IFN-γ受體1與部分疾病關系的研究進展*

董優優 綜述，陳昌國 審校

解放軍總醫院第六醫學中心檢驗科，北京 100048

干擾素(IFN)是一種具有調節免疫、抗病毒、抗腫瘤等生物學功能的細胞因子，分為3型:Ⅰ型包括IFN-α、IFN-β、IFN-ω、IFN-κ、IFN-ε、IFN-ζ、IFN-τ、IFN-δ、IFN-ν，Ⅱ型即IFN-γ，Ⅲ型包括IFN-λ1(IL-29)、IFN-λ2(IL-28a)和IFN-λ3和IFN-λ4[1]。IFN-γ于1965年首次發現，是Ⅱ型IFN的唯一成員，其受體由IFN-γ受體1(IFNGR1，即IFN-γ受體α鏈)及IFN-γ受體2(IFNGR2，即IFN-γ受體β鏈)組成的異源二聚體。IFNGR1由一個包含7個外顯子約30 kb的基因所編碼，負責與IFN-γ結合,是整個IFN-γ信號通路的“開關分子”[2-3]。IFN-γ與IFNGR1結合后使其自身發生磷酸化從而激活Janus活化的激酶(JAKs)，而JAKs的活化會使IFNGR1細胞內發生磷酸化進而招募信號轉導和轉錄激活因子1(STAT1)；磷酸化的STAT1聚合成二聚體，從IFNGR復合物上解離后入核參與IFN-γ調控的一系列蛋白的轉錄[2-5]。有研究發現，IFNGR1膜近端的JAK結合域和Y440基序在IFN-γ應答中是必不可少的[6-7]。IFNGR1廣泛表達于淋巴細胞(如T、B、NK細胞)及非淋系細胞(如單核細胞/巨噬細胞、成纖維細胞、內皮細胞)等有核細胞表面[8]。OKADA等[9]研究發現，IFNGR1774del4與818del4突變一樣，可產生一種截短型突變體，這種截短型IFNGR1通過改變受體穩定性對IFN-γ信號轉導有顯著負面影響。Ⅰ型IFN刺激誘導抑制性Egr3/Nab1復合物快速募集會抑制IFNGR1啟動子的轉錄，這種基因沉默機制可能與Ⅰ型IFN抗炎生物學功能有關[10]。IFNGR1結合IFN-γ并激活該信號通路是宿主控制細菌和病毒感染至關重要的基因轉錄調控途徑[11-13]，轉錄因子Ap-2α 下調IFNGR1表達影響對腫瘤細胞 IFN-γ的敏感性[8]。IFNGR1基因型、細胞對IFN-γ的反應性與臨床疾病特征之間存在很強的相關性，近年來研究發現，IFNGR1的正常表達與否、表達量的多少與多種疾病密切相關[6,8,14-15]。本文就部分疾病中IFNGR1表達的研究進展做簡要綜述。

