鄭玉貴, 陳 歡, 羅榮華, 鄭昌博

(1昆明醫(yī)科大學(xué)，藥學(xué)院暨云南省天然藥物藥理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650500；2中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所，云南省活性多肽研究與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/中國科學(xué)院動(dòng)物模型與人類疾病機(jī)理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650223；3云南中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)藥學(xué)分子生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650500)

C-C趨化因子受體5(C-C chemokine receptor 5，CCR5)屬于β趨化因子家族(也稱C-C亞家族)成員，由352個(gè)氨基酸殘基組成，具有典型的G蛋白偶聯(lián)受體家族所特有的7次跨膜螺旋結(jié)構(gòu)，基本結(jié)構(gòu)包括胞外N末端區(qū)，3個(gè)胞外環(huán)區(qū)，7個(gè)跨膜區(qū)，3個(gè)胞內(nèi)區(qū)和胞外C末端區(qū)。CCR5的特異性配體是巨噬細(xì)胞炎癥蛋白1-α(macrophage inflammatory protein 1α，MIP-1α/CCL3)、巨噬細(xì)胞炎癥蛋白1-β(macrophage inflammatory protein 1β，MIP-1β/CCL4)和調(diào)節(jié)活化正常T細(xì)胞表達(dá)和分泌蛋白(regulated upon activation normal T cell expressed and secreted，RANTES/CCL5)，CCR5通過與這3個(gè)天然配體結(jié)合從而發(fā)揮生物學(xué)作用[1]。

CCR5廣泛表達(dá)于免疫相關(guān)細(xì)胞上，例如單核/巨噬細(xì)胞、活化的T細(xì)胞、抗原呈遞細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、朗格漢斯細(xì)胞、破骨細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞等細(xì)胞膜表面。CCR5與3個(gè)特異性配體(CCL3、CCL4、CCL5)結(jié)合后，可激活G蛋白傳導(dǎo)信號(hào)，引起細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度上升及蛋白激酶C的活化而調(diào)控免疫細(xì)胞的趨化和增殖，繼而參與不同的免疫反應(yīng)[2]。CCR5也可以在非免疫細(xì)胞表面表達(dá)，如血管平滑肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、肝星狀細(xì)胞以及中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system，CNS)的細(xì)胞如神經(jīng)元、小膠質(zhì)細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞等細(xì)胞膜上。有證據(jù)顯示，CCR5與動(dòng)脈粥樣硬化的形成和肝纖維化和慢性肝損傷發(fā)生發(fā)展相關(guān)，然而CCR5在CNS的作用尚未完全闡明[3]。最近，國際著名學(xué)術(shù)期刊Cell首次揭示了CCR5與腦卒中及創(chuàng)傷性腦損傷后的恢復(fù)相關(guān)，腦卒中后CCR5在不同類型神經(jīng)細(xì)胞的表達(dá)存在差異。小鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CCR5的敲低會(huì)使中風(fēng)后快速恢復(fù)，并改善創(chuàng)傷性腦損傷后的認(rèn)知功能。在一項(xiàng)大規(guī)模隊(duì)列研究的患者中也發(fā)現(xiàn)天然CCR5缺失個(gè)體在腦損傷后，其認(rèn)知功能恢復(fù)和改善表現(xiàn)更佳[4]。在另一項(xiàng)小鼠實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了CCR5的敲低或敲除可增加小鼠的神經(jīng)可塑性、學(xué)習(xí)和記憶能力。

近年來的研究發(fā)現(xiàn)，在多種腫瘤細(xì)胞上均有CCR5表達(dá)，并且CCR5/CCL5生物學(xué)軸有助于腫瘤細(xì)胞的生長、遷移、新生血管生成以及免疫逃逸等。高表達(dá)CCR5與某些惡性腫瘤的預(yù)后不良和易感性密切相關(guān)，因此CCR5/CCL5可能成為預(yù)測某些腫瘤臨床病理分期、疾病進(jìn)展及預(yù)后評(píng)估的重要生物學(xué)指標(biāo)[5]。

