熊敏敏，蘇鴻君，李偉凡，黃松音*

炎癥是由感染、創(chuàng)傷、毒素或自身免疫性損傷引發(fā)的復(fù)雜機(jī)體反應(yīng)。根據(jù)炎癥持續(xù)時(shí)間的長短分為急性炎癥和慢性炎癥。在急性炎癥中，通過控制炎癥反應(yīng)通?？苫謴?fù)機(jī)體的內(nèi)在平衡。慢性炎癥是低級(jí)別的持續(xù)性炎癥，致炎因子持續(xù)存在，可通過氧化應(yīng)激等引起組織和器官的損傷，且隨著年齡的增長而增加。長期的慢性炎癥可導(dǎo)致嚴(yán)重疾病的發(fā)生，包括心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病和惡性腫瘤［1-3］。

單糖或寡糖鏈通過不同的序列、連接方式、數(shù)量和化學(xué)立體結(jié)構(gòu)差異與蛋白質(zhì)或脂質(zhì)形成復(fù)雜多樣的糖綴合物。常見的糖綴合物主要包括蛋白聚糖、糖蛋白和糖脂等，構(gòu)成了細(xì)胞和有機(jī)體的重要結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，并在多種生理病理過程中扮演關(guān)鍵角色［4］。糖基化是一種重要的蛋白質(zhì)翻譯后修飾，生物體內(nèi)超過50%的蛋白質(zhì)是糖基化的。糖蛋白包括細(xì)胞膜蛋白、分泌蛋白和細(xì)胞外基質(zhì)等，糖基化影響蛋白質(zhì)的半衰期、內(nèi)在活性和蛋白相互結(jié)合作用［5］。糖基化在炎癥微環(huán)境中通過蛋白質(zhì)糖基化改變、與聚糖結(jié)合蛋白相互作用、影響宿主-微生物組之間的識(shí)別和應(yīng)答、以及影響固有免疫應(yīng)答和適應(yīng)性免疫應(yīng)答等參與調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)［6-8］。本文綜述了糖基化在炎癥微環(huán)境和慢性炎癥性疾病中的研究進(jìn)展。

1 糖基化及其結(jié)構(gòu)多樣性

蛋白質(zhì)糖基化的酶促反應(yīng)通常在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體中進(jìn)行，也可發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中。哺乳動(dòng)物的聚糖大約有七千多種結(jié)構(gòu)，組成聚糖的單糖主要包括葡萄糖（glucose，Glc）、半乳糖（galactose，Gal）、甘露糖（mannose，Man）、木糖（xylose，Xyl）、巖藻糖（fucose，F(xiàn)uc）、N-乙酰葡糖胺（N-acetylglucosamine，GlcNAc）、N-乙酰半乳糖胺（N-acetylgalactosamine，GalNAc）、葡萄糖醛酸（glucuronic acid，GlcA）、以及艾杜糖醛酸（iduronic acid，IDOA）和唾液酸（sialic acids，SA）［9］。蛋白質(zhì)在酶的作用下添加上糖鏈，形成糖蛋白。聚糖可保護(hù)蛋白質(zhì)免受蛋白酶的降解、維持蛋白質(zhì)的正確結(jié)構(gòu)，發(fā)揮其正常生理功能［10］。

聚糖結(jié)構(gòu)通過天冬酰胺（Asn）的氮原子或絲氨酸/蘇氨酸（Ser/Thr）側(cè)鏈的氧原子與蛋白質(zhì)骨架共價(jià)連接，分別形成N-連接和O-連接的糖蛋白。N-連接型聚糖由GlcNAc 組成，通過β1-糖苷鍵連接到共有糖基化基序Asn-X-Ser/Thr 處的Asn氨基的氮原子上（其中X 表示除脯氨酸以外的任何氨基酸）。N-聚糖由含有兩個(gè)GlcNAc 殘基和三個(gè)Man 殘基的核心聚糖組成。N-聚糖在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中形成具有相似結(jié)構(gòu)的糖鏈，被運(yùn)輸?shù)礁郀柣w內(nèi)，在高爾基體中發(fā)生進(jìn)一步的加工和修飾，糖苷酶切除部分甘露糖殘基，在不同糖基轉(zhuǎn)移酶的作用下添加上其他單糖，形成具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的寡糖鏈。常見的N-聚糖分為高甘露糖型、雜合型或復(fù)合型N-聚糖［11］。N-聚糖存在于大多數(shù)生物體中，在調(diào)節(jié)許多細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外功能方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