1 細胞表面IFNGR1表達與自身免疫性疾病

自身免疫性疾病是由于機體的自身免疫反應超出生理限度或持續過久從而破壞自身組織結構并引起相應臨床癥狀。IFN-γ在機體的免疫應答中發揮重要作用，IFNGR1是IFN-γ信號通路的關鍵分子。因此，研究自身免疫性疾病中IFNGR1表達有助于進一步理解部分自身免疫性疾病的發病機制并為治療奠定基礎。系統性紅斑狼瘡(SLE)是一種典型的自身免疫性疾病，其病因和發病機制尚未闡明。研究發現，SLE患者體內多種細胞因子水平異常，其中IFN在SLE發病中的重要作用已經得到確認。CHODISETTI等[16]研究指出，TLR7誘導IFN-γ信號轉導促進抗體形成細胞(AFC)和生發中心(GC)反應，導致自身反應性B細胞產生和SLE的發生。對咪喹莫特處理的自身免疫傾向 B6.Sle1b小鼠脾組織中IFN-γ的轉錄組學分析表明，Toll樣受體7(TLR-7)誘導的IFN-γ激活多種信號通路，調節TLR-7促進的SLE。IFNGR1基因在外周 B 細胞中的條件缺失進一步證明，TLR-7驅動的自身免疫性AFC和GC反應及SLE 的進展依賴于B 細胞中IFN-γ信號。袁慧等[17]采用病例對照及基因芯片技術篩查信號通路上的差異基因的表達,發現SLE患者IFNGR1表達高于對照人群，同樣提示IFN-γ及其受體與SLE發病密切相關。布勞綜合征(BS)是一種自發性炎性肉芽腫性疾病，INF-γ異常反應是其病理機制之一。PARACHOVA等[18]報道了2例NOD2c.2264C>T 突變和結構域陰性的 IFNGR1 818del4突變，指出INF-γ是至少某些 BS 表現的重要驅動因素。

2 細胞表面IFNGR1表達與過敏性疾病和神經系統疾病

過敏性皮炎是一種炎癥性皮膚病，在急性期局部有Ⅱ型輔助性T細胞(Th2)浸潤，隨后Ⅰ型輔助性T細胞(Th1)浸潤導致慢性過敏性皮炎損傷。過敏性皮炎會導致嚴重的眼部并發癥，如角膜結膜炎、視網膜脫離、白內障、圓錐形角膜，所以過敏性皮炎眼部并發癥基因風險因子的確立就顯得十分重要。基于同卵雙生的基因流行病學及相關性研究均提示過敏性皮炎存在基因易感性。MATSUDA等[19]研究發現，高親和力的IgE 受體β(FcεRI)、白細胞介素(IL)-13和IFNGR均與其特異性基因相關。IFNGR1-56 C/T 單核苷酸多態性是影響IFNGR1啟動子活性的重要因素之一，IFNGR1-56T等位基因較IFNGR1-56C等位基因表現為高水平IFNGR1轉錄活性進而影響細胞表面IFNGR1的表達水平。MATSUDA等[19]研究還發現，IFNGR1啟動子區域-56C/T單核苷酸多態性(SNP)與過敏性皮炎眼部并發癥存在較強相關性，并且在這些過敏性皮炎患者中，眼部并發癥患者與IFNGR1-56C/T SNP存在密切相關性并顯示更高的IFNGR1啟動子活性，而無眼部并發癥的過敏性皮炎與IFNGR1-56C/T SNP無相關性。

近年來，有關IFN-γ信號通路及IFNGR與神經系統疾病的關系亦有報道。SENGUPTA等[20]報道顯示，IFN-γ可以通過IFNGR1和AMPAR亞單位GluR1的鈣通透性復合物觸發鈣內流而獨立地引起神經元功能障礙，IFNGR1的增加很可能增加運動神經元對IFN-γ介導的GluR1途徑的興奮性毒性損傷敏感，在肌萎縮性側索硬化的神經變性和炎癥之間起著潛在的直接聯系。STRICKLAND等[21]發現，在IFN-γ小鼠模型中，神經炎癥和運動異常先于中腦神經病變的出現，而IFN-γ在IFNGR1-/-小鼠中的表達未導致任何神經炎癥、中腦鈣沉著或黑質紋狀體變性。更為有趣的是，在STAT1-/-小鼠中，IFN-γ的表達導致了膠質細胞增生，而沒有再現神經退行性變的表型[10]。COSSETTI等[22]指出，IFN-γ途徑在接觸炎癥因子的神經干/前體細胞(NPCs)中的誘導作用，在細胞外囊泡(EVs)中有鏡像，并且靶細胞內源性STAT1和IFNGR1是維持EVs相關的IFN-γ/IFNGR1復合物激活STAT1信號所必需的。

