Toll樣受體3(TLR3)在兒童反復呼吸道感染中的研究進展

張苗苗 朱慧芝 張玉玲

反復呼吸道感染(recurrent respiratory tract in fections，RRTIs)是兒童十分常見的臨床現象。國內RRTIs定義是指1年以內發生次數超出正常范圍的上、下呼吸道感染[1]。近年來，兒童反復呼吸道感染疾病已成為威脅兒童健康的主要疾病之一，它不僅影響小兒生長發育，也給家庭帶來了很大的精神壓力與經濟負擔。反復呼吸道感染的原因眾多，除了感染等外部因素外，還與自身免疫系統有密切關系[2]。在某些呼吸道疾病中，例如哮喘患兒，由于存在免疫功能缺陷或低下的問題，使肺通氣和肺換氣功能受到影響，更易發生反復呼吸道感染[3]。因此，越來越多的研究表明，免疫反應在兒童呼吸系統疾病的發生、發展中起重要作用。Toll 樣受體(toll-like receptors，TLRs)是近年來發現在抗感染和免疫反應中起到重要作用的受體蛋白，是一種細胞跨膜受體，它能促進細胞因子的合成與釋放，引發炎癥反應[4]。Toll 樣受體3 (TLR3) 是 TLRs 家族的一員，研究表明TLR3與病毒感染密切相關，TLR3可通過特定的信號轉導通路促進炎癥反應的發生，同時，有學者證實，某些炎癥因子如組胺、肥大細胞等也可上調TLR3的表達[5]。因此，TLR3在反復呼吸道感染的發生、發展過程中起到的作用也成為了當前的研究熱點。

一、TLR3的概況

TLR3的分布及配體：TLRs分布十分廣泛，但具有細胞分布特異性，例如TLR3只特異分布于樹突細胞[6]。樹突細胞主要分布于皮膚、鼻腔、肺、胃與腸的內層，是特發性免疫應答的中心環節。TLRs 配體根據其來源可分為: 外源性配體和內源性配體[7]。外源性配體的來源主要是病原微生物，而內源性配體的來源則是宿主細胞，當機體應激時或組織損傷時釋放。TLR3具有代表性的特異性配體有：病毒雙鏈 RNA( double-stranded RNA，dsRNA) ; 人工合成的類似物多聚肌胞苷酸-poly( I: C)等[8]。相關研究結果表明[9]，TLR3在 Poly I: C的激活下可以誘導產生有效的抗病毒細胞因子從而起到抗病毒固有免疫作用。因此，TLR3在免疫系統中起重要的作用。

二、TLR3的傳導通路及抗病毒作用機制

Toll樣受體作為一種細胞跨膜受體，是屬于白介素-1受體(IL-1R)超家族成員之一，TLRs通過識別和啟動不同病原體的相關模式分子產生的免疫反應來達到抗病毒的目的。TLRs信號傳導通路依據是否包含髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor 88，MyD88)，可分為MyD88依賴性和非My D88依賴性兩種信號傳導途徑，TLR3主要通過MyD88非依賴途徑激活一些重要的轉錄因子，從而調控編碼Ⅰ型干擾素的基因的表達，參與抗病毒免疫[10]。TLR3識別配體并與其結合后，觸發自身TIR結構域(toll interleukin-I receptor domain，TIR)等一系列過程，參與到TLRs的信號轉導[11]，此過程是啟動下游信號轉導的關鍵。有相關研究表明，含有TIR結構域誘導β干擾素的接頭蛋白(TIR-domain-containing adaptor inducing interferon-β，TRIF)與TLR3信號轉導通路關系密切，在嬰幼兒呼吸道合胞病毒感染中有極為重要的作用[12]。TRIF能通過與不同的信號分子結合，激活干擾素調節因子3( IFN-regulatedfactor -3，IRF3)和NF-κB信號通路，誘導炎性細胞因子的產生，從而促進機體產生抗感染等天然免疫反應。正是由于Toll樣受體3的這種抗病毒的免疫反應，才能有效參與反復呼吸道感染疾病的發展進程，進而影響到兒童的身心健康和生長發育。