聚糖與多肽鏈的Ser 或Thr 殘基中羥基的氧原子以共價(jià)鍵相連形成O-連接型聚糖，與Ser 或Thr連接的最常見的糖是GlcNAc和GalNAc。在機(jī)體內(nèi)，己糖胺生物合成途徑分解代謝葡萄糖，結(jié)合氨基酸、脂肪酸以及核苷酸代謝形成尿苷二磷酸-N-乙?；咸烟前罚║DP-GlcNAc）。UDP-GlcNAc 是細(xì)胞內(nèi)GlcNAc 修飾的供體底物，并在O-GlcNAc 轉(zhuǎn)移酶的作用下介導(dǎo)蛋白質(zhì)的O-GlcNAc 修飾。N-乙酰氨基半乳糖轉(zhuǎn)移酶可將GalNAc 添加到蛋白質(zhì)上，催化蛋白質(zhì)的黏蛋白型O-糖基化修飾［12］。黏蛋白型O-聚糖在許多細(xì)胞外和分泌型糖蛋白上表達(dá)豐富，例如黏蛋白。黏蛋白的特征是具有高含量Pro、Ser 和Thr 的可變數(shù)量的串聯(lián)重復(fù)序列，這為O-糖基化創(chuàng)造了許多位點(diǎn)。此外，這些位點(diǎn)通常具有延伸的O-聚糖核心，產(chǎn)生一種凝膠狀物質(zhì)，被認(rèn)為可以保護(hù)糖蛋白和細(xì)胞表面免受外部應(yīng)激、微生物感染和免疫系統(tǒng)的自我識(shí)別［13］。N-聚糖和O-聚糖通常用帶負(fù)電荷的唾液酸封端。結(jié)構(gòu)多樣的糖基化在調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、微生物感染、腫瘤細(xì)胞遷移等多種機(jī)體過程中發(fā)揮重要功能。

2 糖基化在慢性炎癥過程中的作用

免疫球蛋白、細(xì)胞表面受體和細(xì)胞跨膜蛋白等糖蛋白的異常糖基化可影響蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，以及激活體內(nèi)的各種信號(hào)通路，導(dǎo)致機(jī)體疾病的發(fā)生。聚糖與含有碳水化合物結(jié)合結(jié)構(gòu)域的聚糖結(jié)合蛋白相互作用，調(diào)控炎癥反應(yīng)中信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、抗原提呈、細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)。除此之外，細(xì)菌、病毒、損傷細(xì)胞的聚糖結(jié)構(gòu)可作為抗原識(shí)別受體，調(diào)節(jié)固有免疫和適應(yīng)性免疫應(yīng)答［13-15］。糖基化修飾在炎癥起始、進(jìn)展和消退過程中都扮演著關(guān)鍵角色。

2.1 免疫相關(guān)分子的糖基化

免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）表面有豐富的糖基化修飾，這些糖基化修飾在蛋白折疊及構(gòu)象穩(wěn)定和免疫識(shí)別信息傳遞等方面發(fā)揮重要作用。IgG 的Fc 區(qū)域兩條重鏈的Asn297 位點(diǎn)含有N-聚糖，該聚糖有助于維持Fc 區(qū)域的結(jié)構(gòu)完整性，以及其與Fc 受體和補(bǔ)體的相互作用。IgG 的糖基化修飾可影響其生物活性，例如含有半乳糖缺陷型N-聚糖的IgG 具有促炎作用，而具有唾液酸化N-聚糖的IgG可發(fā)揮抑炎功能［16］。在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（rheumatoid arthritis，RA）患者體內(nèi)，IgG 糖鏈中半乳糖含量低于正常人的含量，低半乳糖型IgG 表現(xiàn)出促炎表型［17］。除此之外，RA 患者抗瓜氨酸蛋白抗體（anti-citrullinated peptide antibodies，ACPA）的抗原結(jié)合片段大量糖基化，表達(dá)復(fù)合型多糖［18］。系統(tǒng)性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）患者的總免疫球蛋白N-糖基化存在半乳糖及唾液酸缺失現(xiàn)象，相對(duì)于正常人其高甘露糖型的N-糖基化修飾表達(dá)量升高，且與SLE 臨床診斷指標(biāo)抗dsDNA 抗體含量表達(dá)存在相同趨勢(shì)［19］。

