， ，，

結(jié)核病(Tuberculosis，TB)是目前嚴(yán)重威脅人類健康的慢性傳染性疾病之一，主要由結(jié)核分枝桿菌(Mycobacteriumtuberculosis,Mtb)致病。大量研究表明, 人群暴露于結(jié)核分枝桿菌通常只有 1/3 會(huì)受到感染，其中約10% 感染者發(fā)展為不同程度的臨床結(jié)核病[1]。這間接說明，結(jié)核分枝桿菌僅僅是致病因素的一方面，由于其與宿主之間復(fù)雜的免疫學(xué)相互作用，結(jié)核病的易感程度還與個(gè)體的遺傳背景有關(guān)系，因此，摒棄宿主的易感決定基因而單純地研究結(jié)核分枝桿菌的致病性是片面的，菌體與宿主之間的免疫互作將得不到系統(tǒng)的闡述[2]。近年來，隨著全基因組測序和關(guān)聯(lián)性分析的飛速發(fā)展，人類多個(gè)結(jié)核病易感基因相繼被發(fā)現(xiàn)，主要有人類白細(xì)胞抗原(HLA)基因、自然抗性相關(guān)巨噬細(xì)胞蛋白 1(NRAMP 1)基因、維生素D受體 (VDR) 基因等[3]。本文綜述的ASAP1作為新發(fā)現(xiàn)的結(jié)核易感基因，首先由劍橋大學(xué)研究者通過GWAS(Genome-Wide Association Study)發(fā)現(xiàn)[4]，之后國內(nèi)外研究者在不同地區(qū)、種族人群中進(jìn)行了ASAP1關(guān)聯(lián)性研究及連鎖分析，對ASAP1的功能和影響結(jié)核易感的機(jī)制作出了初步探究，為全面揭示結(jié)核易感性的遺傳差異機(jī)制奠定了方法學(xué)基礎(chǔ)且提供了理論指導(dǎo)。

1 ASAP1基因

ASAP1(ADP ribosylation factor-GTPase activating protein)基因位于人類第8號染色體(8q24)，編碼蛋白約130 kD[5]，蛋白一級結(jié)構(gòu)如圖1所示。ASAP1是ADP-核糖基化因子(ADP-ribosylation factors，Arf)的GTP酶激活蛋白。Arf家族蛋白分子量約20 kDa，屬于小G蛋白，在真核生物中廣泛存在且進(jìn)化上高度保守，主要參與膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)和細(xì)胞骨架的調(diào)節(jié)[6-7]。Arf在細(xì)胞中有兩種結(jié)合狀態(tài)，與 GTP結(jié)合為活性狀態(tài)，與GDP結(jié)合為非活性狀態(tài)，鳥苷交換因子 (Guanine nucleotide-exchange factor，GEF)和GTP酶激活蛋白(GTPase-activating protein，GAP)調(diào)控其在兩種結(jié)合狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。ASAP1屬于調(diào)控Arf的 GAP 蛋白，也稱為AMAP1或centaurinβ，是Arf的負(fù)調(diào)因子，識別Arf·GTP后誘導(dǎo)GTP水解形成Arf·GDP，使Arf功能失活。報(bào)道顯示[8]：當(dāng)細(xì)胞發(fā)生內(nèi)吞過程時(shí)，Arf應(yīng)處于活性狀態(tài)，即Arf·GTP。首先將包被蛋白募集在膜上，內(nèi)吞囊泡形成后向相應(yīng)的亞細(xì)胞器轉(zhuǎn)運(yùn)，當(dāng)?shù)竭_(dá)亞細(xì)胞器膜之前，Arf失活即Arf·GDP促進(jìn)囊泡膜上的包被蛋白解離，進(jìn)而成功與亞細(xì)胞器膜融合。也就是說，Arf的失活也即ASAP1等GAP 蛋白作用的Arf是囊泡與目的亞細(xì)胞器融合的必要條件。

圖1 ASAP1蛋白示意圖[6,9]Fig.1 Schematic diagram of ASAP1 protein[6,9]