CCR5作為HIV輔助受體介導(dǎo)病毒感染而被人們所熟知。CCR5除與HIV感染密切相關(guān)外，還與多種病原微生物、寄生蟲感染或疾病進(jìn)展相關(guān)，例如乙型肝炎病毒(hepatitis B virus，HBV)、西尼羅河病毒(West Nile virus，WNV)、蜱媒腦炎病毒(tick-borne encephalitis virus，TBEV)、克里米亞-剛果出血熱病毒(Crimean-Congo hemorrhagic fever，CCHF)、登革病毒(dengue virus，DENV)、痘病毒、金黃色葡萄球菌和弓形蟲等[6]。

有一類特殊人群被稱為CCR5Δ32純合子個(gè)體，他們攜帶缺失了32對(duì)堿基的ccr5缺陷型基因，其體內(nèi)無法表達(dá)CCR5受體。研究發(fā)現(xiàn)攜帶有CCR5Δ32的個(gè)體免疫功能正常，且對(duì)HIV-1感染幾乎完全抵抗。CCR5Δ32純合子個(gè)體對(duì)蜱媒傳播的CCHF感染也同樣具有很高的抵抗力[7]。但與HIV-1感染相反的是，攜帶CCR5Δ32純合子個(gè)體會(huì)增加WNV[8]與TBEV[9]感染風(fēng)險(xiǎn)。CCR5能夠幫助DENV在體內(nèi)外復(fù)制并促進(jìn)病程進(jìn)展[10]。此外，痘病毒也需要借助CCR5為受體感染某些細(xì)胞亞群，但其感染機(jī)制均不同于HIV-1[11]。值得注意的是，CCR5表達(dá)缺乏的小鼠對(duì)金黃色葡萄球菌感染有較強(qiáng)的抵抗力，而野生型小鼠卻存在很高的易感性，這突出了CCR5在金黃色葡萄球菌感染機(jī)制中的重要性[12]。弓形蟲在感染宿主時(shí)，會(huì)刺激宿主細(xì)胞產(chǎn)生趨化因子類似物，使之與CCR5結(jié)合，這可能是用來保證弓形蟲在宿主中存活的機(jī)制[13]。

由此可知，CCR5能夠在多種細(xì)胞表面表達(dá)并參與許多生理或病理過程，其生物學(xué)功能逐漸被闡明。因此，針對(duì)以CCR5為靶點(diǎn)的拮抗劑也在不斷研發(fā)，期望挖掘CCR5拮抗劑在非HIV/AIDS相關(guān)領(lǐng)域的新適應(yīng)癥的巨大潛力。

1 CCR5拮抗劑的抗腫瘤作用

CCL5/CCR5生物學(xué)軸在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮的重要作用已受到越來越多的關(guān)注。目前的研究表明其對(duì)腫瘤的作用主要集中于促轉(zhuǎn)移、促血管生成及免疫逃逸等方面。CCR5拮抗劑可通過調(diào)節(jié)與改善腫瘤周圍的炎性微環(huán)境、抑制腫瘤細(xì)的侵襲與轉(zhuǎn)移以及抑制腫瘤血管生成等作用機(jī)制來發(fā)揮其抗腫瘤效應(yīng)。

1.1 CCR5拮抗劑可促進(jìn)殺傷性巨噬細(xì)胞增多，改善腫瘤炎性微環(huán)境CCR5/CCL5生物軸能促進(jìn)腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞由M1型轉(zhuǎn)換成M2型，M2型巨噬細(xì)胞會(huì)釋放出大量趨化因子來促進(jìn)腫瘤生長。當(dāng)使用CCR5拮抗劑來阻斷CCR5/CCL5生物學(xué)軸后，使得具有殺傷作用的M1型巨噬細(xì)胞增多，調(diào)節(jié)并改善腫瘤周圍的炎性微環(huán)境，從而抑制腫瘤生長[14]。2016年發(fā)表在Cancer Cell雜志一項(xiàng)研究[15]表明，通過阻斷CCL5/CCR5能改善轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌細(xì)胞周圍炎性微環(huán)境，并且I期臨床試驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了CCR5拮抗劑馬拉維諾(Maraviroc, MVC)對(duì)轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌的有效性。