2.2 聚糖-凝集素信號(hào)通路

凝集素是指含有特定的碳水化合物結(jié)合結(jié)構(gòu)域（Carbohydrate-binding modules，CBM），能夠與單糖或糖復(fù)合物特異性結(jié)合的蛋白質(zhì)。常見的凝集素包括半乳糖凝集素（Galectins）、唾液酸結(jié)合性免疫球蛋白樣凝集素（Siglecs）和選擇素（Selectins）等。細(xì)胞表面糖基化修飾的改變可改變其對(duì)凝集素的敏感性，進(jìn)而影響其介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、免疫反應(yīng)等生理病理過程。

Galectins 是小分子可溶性蛋白質(zhì)，含有一個(gè)或兩個(gè)對(duì)含半乳糖的聚糖特異性的碳水化合物結(jié)合結(jié)構(gòu)域。目前，已鑒定出超過16 種半乳糖凝集素。Galectin-1 和-3 在幾乎所有組織和大多數(shù)細(xì)胞中表達(dá)，Galectin-7 主要由復(fù)層上皮細(xì)胞表達(dá)，Galectin-9 主要由胃腸道上皮細(xì)胞、胸腺和內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)，Galectin-12 主要由脂肪細(xì)胞表達(dá)［20］。Galectin 通過與細(xì)胞表面的聚糖結(jié)合調(diào)節(jié)細(xì)胞功能。例如，Galectin-1 通過與CD45 蛋白上的N-聚糖或O-聚糖結(jié)合誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡［21］。同時(shí)，T 細(xì)胞可上調(diào)α2，6-唾液酸的表達(dá)，抑制Galectin-1 與T細(xì)胞結(jié)合，使T 細(xì)胞對(duì)Galectin-1 誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡產(chǎn)生耐受［22］。Galectin-3 通過與T 細(xì)胞受體的復(fù)雜支鏈N-聚糖結(jié)合，產(chǎn)生晶格結(jié)構(gòu)，抑制T 細(xì)胞受體（TCR）的聚集，從而抑制T 細(xì)胞活化［8］。當(dāng)機(jī)體受到細(xì)菌感染，Galectin-8 與細(xì)胞內(nèi)受損溶酶體上的N-聚糖結(jié)合，啟動(dòng)細(xì)胞自噬殺傷細(xì)菌。Galectin-8還可與自噬調(diào)節(jié)因子NDP52 的N-聚糖結(jié)合，促進(jìn)細(xì)胞自噬［23］。

Siglecs 是與細(xì)胞表面唾液酸結(jié)合的關(guān)鍵免疫受體，大多數(shù)Siglecs 含有免疫受體酪氨酸抑制基序（immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif，ITIM），賦予其免疫抑制功能［24］。例如，CD169（Siglec-1）是在巨噬細(xì)胞上高表達(dá)的唾液酸聚糖結(jié)合蛋白。CD169和唾液酸結(jié)合的親和力較低，因此CD169的配體通常是高度唾液酸化的和多聚的。CD169 也被用作特定巨噬細(xì)胞群體的標(biāo)志物，該群巨噬細(xì)胞在抗菌免疫反應(yīng)的啟動(dòng)、病毒傳播和炎癥發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用［25］。B 細(xì)胞上表達(dá)的CD22（Siglec2）可特異性結(jié)合含有α2，6-連接唾液酸的配體，抑制B 細(xì)胞受體信號(hào)的傳導(dǎo)，并觸發(fā)自身反應(yīng)性B 細(xì)胞的凋亡［26］。CD33（Siglec-3）是主要表達(dá)在髓系細(xì)胞上的免疫抑制性受體，與α2-3連接和α2-6 連接的唾液酸結(jié)合，抑制免疫細(xì)胞的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)［25］。選擇素（Selectins）是鈣依賴性聚糖結(jié)合蛋白，能夠識(shí)別和結(jié)合特定碳水化合物結(jié)構(gòu)，由E-選擇素、P-選擇素和L-選擇素組成，分別主要在內(nèi)皮細(xì)胞、血小板和白細(xì)胞上表達(dá)，這些細(xì)胞黏附分子在白細(xì)胞的滾動(dòng)、黏附和定植過程中行使功能［27，28］。缺乏選擇素或其配體會(huì)導(dǎo)致反復(fù)的細(xì)菌感染和持續(xù)性疾病的發(fā)生。例如，編碼巖藻糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的基因發(fā)生突變，使得選擇素?zé)o法和巖藻糖基有效結(jié)合，導(dǎo)致白細(xì)胞不能結(jié)合E-、L-或P-選擇素，會(huì)導(dǎo)致患者遭受粘膜和皮膚的細(xì)菌感染。部分患者可通過口服巖藻糖克服這種影響，而其他患者則需要接受抗生素治療。在部分模型中，缺乏L-選擇素的小鼠顯示出顯著且持續(xù)的炎癥減少，這可能是由于L-選擇素與配體的相互作用減弱，導(dǎo)致炎癥細(xì)胞募集減少［29］。

