(jié)合，其作用位點(diǎn)在受體的細(xì)胞外側(cè)面跨膜α螺旋1、2、3、7形成的袋狀結(jié)構(gòu)內(nèi)[24]；由Pfizer公司開發(fā)的化合物UK-427857目前處于Ⅱ期臨床階段，主要通過阻滯HIV膜融合階段gp120與細(xì)胞膜上CCR5受體的結(jié)合，而使病毒不能進(jìn)入宿主細(xì)胞[25]；由Schering-Plough公司開發(fā)的小分子Sch-C正處于Ⅰ/Ⅱ期臨床研究階段，它與CCR5的結(jié)合比TAK-779更具有特異性，能有效地拮抗RANTES的誘導(dǎo)作用，但本身并不誘導(dǎo)鈣離子釋放；該公司開發(fā)的Sch-D也處于Ⅰ期臨床研究階段，它的抗病毒活性比Sch-C高近10倍，它對(duì)R5 HIV-1鏈的A、B、C和E亞型都具有廣泛活性[26]；其它正在開發(fā)的藥物如E-913也處于Ⅱ期臨床研究階段[27，28]。研究表明，隨著對(duì)艾滋病認(rèn)識(shí)及對(duì)CCR5靶點(diǎn)研究的深入，更多治療艾滋病的有效藥物將會(huì)進(jìn)入臨床，并最終會(huì)應(yīng)用于臨床。

4 小結(jié)

由于CCR5是HIV-1非合胞體形成株感染和進(jìn)入靶細(xì)胞的主要輔助受體，它參與HIV-1感染過程中的一些關(guān)鍵性區(qū)域，由于其配體在病毒進(jìn)入細(xì)胞的水平上阻止感染，而且，CCR5△32突變純合子個(gè)體對(duì)HIV-1非合胞體形成株的感染有保護(hù)作用[29，30]。因此，趨化因子受體CCR5與HIV-1相關(guān)性的研究已經(jīng)越來越深入，這為人類治療艾滋病提供了理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，開發(fā)治療艾滋病的與CCR5相關(guān)的拮抗劑，雖然速度緩慢但已有很大進(jìn)展。本文旨在闡述CCR5受體應(yīng)作為開發(fā)預(yù)防及治療艾滋病藥物的重要考慮因素，并應(yīng)對(duì)其進(jìn)行深入研究，這將非常有益于抗艾滋病藥物的研制、艾滋病的預(yù)防及艾滋病患者的預(yù)后治療。

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