1.2 CCR5拮抗劑可抑制腫瘤細(xì)胞的生長、侵襲和轉(zhuǎn)移霍奇金淋巴瘤細(xì)胞上能表達(dá)功能性CCR5受體，在霍奇金淋巴瘤患者腫瘤組織中，高表達(dá)CCL5的患者預(yù)后往往較差。在攜帶腫瘤異種移植物的小鼠中，MVC可使腫瘤生長減少超過50%，同時(shí)抑制單核細(xì)胞積聚，表明MVC可能作為一種免疫調(diào)節(jié)劑用以輔助治療霍奇金淋巴瘤[16]。

Tan等[17]建立了一種CCR5low Pan小鼠模型(即CCR5低表達(dá)的胰腺腫瘤小鼠模型)，發(fā)現(xiàn)CCR5low Pan組的胰腺腫瘤的生長明顯較野生型緩慢，提示CCL5與CCR5結(jié)合減少后，其介導(dǎo)的腫瘤免疫解除，使得機(jī)體的抗腫瘤免疫應(yīng)答發(fā)揮作用。再給予實(shí)驗(yàn)組小鼠CCR5拮抗劑TAK-779后的5～7 d發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組的腫瘤生長慢于對(duì)照組，并發(fā)現(xiàn)用藥后有效地減少了實(shí)驗(yàn)組的Treg細(xì)胞的浸潤程度。

唾液腺腺樣囊性癌(salivary adenoid cystic carcinoma，SACC)是一種較罕見的惡性腫瘤，嗜神經(jīng)性侵襲是其主要特征之一，易導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)和預(yù)后不良。Shen等研究證明[18]，CCR5的表達(dá)量與SACC的嗜神經(jīng)性侵襲程度顯著相關(guān)，并且外源性的CCL5能顯著促進(jìn)SACC-83細(xì)胞的體外遷移、侵襲活性。MVC可明顯抑制SACC-83的增殖、趨化能力及轉(zhuǎn)移能力，這預(yù)示著MVC可成為治療SACC的有效抗嗜神經(jīng)性侵襲藥物。相類似的，CCR5在人膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中也呈現(xiàn)高表達(dá)，且與預(yù)后不良有關(guān)，Laudati等[19]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，MVC能夠有效地降低小膠質(zhì)細(xì)胞的遷移，這種效應(yīng)通過抑制AKT途徑介導(dǎo)。

乳腺癌是女性常患的惡性腫瘤之一，其惡性程度與骨、肺、肝等轉(zhuǎn)移程度有關(guān)，骨轉(zhuǎn)移患者的5年生存率很低。Pervaiz等[20]發(fā)現(xiàn)CCR5拮抗劑可抑制轉(zhuǎn)移性乳腺癌細(xì)胞的增殖、克隆形成和遷移，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和停滯，MVC治療后能顯著地抑制植入MDA-MB-231乳腺癌細(xì)胞的裸鼠骨轉(zhuǎn)移。

急性淋巴細(xì)胞白血病(acute lymphoblastic leukemia，ALL)是兒童最常見的惡性血液病之一。Zi等[21]報(bào)道了MVC能顯著地抑制ALL細(xì)胞系SUB-B15細(xì)胞的生長和遷移，誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，MVC也可抑制裸鼠SUB-B15體內(nèi)異種移植瘤的生長，提示MVC具有治療人ALL的潛力。

1.3 CCR5拮抗劑可抑制腫瘤血管生成實(shí)體瘤在生長和轉(zhuǎn)移過程中會(huì)分泌血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)來促進(jìn)血管生成，并促進(jìn)激活宿主內(nèi)皮細(xì)胞，招募內(nèi)皮祖細(xì)胞[5]。研究發(fā)現(xiàn)，CCL5促進(jìn)了VEGF在人骨肉瘤細(xì)胞中的表達(dá)和生成，而且CCL5 處理的骨肉瘤細(xì)胞條件培養(yǎng)液可顯著誘導(dǎo)內(nèi)皮祖細(xì)胞的微管形成和遷移。用CCR5拮抗劑預(yù)處理細(xì)胞后，可阻斷CCL5誘導(dǎo)的VEGF表達(dá)和血管生成[14]。