2.3 糖基化影響炎癥免疫應(yīng)答過程

2.3.1 糖基化調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的歸巢過程 在感染或組織損傷時(shí)，感染或損傷部位產(chǎn)生炎癥因子和趨化因子等，促進(jìn)免疫細(xì)胞遷移和浸潤到炎癥部位。免疫細(xì)胞的滾動(dòng)、阻滯和粘附步驟通過內(nèi)皮細(xì)胞選擇素和免疫細(xì)胞配體（如P-選擇素糖蛋白配體-1、E-選擇素配體-1 和糖基化CD44）的相互作用來控制［30］。用于選擇素結(jié)合的最小聚糖決定簇是唾液酰Lewis x（sLex），細(xì)胞表面糖綴合物的sLex與選擇素的N 端凝集素結(jié)構(gòu)域相互結(jié)合介導(dǎo)細(xì)胞黏附［24］。ST6Gal1 是負(fù)責(zé)添加末端α2，6-唾液酸的唾液酸轉(zhuǎn)移酶，Zarbock A 及其同事發(fā)現(xiàn)缺乏ST6Gal1 基因的小鼠表現(xiàn)出免疫細(xì)胞向引流淋巴結(jié)的遷移受損［28］。中性粒細(xì)胞（neutrophil，PMN）含sLex 結(jié)構(gòu)的糖蛋白與腸內(nèi)皮細(xì)胞上的E-選擇素和P-選擇素結(jié)合，促進(jìn)PMN 的浸潤［31］。Jennifer C Brazil 等研究證明，使用特異性靶向CD44v6 唾液酸化Lewis 聚糖的抗體可阻斷中性粒細(xì)胞跨上皮遷移，在體內(nèi)保護(hù)硫酸葡聚糖鈉鹽（DSS）誘導(dǎo)的結(jié)腸炎，并促進(jìn)結(jié)腸損傷后的上皮傷口閉合［32］。

2.3.2 糖基化調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的識(shí)別過程 在免疫細(xì)胞遷移到炎癥部位后，細(xì)胞表面特異性受體與抗原表位結(jié)合，免疫細(xì)胞活化發(fā)揮特定功能。許多固有免疫細(xì)胞表達(dá)免疫識(shí)別受體，可識(shí)別病原體相關(guān)分子模式（pathogen-associated molecular pattern，PAMP）或損傷相關(guān)分子模式（damage-associated molecular pattern，DAMP）。PAMP 和DAMP通常是存在于病原體或受損細(xì)胞表面的糖基化生物分子，如細(xì)菌脂多糖、肽聚糖、磷壁酸、莢膜多糖，以及真菌甘露聚糖和病毒衣殼蛋白。固有免疫細(xì)胞通過其表面的聚糖識(shí)別受體識(shí)別病原體或其他糖綴合物，如siglecs。巨噬細(xì)胞表面表達(dá)唾液黏附素（siglec-1）促進(jìn)其吞噬攝取唾液酸化的腦膜炎奈瑟菌，相反，使用唾液酸酶預(yù)處理細(xì)菌可以抑制巨噬細(xì)胞的吞噬作用［33］?？漳c彎曲菌的表面糖脂可與單核細(xì)胞表面的Siglec-7 相互作用，調(diào)節(jié)宿主-病原體的相互作用［34］。除此之外，細(xì)菌也可通過菌體表面糖基化形成糖萼，逃避免疫系統(tǒng)的識(shí)別。