2 ASAP1 功能及其影響人類結(jié)核易感性的機(jī)制

關(guān)于ASAP1功能主要集中在與細(xì)胞內(nèi)吞、細(xì)胞內(nèi)膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)與細(xì)胞骨架的運(yùn)動(dòng)調(diào)控方面，還與腫瘤的轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散有關(guān)[10]。Haque[11]利用iRNA使ASAP1基因沉默來探究LPS誘導(dǎo)的RAW 264.7類巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)中ASAP1的作用，最終發(fā)現(xiàn)，ASAP1的沉默增強(qiáng)了細(xì)胞因子TNF-α、IL-6、IFN-β與NO的表達(dá)，且對NF-κB的下游信號通路起負(fù)調(diào)控作用。Tien[12]等也相應(yīng)發(fā)現(xiàn)ASAP1對細(xì)胞內(nèi)調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子NF-kB的信號通路起負(fù)向反饋調(diào)控作用，揭示ASAP1可能成為治療炎癥反應(yīng)的新靶點(diǎn)。Ruggiero[13]發(fā)現(xiàn)一個(gè)定位于高爾基體的復(fù)合物KDELR 通過增加足突這種細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)揮降解胞外基質(zhì)的功能，而足突功能的發(fā)揮是依賴與KDELR對ASAP1的磷酸化實(shí)現(xiàn)的，間接反應(yīng)出ASAP1對于胞外基質(zhì)的降解是必須的。Davidso[14-15]等發(fā)現(xiàn)一種依賴于Arf 6 的細(xì)胞肌動(dòng)蛋白重組機(jī)制能增強(qiáng)沙門菌的侵染，并且指出Arf GEFs 與Arf GAPs 的平衡關(guān)系也即Arf·GTP和Arf·GDP的循環(huán)有利于宿主細(xì)胞對沙門菌的吞噬。在NIH3T3小鼠成纖維細(xì)胞中，ASAP1蛋白的定位與黏著斑、環(huán)形背褶和足突相一致，與胞外基質(zhì)的降解有一定聯(lián)系[16]。

目前針對ASAP1蛋白影響人類結(jié)核易感性的機(jī)制問題的研究尚處于探索階段，現(xiàn)主要集中在ASAP1蛋白表達(dá)對于免疫細(xì)胞遷徙能力的調(diào)控，進(jìn)而影響人類對于TB的易感性。機(jī)體感染Mtb后，固有免疫細(xì)胞和適應(yīng)性免疫細(xì)胞與Mtb的相互作用是一個(gè)動(dòng)態(tài)發(fā)展的過程[17]，其中巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞發(fā)揮了舉足輕重的作用[18]。Mtb主要通過呼吸系統(tǒng)侵入機(jī)體，激活單核-巨噬細(xì)胞系統(tǒng)，一部分Mtb被巨噬細(xì)胞吞噬殺滅，抗原提呈在細(xì)胞表面，進(jìn)而激活T淋巴細(xì)胞引發(fā)細(xì)胞免疫反應(yīng)，另一部分Mtb在細(xì)胞的吞噬小體中潛伏下來，與宿主免疫細(xì)胞形成一種特征性的組織病理結(jié)構(gòu)，即結(jié)核性肉芽腫。2016年Berg[19]分析了溶酶體貯積癥患者對Mtb的易感性問題，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致易感的根本原因?yàn)槿苊阁w貯積的巨噬細(xì)胞遷徙能力受到了抑制，不能及時(shí)對Mtb的感染作出清除吞噬反應(yīng)，進(jìn)而Mtb在溶酶體貯積癥患者體內(nèi)較之于健康的免疫系統(tǒng)人群更容易擴(kuò)散。Curtis[4]通過qRT-PCR 檢測感染Mtb的樹突狀細(xì)胞(dendritic cell, DC)中 ASAP1的mRNA表達(dá)量明顯降低，且受感染的DC游走能力與吞噬溶酶體形成能力都有所降低。Roberts[20]結(jié)合流式細(xì)胞術(shù)與共聚焦顯微技術(shù)發(fā)現(xiàn)了Mtb感染的樹突狀細(xì)胞表面表達(dá)的β2(CD18)整合素有明顯的減少，αL(CD11a)和αM(CD11b)整合素亞基也相應(yīng)的減少，并且展示感染后DC對肺內(nèi)皮細(xì)胞層黏附能力下降以及對淋巴趨化因子的遷徙能力減弱，最終削弱了固有免疫細(xì)胞對抗原的提呈延遲適應(yīng)性免疫的發(fā)生，使得Mtb在體內(nèi)得到更廣的擴(kuò)散與分布。綜合以上現(xiàn)階段對于TB的易感機(jī)制探究和ASAP1蛋白的功能，推測ASAP1蛋白主要影響免疫細(xì)胞的遷徙能力，進(jìn)而影響機(jī)體對于病原菌侵噬的免疫過程。