總的來說，雖然CCR5拮抗劑對(duì)腫瘤并不是起直接殺傷作用，但是可通過多種途徑來抑制腫瘤細(xì)胞的生長和轉(zhuǎn)移。因此，CCR5拮抗劑可能將有助于化療藥物發(fā)揮抗腫瘤作用，為某些腫瘤患者提供了新的治療思路和方法。

2 CCR5拮抗劑的抗炎和抗排異作用

CCR5及其配體在許多炎癥性疾病中上調(diào)表達(dá)，包括移植物抗宿主病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、肺動(dòng)脈高壓和炎性肝纖維化等。CCR5Δ32純合子可改善類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的預(yù)后、HCV感染引起的肝炎以及腎移植中同種異體移植物的存活率。在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型中，小鼠體內(nèi)CCR5缺乏可減輕肝纖維化和動(dòng)脈粥樣硬化程度。以上現(xiàn)象顯示CCR5與炎癥性疾病關(guān)系密切。

2.1 CCR5拮抗劑抗腸炎性疾病炎癥性腸病(inflammatory bowel disease，IBD)是一種慢性非特異性腸道炎性疾病，免疫反應(yīng)異常為其重要發(fā)病特征。IBD會(huì)使CCL5的表達(dá)量增加。在一項(xiàng)急性和慢性結(jié)腸炎小鼠動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn)，通過給予MVC治療會(huì)減少炎癥細(xì)胞的募集并改善小鼠的結(jié)腸炎嚴(yán)重程度[22]。

2.2 CCR5拮抗劑抗肝臟炎癥Cenicriviroc(CVC)是由日本武田制藥公司研發(fā)的新型CCR2/CCR5雙受體拮抗劑。在動(dòng)物纖維化模型中，CVC被證明具有抗炎和抗纖維化特性，能夠調(diào)節(jié)肝臟炎癥反應(yīng)和肝纖維化之間的相互作用，減輕了雙氯芬酸鈉引起的肝損傷[23]。在一項(xiàng)為期2年的國際多中心隨機(jī)雙盲安慰劑對(duì)照的Ⅱb期臨床試驗(yàn)中(NCT02217475)，CVC治療289例成年非酒精性脂肪性肝炎(nonalcoholic steatohepatitis，NASH)患者，第1年的初步結(jié)果顯示該藥能改善肝纖維化程度，并且安全性良好，不良反應(yīng)少[24]。除此之外，CVC在治療HIV相關(guān)神經(jīng)認(rèn)知障礙和原發(fā)性硬化性膽管炎的臨床試驗(yàn)處于志愿者招募期。

2.3 CCR5拮抗劑抗排異作用CCR5拮抗劑的抗排異作用主要針對(duì)在造血干細(xì)胞移植引起的移植物抗宿主病(graft versus host disease，GVHD)。大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，CCR5及其配體介導(dǎo)了效應(yīng)T細(xì)胞向GVHD靶器官的遷移與募集。在臨床研究中，免疫抑制劑聯(lián)合CCR5拮抗劑，能夠降低GVHD的嚴(yán)重程度，同時(shí)不增加感染和預(yù)期復(fù)發(fā)率，也不影響移植后造血功能的恢復(fù)，有助于GVHD的預(yù)防和治療。

2.4 CCR5拮抗劑抗血管系統(tǒng)疾病Veillard等在心臟異體移植血管病變小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，在使用CCR5拮抗劑Met-RANTES處理后可減少內(nèi)膜生長和血管壁單核細(xì)胞浸潤。Met-RANTES也延緩高脂血癥大鼠粥樣硬化的發(fā)展[25]。D′Antoni等[26]實(shí)驗(yàn)證明，CVC可以通過降低E-選擇素的表達(dá)來抑制單核細(xì)胞向內(nèi)皮遷移的能力，這種能力表明CVC可以作為動(dòng)脈粥樣硬化形成的干預(yù)措施。Maggi等[27]評(píng)估了MVC聯(lián)合其他抗病毒藥物治療對(duì)HCV/HIV共感染者中頸動(dòng)脈內(nèi)膜中層厚度和動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的影響，發(fā)現(xiàn)通過阻斷CCR5可減少HCV/HIV共感染者動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展，特別是在非鈣化階段，這意味著MVC對(duì)阻斷動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成發(fā)揮一定作用。