2.3.3 糖基化影響免疫細(xì)胞的功能 免疫細(xì)胞表面特異性受體與相應(yīng)抗原結(jié)合后，免疫細(xì)胞活化發(fā)揮特定功能。異常糖基化可影響免疫細(xì)胞抗原呈遞過程。例如，Marina Ostankovitch 及其同事證明N-糖基化可增強(qiáng)酪氨酸酶MHC-I 類限制性表位的呈遞，使用糖甘酶處理降低肽表位的N-糖基化可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)含量增加，使得抗原肽呈遞受損［35］。N-糖基化也可影響MHC-Ⅱ分子的抗原呈遞功能，缺乏天然N-聚糖的抗原呈遞細(xì)胞呈遞脆弱擬桿菌抗原的能力減少，且不能驅(qū)動(dòng)T 細(xì)胞活化［36］。另外，異常糖基化也可影響獲得性免疫反應(yīng)。唾液酸結(jié)合受體家族成員CD22（Siglec-2）通過其聚糖結(jié)合結(jié)構(gòu)域特異性結(jié)合含有α2，6-連接唾液酸的配體，可以抑制B 細(xì)胞受體的信號(hào)傳導(dǎo)［37］。Luciano G. Morosi 等研究發(fā)現(xiàn)糖基轉(zhuǎn)移酶ST6Gal1 產(chǎn)生的唾液酸化聚糖可掩蔽T 細(xì)胞上的半乳糖凝集素-1 的配體，抑制凝集素治療療效，ST6Gal1 表達(dá)降低可增強(qiáng)凝集素的免疫抑制效果［38］。除此之外，在癌癥治療過程中，腫瘤細(xì)胞表面過度表達(dá)的唾液酸與免疫細(xì)胞表面的免疫抑制性受體Siglecs 結(jié)合，誘導(dǎo)免疫抑制性微環(huán)境，抑制腫瘤的治療效果［39］。

3 糖基化與慢性炎癥性疾病

3.1 糖基化與炎癥性腸病

炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease，IBD）是胃腸道的慢性炎癥性疾病，包括克羅恩?。–rohn′s disease，CD）和潰瘍性結(jié)腸炎（ulcerative colitis，UC）兩種臨床亞型。IBD 的發(fā)病機(jī)制受到遺傳因素、環(huán)境因素、微生物-宿主相互作用和免疫等多種因素相互作用的影響［40］。已有研究報(bào)道，IBD 患者存在多種糖基化末端結(jié)構(gòu)的改變，包括O-糖基化、N-糖基化和糖脂。IBD 患者血清N-聚糖中大分子聚糖增加、雜合型和高甘露糖型結(jié)構(gòu)相應(yīng)減少，巖藻糖基化和半乳糖基化減少以及唾液酸化增加［41］。糖基化通過影響腸上皮屏障功能、微生物-宿主相互作用、聚糖-凝集素相互作用和黏膜免疫等參與IBD 的發(fā)生發(fā)展。

Yao 等［42］研究發(fā)現(xiàn)，腸上皮細(xì)胞糖蛋白的唾液酸化作為腸道粘膜屏障可抵御外來毒素和病原體侵襲，維持腸粘膜穩(wěn)態(tài)。當(dāng)唾液酸轉(zhuǎn)移酶基因ST6GALNAC1（ST6）缺乏可導(dǎo)致腸道屏障功能受損，細(xì)菌等微生物穿過腸道上皮屏障進(jìn)入固有層，誘發(fā)腸炎［42］。聚糖可以作為微生物群的主要能量來源，部分細(xì)菌可以降解上皮粘液層中存在的O-連接聚糖或上皮細(xì)胞脫落的N-連接聚糖。腸上皮細(xì)胞C1galt1 基因敲除的小鼠模型證明腸道上皮細(xì)胞特異性缺乏核心O-糖基化會(huì)導(dǎo)致小鼠發(fā)生自發(fā)性結(jié)腸炎，表現(xiàn)為大量髓細(xì)胞浸潤和隱窩膿腫［43］。在患有活動(dòng)性UC 患者中，觀察到黏蛋白-2（MUC2）的O-糖基化譜的改變，復(fù)雜聚糖減少和較小的聚糖增加［44］。糖基化改變還可影響腸黏膜免疫細(xì)胞狀態(tài)。Dias 等［45］發(fā)現(xiàn)UC 患者黏膜T 細(xì)胞支鏈N-糖基化的缺乏與患者疾病嚴(yán)重程度相關(guān)，使用GlcNAc 代謝補(bǔ)充活動(dòng)性UC 患者的離體粘膜T 細(xì)胞可增強(qiáng)T 細(xì)胞受體中的支鏈N-糖基化，并抑制T細(xì)胞生長和Th1/Th17免疫反應(yīng)。糖基轉(zhuǎn)移酶基因缺乏（Mgat5-/-）缺乏的小鼠可表現(xiàn)出腸炎易感性［46］。上述研究表明，糖基化是腸道穩(wěn)態(tài)和炎癥的主要調(diào)節(jié)因子，因?yàn)樗鼈冊(cè)谕苿?dòng)腸上皮屏障功能、免疫系統(tǒng)和腸道微生物組之間的穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮作用。