三、TLR3與反復呼吸道感染

1.TLR3在呼吸道合胞病毒感染中的作用：反復呼吸道感染以嬰幼兒較為多見，可能與嬰幼兒免疫系統發育不成熟、呼吸道黏膜嬌嫩容易受到侵犯及黏膜纖毛清除病原微生物的能力較弱等因素密切相關[13]。引起反復呼吸道感染的原因及病原體非常復雜，有病毒、細菌、支原體感染、過敏、營養不良等諸多因素，臨床研究顯示5歲以下兒童反復呼吸道感染導致的喘息發作時，呼吸道病原體主要為肺炎支原體(mycoplasma pneumonia,MP)及呼吸道病毒，且兩者混合感染多見[14]。由于呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus，RSV)是造成世界范圍內嬰幼兒反復呼吸道感染的及其重要病毒病原體，本綜述以呼吸道合胞病毒為例來論述TLR3與反復呼吸道感染的關系。當該病毒感染呼吸道上皮細胞后產生大量炎癥因子，有相關研究證實這些細胞因子的產生有賴于TLR3傳導途徑，即TLR3在由呼吸道合胞病毒引起的反復呼吸道感染中導致的細胞損傷過程中起到了重要作用。TLR3的活化可以抑制RSV在感染中的復制而達到抗病毒作用[15]，TLR3活化劑的研究為臨床上治療RSV感染及研發抗RSV新藥提供理論基礎。

2.TLR3與反復呼吸道感染相互作用原理：由于兒童肺泡巨噬細胞功能不成熟，產生白介素-1和干擾素的能力有缺陷，樹突狀細胞的動員和成熟功能障礙，在炎癥發生時，機體的抗病毒免疫功能低下，易導致兒童反復呼吸道感染。而TLR3主要存在于樹突狀細胞中，因此TLR3可能與反復呼吸道感染的發生發展密切相關。另外有學者證實氣道平滑肌細胞作為免疫細胞具有顯著的分泌功能和招募炎癥細胞的潛力[16]。因此，通過活化支氣管平滑肌細胞TLR3，呼吸道核糖核酸病毒感染能促進嗜酸粒細胞活化趨化因子的合成和增強嗜酸粒細胞的炎癥反應[17]。同時，有相關研究表明TLR3有激發機體的適應性免疫的能力[16]，從而參與到炎癥反應發展過程中。TLR3通過多種機制發揮抗病毒感染作用，如直接限制病毒復制增值強度，促進或延緩病毒觸發的炎癥反應，從而激活病毒特異的獲得性免疫反應[18]。兒童呼吸道的病毒感染后TLR3的低水平可能引起其對病毒復制的抑制作用減弱，從而導致反復呼吸道感染的發生。但也有一些研究表明病毒能夠不同程度地干擾TLR3的識別功能，干擾ILR3信號轉導的各個環節，從而逃避宿主的天然免疫的殺傷使得病毒能夠更加有效的感染細胞并成功復制[19]，導致兒童的反復呼吸道感染。同時，有關研究表明，外周血單個核細胞TLR3的表達水平可以預示機體的免疫狀態[20]。這就說明在以后的臨床工作中可通過TLR3水平的高低來預測機體的免疫狀態，從而達到預防或治療疾病的目的。

四、展望

目前對于病毒感染性疾病的藥物治療主要是通過抑制病毒的復制增殖來實現的，由于先天性免疫是機體抗病毒感染的第一道防線，因此，機體的先天性固有免疫在反復呼吸道感染中起到至關重要的作用?？共《鞠忍煨悦庖叩囊粋€關鍵方面是機體合成和分泌I型干擾素(interferon，IFN)，如IFN-α和IFN-β，其不僅具有抗病毒作用，還有多種免疫調節作用，增強機體的先天性免疫與獲得性免疫[21]。有研究表明，某些中藥可以通過激活TLR3通路產生抗病毒作用[22]。對TLR3信號轉導的網絡調節及其介導I型干擾素的產生機制、作用等研究，有助于進一步對病毒性疾病的認識，更深入地調節機體的先天性固有免疫和特異性免疫。而TLR3在抗感染免疫中的作用也將為抗病毒制劑、新型疫苗和免疫調節劑的研發提供重要理論依據。有相關研究表明，TTR受體激動劑是強效的疫苗佐劑，目前已經將TLR3的激動劑作為重組蛋白疫苗、基于樹突狀細胞疫苗及滅活病毒疫苗等疫苗的佐劑應用于臨床實驗中[23]。

五、結論

綜上所述，TLR3作為一個重要的炎性受體，越來越多的證據表明其與呼吸道疾病的發生發展密切相關。在病毒感染導致的兒童反復呼吸道感染中，TLR3通過識別胞質內病毒的dsRNA，激活天然免疫信號通路，誘導機體產生抗病毒反應。此外，TLR3活化后還能誘導細胞損傷，并破壞體內血管屏障引起病毒擴散，從而加速疾病進程[24]。但最近也有相關學者進行了敲除TLR3進而抑制TLR3/TRIF信號通路的研究，其結果表明抑制此信號通路可以明顯減輕哮喘患兒氣道炎癥反應和重塑[25]。因此，隨著對TLR3與病毒感染的關系的不斷深入研究，新的觀點不斷產生，其在呼吸道疾病的預防、診斷、治療等臨床應用將會有良好的應用前景。