3 CCR5拮抗劑的抗微生物作用

金黃色葡萄球菌是最常見病原體之一，可引起多種嚴(yán)重的感染性疾病，其中雙組分成孔殺白細(xì)胞素(leukotoxin ED，LukED)是金黃色葡萄球菌介導(dǎo)的宿主細(xì)胞殺傷性核心武器。Alonzo等[12]研究表明，LukED 可與多種免疫細(xì)胞表面的CCR5受體結(jié)合后形成穿孔膜復(fù)合物結(jié)構(gòu)，引起相應(yīng)靶細(xì)胞裂解，從而促進(jìn)感染發(fā)生。還證明了CCR5拮抗劑MVC在藥物濃度較低水平就可以有效地阻斷LukED引起的細(xì)胞殺傷作用。同時(shí)，另外2種CCR5拮抗劑VVC和TAK-779中也有相似的效果。

日本腦炎(Japanese encephalitis，JE)是由流行性乙型腦炎病毒(Japanese encephalitis virus，JEV)引起的一種感染性疾病。Liu等[28]使用6～8周SPF級(jí)的C57BL/6小鼠作為動(dòng)物模型，對(duì)JEV炎癥相關(guān)基因和JEV感染后趨化因子動(dòng)態(tài)變化、病理學(xué)特征進(jìn)行研究，并分析了腦內(nèi)JEV感染的分布情況。然后再進(jìn)一步使用CCR2和CCR5拮抗劑對(duì)JE感染進(jìn)行治療，經(jīng)藥物治療后的小鼠的存活率提高，且降低了JEV相關(guān)炎癥反應(yīng)。

登革熱是DENV經(jīng)蚊媒傳播引起的急性蟲媒傳染病。Marques等[10]的體外實(shí)驗(yàn)證明了CCR5是DENV復(fù)制和疾病發(fā)展所需的宿主因子。動(dòng)物模型研究發(fā)現(xiàn)CCR5-/-小鼠 對(duì)致死性感染具有抵抗性，靶器官病毒載量減少至少100倍，并顯著降低了疾病的嚴(yán)重程度。并且在用CCR5拮抗劑進(jìn)行預(yù)處理后，小鼠也可免于DENV-2感染。因此，應(yīng)用CCR5拮抗劑可能是治療登革熱新策略。

4 結(jié)語與展望

隨著對(duì)CCR5結(jié)構(gòu)和功能的不斷深入研究發(fā)現(xiàn)，CCR5不僅僅是HIV-1的重要輔助受體，還參與了多種疾病的生理或病理過程。以CCR5為治療靶點(diǎn)的拮抗劑被確證能夠減緩許多疾病的嚴(yán)重程度或進(jìn)展，CCR5拮抗劑的新藥理作用也不斷被挖掘?；贑CR5為靶點(diǎn)的拮抗劑應(yīng)用于抗炎、抗腫瘤和抗排異的治療策略具有較大的應(yīng)用前景和潛力，值得人們深入研究和開發(fā)。目前唯一批準(zhǔn)上市的CCR5拮抗劑馬拉維諾在治療艾滋病之外的治療多種疾病新適應(yīng)癥的臨床試驗(yàn)也在進(jìn)行中(Tab 1)[29]。目前我國的CCR5拮抗劑研發(fā)也取得重大突破，我們與中國科學(xué)院上海藥物研究所合作開發(fā)的1.1類新藥CCR5拮抗劑塞拉維諾(Thioraviroc)已于2019年5月獲得國家藥品監(jiān)督管理局頒發(fā)的臨床試驗(yàn)批件，即將開展臨床試驗(yàn)。塞拉維諾將是國內(nèi)首個(gè)獲批進(jìn)入臨床研究具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CCR5受體拮抗劑，其生物利用度和治療指數(shù)均優(yōu)于馬拉維諾且副作用小，目前塞拉維諾在抗腫瘤新適應(yīng)癥的研究也正在進(jìn)行之中。

Tab 1 Clinical trials off-label use of Maraviroc in non-HIV-infected patients

GVHD：graft versus host disease；aGVHD：acute graft versus host disease；SCT：stem cell transplantation

(致謝：感謝中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所鄭永唐研究員對(duì)本文的審閱和修改！)