3.2 糖基化與類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎

類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（Rheumatoid arthritis，RA）是以關(guān)節(jié)滑膜炎癥為主的慢性系統(tǒng)性疾病，表現(xiàn)為慢性關(guān)節(jié)疼痛、僵硬、壓痛、發(fā)熱、腫脹和侵襲性關(guān)節(jié)炎癥。RA 的血清學(xué)診斷特征是存在血清類風(fēng)濕因子和抗環(huán)瓜氨酸肽抗體（Anti-citrullinated peptide antibodies，ACPA）。免疫球蛋白糖基化異常，可導(dǎo)致身體免疫系統(tǒng)將其作為異物處理，形成大量的免疫復(fù)合物沉積在血管、關(guān)節(jié)等處，從而導(dǎo)致類風(fēng)濕病。

早在1978 年，科學(xué)家通過免疫電子顯微鏡在RA 患者關(guān)節(jié)膠原組織觀察到大量的IgG 和IgA 聚集體［47］。與健康對(duì)照者相比，RA 患者血清IgG 的半乳糖基化水平降低，且與RA 的嚴(yán)重程度和持續(xù)時(shí)間相關(guān)［48］。Gudelj 等［17］研究發(fā)現(xiàn)患者血清中IgG 的Fc 區(qū)域半乳糖缺乏性低聚糖比例增加，這種糖基化改變與RA 的風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)。除此之外，ACPA 抗體在RA 診斷前3 個(gè)月左右顯示Fc 區(qū)域半乳糖基化水平降低，使ACPA 抗體向促炎表型轉(zhuǎn)化［49，50］。

3.3 糖基化與慢性腎小球腎炎

慢性腎小球腎炎（chronic glomerulonephritis）是一種常見的腎臟疾病，也是導(dǎo)致終末期腎病的主要原因。根據(jù)腎小球腎炎的誘發(fā)因素，可分為原發(fā)性和繼發(fā)性腎小球腎炎。原發(fā)性腎小球腎炎是由藥物、感染等因素導(dǎo)致的腎臟損傷，繼發(fā)性腎小球腎炎是由其他系統(tǒng)性疾?。ㄈ缦到y(tǒng)性紅斑狼瘡、血管炎等）導(dǎo)致的腎臟損傷。慢性腎炎大多是免疫介導(dǎo)的炎癥，糖基化異常可影響腎臟炎癥，在腎炎的發(fā)病機(jī)制中起到重要作用。

Mgat5 是負(fù)責(zé)催化β1，6-GlcNAc 添加到N-聚糖中間體的糖基轉(zhuǎn)移酶，Mgat5 修飾的聚糖可以結(jié)合T 細(xì)胞表面半乳糖凝集素，限制抗原誘導(dǎo)的TCR 聚集和激活。Demetriou M 及其同事研究發(fā)現(xiàn)Mgat5-/-小鼠在12~20 個(gè)月大時(shí)表現(xiàn)出自發(fā)性腎小球腎炎癥狀，32%的小鼠出現(xiàn)肉眼可見的血尿、單核細(xì)胞浸潤和腎小囊纖維化［51］。α-甘露糖苷酶Ⅱ存在于高爾基體內(nèi)，是參與N-聚糖修飾所需的酶。α-甘露糖苷酶Ⅱ在高爾基內(nèi)剪切掉N-連接聚糖中的兩個(gè)甘露糖殘基，隨后通過其它糖基轉(zhuǎn)移酶添加多個(gè)分支聚糖生產(chǎn)復(fù)雜的N-聚糖結(jié)構(gòu)。在缺乏α-甘露糖苷酶Ⅱ的小鼠中，超過80%的小鼠在12 個(gè)月時(shí)檢測(cè)到腎小球腎炎，腎小球中IgM、IgA 和IgG 大量沉積，淋巴細(xì)胞浸潤增加。因此，α-甘露糖苷酶Ⅱ的缺失導(dǎo)致小鼠體內(nèi)糖蛋白的N-糖基化改變，誘發(fā)小鼠自身免疫性疾病和狼瘡性腎炎［52］。

