淺析顆粒酶在HIV感染中的作用研究進展

楊玉琪

摘要：顆粒酶是細胞毒細胞發揮作用的效應蛋白之一。本文綜述了顆粒酶的分子生物學特性，顆粒酶在ⅧV感染中的作用，及中醫藥的免疫調節對顆粒酶作用的研究進展。

關鍵詞：顆粒酶；HIV感染；細胞毒細胞

中圖分類號：R512.91 文獻標志碼：A 文章編號：1007-2349（2017）03-0089-02

在HIV感染中，由細胞毒性T淋巴細胞（Cytotoxie T Lym-phoeyte，CTL）和自然殺傷細胞（Natural killer cell，NK）介導的細胞毒性對于抑制HIV復制、延緩疾病進展發揮重要作用。顆粒酶是細胞毒性細胞所具有的重要效應分子之一，在病毒感染的病原清除和靶細胞凋亡中發揮重要的作用。本文將顆粒酶在HIV感染中的作用研究進展作一綜述。

1顆粒酶的分子生物學特性

顆粒酶是存在于細胞毒性淋巴細胞胞漿顆粒的一組同源性的絲氨酸蛋白酶（serine protease），與穿孔素（pore-formingprotein，PFP）一起儲存于胞漿顆粒中，并一起通過胞吐作用釋放至靶細胞間隙，協同作用致靶細胞損傷。人顆粒酶包括顆粒酶A、B、K、H等，與疾病相關的免疫效應關系較密切的是顆粒酶A（granzyme A，GzmA）、顆粒酶B（gaanzyme B，GzmB），尤以GzmB為最多見且極具價值。

人的GzmA基因定位于5號染色體上，GzmA分子是Ha-nuka因子cDNA編碼產物，由兩個分子量為27KD的單體通過二硫化合物連接成50KD的同源二聚體，具有類胰蛋白酶的性質，在體內能緩慢引起靶細胞DNA斷裂。人的GzmB基因定位于14號染色體上，GzmB是人類淋巴細胞蛋白酶（HLP）cD-NA編碼的產物，分子量有30KD、32KD、35KD 3種形式，經葡萄糖苷酶水解后均剩下一個27KD的蛋白核心，說明3種形式的GzmB是同一蛋白帶有不同的糖基。GzmB具有門冬氨酸酶的活性，是主要效應分子，能迅速引起靶DNA斷裂，作用強于GzmA。

活化的CTL和NK細胞是機體細胞毒細胞，能清除機體內的病毒感染細胞、胞內菌、腫瘤細胞并介導移植排斥反應、自身免疫病和移植物抗宿主病。顆粒酶是活化的CTL和NK細胞的效應分子，主要介導細胞凋亡。GzmA、GzmB含量最豐富，表達上亦早于其它顆粒酶。GzmA主要誘導一種easpases非依賴性的細胞凋亡，它通過顆粒的胞吐作用釋放，在PFP協同作用下進入靶細胞的細胞漿中，并聚集在細胞核，通過裂解SET復合物釋放的脫氧核糖核酸酶NM23-H1對染色體DNA形成單股DNA鏈切（缺）口而引起DNA斷裂，最終引起靶細胞的凋亡。GzmB最初以酶原的形式合成，在內質網中加工去除N端信號肽后，貯存于CTL的顆粒中。當CTL識別靶細胞時，GzmB N端的酸性二肽被切除，成為活性形式。活性型GzmB可通過穿孔素或受體進入靶細胞，切割含Asp-X，Glu-X位點的多種結構和功能蛋白，引起細胞凋亡。

2顆粒酶在HIV感染中的作用

人體感染了HIV后很快建立了特異性的細胞免疫反應和體液免疫反應以清除病毒。特異性的中和抗體可以迅速中和細胞外病毒，阻止其侵入易感細胞及在體內擴散，但無法殺死細胞內病毒，細胞介導的免疫反應可通過溶解病毒感染細胞或分泌抗病毒因子殺滅細胞內病毒。因此，細胞免疫反應在人體抵御病毒感染中起著中心和基礎的作用。細胞免疫反應主要包括由NK細胞介導的天然免疫反應和由CD₈⁺的CTL介導的獲得性免疫反應，二者構成了機體防御病毒感染和轉化細胞的主要機制。

在HIV感染中，由CTL和NK細胞介導的細胞毒性對于抑制HIV復制、延緩疾病進展發揮著重要作用，HIV特異性CTL在特異性抗體產生前即能檢測到，能有效降低病毒載量，早期CTL反應的強弱直接影響HIV感染后進展為艾滋病的時間；NK細胞是機體抵御HIV和機會性感染的第一道防線。文獻報道，CTL和NK細胞數量異常存在于艾滋病疾病進程的不同階段，但其功能損傷機制及評價指標尚無定論。CTL和NK細胞對HIV的控制都主要通過顆粒胞吐途徑溶解病毒感染細胞，顆粒酶是這一機制中重要的效應分子之一。