3 ASAP1基因與結(jié)核病易感性的相關(guān)研究報(bào)道

2015年Curtis[4]對來自世界TB高發(fā)區(qū)俄羅斯圣彼得堡的5 914份活動(dòng)性TB患者和6 022份健康志愿者的全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)發(fā)現(xiàn)ASAP1的11個(gè)SNP(Single Nucleotide Polymorphisms)與TB易感性顯著相關(guān)，且全部分布于內(nèi)含子中，并且對其中7個(gè)顯著相關(guān)的SNP做了進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，得出了4個(gè)關(guān)聯(lián)性最強(qiáng)的SNP位點(diǎn)(rs10956514，rs1469288， rs2033059，rs4733781)。文章初步得出ASAP1影響宿主易感性的機(jī)制為其削弱了DC的游走和對胞外基質(zhì)的降解，使固有免疫過程減緩，增強(qiáng)了胞內(nèi)寄生菌的生存力與侵染性。

2016年國內(nèi)研究者Hu[21]對1 115例西部漢族人群和914例西藏人群應(yīng)用iMLDR方法對ASAP1的7個(gè)SNP位點(diǎn)分型，再結(jié)合Meta 分析進(jìn)一步探究ASAP1與TB的相關(guān)性，數(shù)據(jù)比較得出ASAP1與TB易感性在中國人群中無明顯相關(guān)性。Hu[21]的發(fā)現(xiàn)說明了人群異質(zhì)性與種族遺傳背景差異影響TB的易感性。同年國內(nèi)研究者M(jìn)iao[22]在355例新近肺結(jié)核感染的中國人群中和395例健康人群中使用TaqMan等位基因鑒別法對ASAP1的2個(gè)SNP位點(diǎn)(rs10956514 和rs11774633)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)ASAP1與TB易感性在中國人群中無明顯關(guān)聯(lián)。這也再次說明了基因多態(tài)性與疾病的關(guān)系強(qiáng)調(diào)種族的差異。

綜上所述，關(guān)于ASAP1基因與結(jié)核病易感性關(guān)聯(lián)的研究報(bào)道尚處于初級階段，根據(jù)現(xiàn)有的結(jié)論發(fā)現(xiàn)不同人群對結(jié)核病的易感程度是不相同的，這緣于①個(gè)體遺傳背景的復(fù)雜性：人體本身是一個(gè)復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng)，人群對結(jié)核的易感性并非只受單個(gè)基因的影響，且基因間還存在連鎖不平衡現(xiàn)象，這些因素最終導(dǎo)致了個(gè)體遺傳背景的復(fù)雜性，進(jìn)而使得單純研究某一基因?qū)膊〉挠绊懘嬖跇O大困難；②環(huán)境因素的影響：外界環(huán)境條件不僅影響了Mtb對人群的接觸程度，如干燥的環(huán)境更利于Mtb的播散，更主要的是使得個(gè)體在長期適應(yīng)不同的氣候與地理環(huán)境的進(jìn)化過程中造成了機(jī)體的異質(zhì)性，致使不同人群抵抗病原菌的反應(yīng)程度不同；③選取的樣本差異：研究條件和研究方法的限制造成一定程度的結(jié)果差異[3]。總之，結(jié)核病的發(fā)生是遺傳和環(huán)境多因素作用的結(jié)果。因此，研究基因?qū)τ诮Y(jié)核病的易感性要充分考慮上述因素，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性與科學(xué)性，相信隨著生物信息學(xué)與細(xì)胞免疫生物學(xué)的深入發(fā)展，ASAP1基因影響結(jié)核病的易感程度與作用機(jī)理都將得到很好的闡釋。

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