3.4 糖基化與惡性腫瘤

糖基化異?？蓪?dǎo)致慢性炎癥，而長期慢性炎癥是誘發(fā)惡性腫瘤的重要因素。糖基化修飾與腫瘤的免疫逃避、耐藥性、腫瘤侵襲性和轉(zhuǎn)移增加有關(guān)。N-乙酰葡糖胺基轉(zhuǎn)移酶V（N-Acetylglucosaminyltransferase V，GnT-V）可將β1，6-GlcNAc 添加到N-聚糖上，增加N-聚糖分支。GnT-V 在正常肝臟中的表達(dá)較低，但在慢性肝炎表達(dá)增加，GnT-V表達(dá)上調(diào)是致癌的早期信號(hào)［53］。GnT-V 敲除小鼠與自發(fā)腫瘤形成的轉(zhuǎn)基因小鼠雜交后可抑制腫瘤形成和轉(zhuǎn)移［54］。腫瘤細(xì)胞表面過度表達(dá)的唾液酸與免疫細(xì)胞上表達(dá)的受體Siglecs 結(jié)合促進(jìn)腫瘤的免疫逃逸［55］。在HepG2 細(xì)胞中穩(wěn)定表達(dá)β-半乳糖苷α2，6-唾液酸轉(zhuǎn)移酶1（ST6Gal-I）后，腫瘤微環(huán)境中浸潤的CD8+T 細(xì)胞數(shù)量減少，其分泌的IFN-γ 和TNF-α 含量減少，促進(jìn)肝癌的進(jìn)展［54］。炎癥是炎癥性腸病和結(jié)直腸癌的驅(qū)動(dòng)因素，黏膜糖基化的失調(diào)可誘發(fā)結(jié)直腸癌。腸粘膜MUC2 蛋白表達(dá)缺失的小鼠可自發(fā)性發(fā)展結(jié)腸炎，腸隱窩形態(tài)異常，發(fā)展為侵襲性腺癌和直腸腫瘤［56，57］。在結(jié)直腸癌中，癌細(xì)胞唾液酸化結(jié)構(gòu)的增加與腫瘤侵襲性表型有關(guān)。癌細(xì)胞過度表達(dá)的唾液酸聚糖通過抑制細(xì)胞凋亡和促進(jìn)腫瘤淋巴轉(zhuǎn)移，增加結(jié)直腸癌的惡性程度［58，59］。綜上所述，糖基化改變?cè)诼匝装Y相關(guān)的惡性腫瘤發(fā)病機(jī)制和進(jìn)展中同樣扮演重要角色。

4 糖基化在診斷和治療慢性炎癥性疾病的應(yīng)用進(jìn)展

慢性炎癥性疾病的早期診斷和干預(yù)治療對(duì)于改善患者預(yù)后、抑制疾病復(fù)發(fā)和降低患者致殘率至關(guān)重要。糖基化改變被認(rèn)為是參與慢性炎癥性疾病進(jìn)展的重要因素，是潛在的診斷標(biāo)志物和治療靶標(biāo)。

血漿IgG 的高度糖基化特征與炎癥性腸病和系統(tǒng)性紅斑狼瘡的臨床特征相關(guān)。在SLE和IBD中觀察到IgG-Fc 的半乳糖基化明顯降低。Itzkowitz研究組利用免疫組織化學(xué)檢測(cè)長期潰瘍性結(jié)腸炎患者腸組織黏蛋白唾液酸Tn 抗原（STn），在7 例發(fā)展為結(jié)腸癌的患者中，6 例活檢標(biāo)本中STn 表達(dá)增加［60］。Jass，J. R. 研究組發(fā)現(xiàn)慢性潰瘍性結(jié)腸炎患者的結(jié)腸活檢組織中唾液酸化水平升高，且唾液酸化與腸上皮增生形態(tài)學(xué)變化相一致［61］。除此之外，糖基化改變還可預(yù)測(cè)患者對(duì)治療的反應(yīng)性。研究顯示結(jié)腸活檢組織表達(dá)較低水平支鏈N-聚糖的患者對(duì)標(biāo)準(zhǔn)治療沒有反應(yīng)，而呈現(xiàn)高水平支鏈N-聚糖的患者顯示出良好的治療結(jié)果。N-聚糖與C 反應(yīng)蛋白相結(jié)合，可用于預(yù)測(cè)IBD 患者的預(yù)后效果，通常低支鏈N-聚糖和高C 反應(yīng)蛋白水平的IBD 患者預(yù)后較差［62］。除此之外，糖蛋白是癌癥診斷常用的血清學(xué)生物標(biāo)志物。例如，糖蛋白CA125，也稱MUC16，被用于診斷卵巢癌的發(fā)生和復(fù)發(fā)；甲胎蛋白（AFP）用于肝癌的診斷；糖蛋白CA15-3，也稱MUC1，可用于診斷乳腺癌的發(fā)生和監(jiān)測(cè)治療效果［63］。