顆粒酶的釋放是CTL特異殺傷的基礎，活化的CTL通過特異識別靶細胞，含有顆粒酶的胞漿分泌顆粒在CTL內重新定位于靶細胞接觸的細胞膜位點，然后將顆粒酶和穿孔素分泌到細胞間隙。細胞毒細胞的活化過程伴隨有顆粒酶的合成產生過程，CTL識別靶細胞后，一方面以細胞排粒的方式分泌顆粒酶，一方面又迅速合成顆粒酶，新合成的顆粒酶既能直接持續分泌到細胞外，又能“再充入”胞漿顆粒中貯存起來，以供殺傷下一個靶細胞。

HIV特異性CD₈⁺T淋巴細胞能控制HIV的復制，延緩疾病進程，這與HIV特異性CD₈⁺T淋巴細胞利用PEP和GzmB或CD95L直接殺傷被HIV-1感染的細胞，從而清除感染原密切相關。北京協和醫院李太生教授等研究發現，CD₈⁺T淋巴細胞在對HIV病毒的控制中不能單純起作用，而是受抗HIV特異性CD₄⁺T淋巴細胞應答的指揮。麻省普科醫院理根研究所和哈佛大學的研究人員發現HIV特異性CD₄⁺T淋巴細胞應答具有細胞殺傷活性，可破壞HIV感染的巨噬細胞，而CD₄⁺T淋巴細胞應答受到GzmA表達的支配。HIV特異性CD₄⁺T淋巴細胞或CD₈⁺T淋巴細胞發揮其抗HIV生物活性與GzmA、GzmB有關。

NK細胞的主要功能就是通過多種機制溶解殺傷靶細胞。GzmB是NK細胞釋放的胞漿顆粒，可以與PEP配合溶解靶細胞或介導靶細胞凋亡。周方圓等用流式細胞儀檢測了未經HAART治療的CD₄⁺T細胞高和低兩組HIV感染者外周血NK細胞及各亞群IFN-γ、CD107a和GzmB的表達情況，結果CD₄⁺T細胞高組NK細胞及各亞群分泌IFN-γ和CD107a的水平較HIV抗體陰性對照組高，GzmB釋放百分比高于HIV抗體陰性對照組和CD₄⁺T細胞低組，其IFN-γ⁺NK細胞百分比與病毒載量呈顯著負相關。提示NK細胞功能增強可能是控制HIV感染疾病進程的因素之一。

3中醫藥的免疫調節對顆粒酶的作用

臨床觀察表明中醫藥可調節艾滋病患者的免疫功能，改善患者的臨床癥狀，提高患者的生存質量。對其免疫調節作用進一步研究發現：中醫藥治療可明顯增強艾滋病患者HIV特異性T細胞免疫應答強度，這可能是中藥治療艾滋病調節免疫作用機制之一。但目前中醫藥增強HIV特異性T細胞免疫應答是否與GzmA、GzmB相關國內無報道。李曼等用由女貞子，早蓮草等組成的補腎方治療慢性乙型肝炎，患者經補腎方治療6個月后，其CD₈⁺T細胞表達的GzmB降低，提示中醫藥可減少T細胞免疫效應分子的表達。錢潔玉等探討了益艾康含藥血清對人自然殺傷細胞增殖及其效應分子顆粒酶基因表達的影響，不同濃度的益艾康含藥血清均能夠促進NK-92MI細胞增殖，增強NK-92MI細胞毒功能，其機制可能與上調顆粒酶基因的表達有關。李曉楠等觀察了中藥黃芩的主要活性成分漢黃芩素對人外周血單個核細胞CD3AK細胞增殖及對肝癌細胞SMMC-7721殺傷活性的影響，結果漢黃芩素在一定濃度范圍內能夠促進CD3AK細胞增殖，增強其對肝癌細胞SMMC-7721的殺傷活性，抑制SMMC-7721細胞生長、遷移和細胞的融合。漢黃芩素促進CD3AK細胞增殖和功能改變可能與上調CD3AK細胞表面GzmB的表達有關。上述這些研究報道提示中醫藥的免疫調節作用與顆粒酶有關。

4小結

免疫系統是一個復雜的網絡，任何環節都是相關聯的，在HIV感染的情況下，其復雜性更加難以想象，正是這種復雜的網絡型結構，為中藥抗HIV/AIDS的研究提供了可能。闡明中醫藥對HIV感染者機體免疫調節作用是中醫藥治療艾滋病的臨床應用所需，而目前安全、科學、規范地開展中醫藥治療艾滋病改善機體免疫作用機制方面研究仍存在較大的困難。研究中醫藥治療的艾滋病患者其外周血中顆粒酶變化情況，不失為一種探索中醫藥調節免疫在艾滋病治療中作用的方法，值得在臨床中進一步探索研究。

（收稿日期：2016-11-15）