靶向聚糖及碳水化合物識(shí)別受體抑制劑的應(yīng)用為慢性炎癥性疾病的治療提供新的治療策略。如那他珠單抗（一種α4-整合素拮抗劑）和維得利珠單抗（靶向α4β7 整合素阻止淋巴細(xì)胞向腸道的運(yùn)輸）已被用于臨床治療IBD。補(bǔ)充聚糖也是有前途的輔助療法，活動(dòng)性UC 患者中分離的粘膜T 細(xì)胞的補(bǔ)充GlcNAc 后，改善了T 細(xì)胞受體的支鏈N-糖基化，從而控制T 細(xì)胞的活化和功能［45，46］。一項(xiàng)口服補(bǔ)充GlcNAc 在兒科IBD 中的試點(diǎn)研究揭示了GlcNAc 作為強(qiáng)效治療劑的潛在作用，超過一半的GlcNAc 治療患兒表現(xiàn)出臨床緩解，腸炎癥狀減輕［64］。唾液酸化的IgG 抗體表現(xiàn)出抗炎活性，可減少體內(nèi)炎性Th17 細(xì)胞數(shù)量，緩解狼瘡性腎炎和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎小鼠的炎癥癥狀［65］。美國麻省總醫(yī)院Robert M Anthony 教授及其同事通過將誘導(dǎo)半乳糖和唾液酸的酶結(jié)合，合成B4ST6Fc，可將患者體內(nèi)的IgG 抗體Fc 區(qū)域唾液酸化，實(shí)現(xiàn)在體內(nèi)將促炎性抗體轉(zhuǎn)化為抗炎性抗體。在狼瘡相關(guān)腎炎小鼠模型中，注射B4ST6Fc 可降低腎臟損傷［66］。斯坦福大學(xué)的Carolyn R. Bertozzi 教授及其同事將曲妥珠單抗（抗HER2 單克隆抗體）與唾液酸酶（特異性去除聚糖中唾液酸的酶）相結(jié)合。這種抗體-酶偶聯(lián)物選擇性地改變腫瘤細(xì)胞糖萼，促使自然殺傷細(xì)胞的活化增加，從而增強(qiáng)抗體對(duì)腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞毒性［67］。Egan 及其同事［68］研究發(fā)現(xiàn)腫瘤微環(huán)境促進(jìn)腫瘤間質(zhì)細(xì)胞過度唾液酸化，誘導(dǎo)耗竭免疫細(xì)胞CD8+PD1+和CD8+Siglec-7+/Siglec-9+T 細(xì)胞表型。在體內(nèi)，靶向基質(zhì)細(xì)胞唾液酸化逆轉(zhuǎn)基質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的免疫抑制，表達(dá)CD25 和顆粒酶B 的CD8+T 在腫瘤和引流淋巴結(jié)中的浸潤增加。

5 總結(jié)與展望

系統(tǒng)性慢性炎癥是導(dǎo)致組織損傷和惡性進(jìn)行性疾病的重要因素。目前的證據(jù)表明，糖基化修飾在所有這些過程中起著重要作用。糖基化對(duì)于所修飾蛋白質(zhì)的生物合成和穩(wěn)定性至關(guān)重要，糖基化修飾異?？蓪?dǎo)致蛋白質(zhì)被機(jī)體免疫系統(tǒng)識(shí)別誘發(fā)自身免疫性疾病和炎癥。聚糖及其凝集素配體的相互作用在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞運(yùn)輸和黏附過程中發(fā)揮作用，共同維持機(jī)體的免疫穩(wěn)態(tài)。此外，固有免疫反應(yīng)和適應(yīng)性免疫反應(yīng)是慢行炎癥調(diào)節(jié)的關(guān)鍵部分。聚糖參與抗原攝取、免疫細(xì)胞活化等過程，糖基化修飾的改變可阻斷免疫細(xì)胞的功能發(fā)揮，延緩機(jī)體炎癥的恢復(fù)。

盡管糖基化修飾改變?cè)诼匝装Y性致病已被廣泛報(bào)道，但其臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn)。糖基化修飾存在個(gè)體間的異質(zhì)性、糖基化結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多樣性都限制其轉(zhuǎn)化應(yīng)用。因此，深入研究糖基化結(jié)構(gòu)多樣性和慢性炎癥性疾病糖基化的改變有望為慢性炎癥性疾病的診斷、治療和預(yù)后分析發(fā)展新策略，解決慢性炎癥導(dǎo)致的系列重大疾病。