3 細胞表面IFNGR1表達與病原微生物感染

IFN-γ具有廣泛的免疫調節和抗病毒作用，IFNGR1在IFN-γ信號通路中發揮重要作用。不同病原微生物感染后，患者體內細胞表面IFNGR1的表達直接影響宿主對這些病原微生物的清除。乙型肝炎主要通過各種乙型肝炎病毒(HBV)抗原在體內引起的免疫應答而引發疾病。有學者發現，轉基因小鼠與猩猩主要通過細胞因子來進行非溶細胞性清除HBV，其中IFN-γ發揮了重要的作用[23]。ZHOU等[15]對983例受試者(包括361例乙型肝炎患者、256例自行痊愈的 HBV 感染者和366例健康對照者)應用聚合酶鏈反應-限制性片段長度多態性(PCR-RFLP)技術對IFNGR1基因7個 SNP (-611A/G、-56C/T、40G/A、95C/T、130A/G、20685A/G、21227T/C)進行鑒定發現，IFNGR1-56C和IFNGR1-56T等位基因與病毒清除率及HBV持久性相關。同樣，ZHUO等[24]對274例乙型肝炎表面抗原(HBsAg)陽性兒童和353例HBsAg陰性兒童的研究發現，IFNGR1 rs2234711與兒童HBV感染顯著相關(OR=0.641,95%CI:0.450～0.913)，且rs2234711與HBsAg陽性母親所生兒童的HBV突破性感染顯著相關(OR=0.452,95%CI:0.205～0.998)。有學者對乙型肝炎患者外周血中淋巴細胞及中性粒細胞表面IFNGR1的表達進行了流式細胞檢測，結果顯示當慢性肝炎的病情逐漸加重時，中性粒細胞及淋巴細胞IFNGR1的表達顯著增強，淋巴細胞膜表面IFNGR1的表達與血清中IFN-γ水平呈正相關，與HBV DNA載量及HBeAg的滴度呈顯著負相關，淋巴細胞的增殖活化及IFNGR1表達的上調使效應細胞對IFN-γ更加敏感，促進了免疫細胞的成熟及其生物學效應的激發[11]。LI[25]通過對614例韓國患者[一組為乙型肝炎清除組(n=201)，HBsAg陰性，乙型肝炎表面抗體(HBsAb)和乙型肝炎核心抗體(HBcAb)陰性;另一組為乙型肝炎持續組(n=413)，反復出現HBsAg陽性]的IFN-γ+874位點、IFNGR1-56位點和IFNGR1+95位點、IFNGR2第二密碼子64位點(Gln64Arg)和干擾素調節因子1(IRF-1)基因啟動子(-410、-388)的多態性進行了基因型的分析，未觀察到IFN-γ、 IFNGR1和IFNGR2及 IRF-1基因多態性與持續性乙型肝炎病毒感染的易感性差異有關。

IFN-γ信號通路與結核分枝桿菌易感性的關系研究相對較多，研究結論亦不盡一致。IFNGR1缺乏患者對細胞內病原菌如分枝桿菌選擇性敏感。IFNGR1缺陷是一種遺傳性免疫缺陷病，可以是隱性的，也可以是顯性的。IFN-γ對預防結核分枝桿菌感染的進展是必須的，而結核分枝桿菌會通過多種機制抑制IFN-γ介導的殺傷作用[6,26]。有研究認為，IFN-γ信號通路相關分子如IFNGR1、IFNGR2、STAT1、IL-12β和IL-12受體β1(IL-12Rβ1)的突變被證明是導致孟德爾遺傳易感分枝桿菌病(MSMD)的原因，并且IL-12Rβ1和IFNGR1基因突變約占MSMD病例的50%，且IFNGR1的正常表達和功能有助于區分Langerhans細胞組織細胞增多癥(LCH)和MSMD[6]。近年研究發現，不同種族對結核分枝桿菌易感性與IL-12和IL-23依賴的IFN-γ介導的免疫受損相關，這可能與IL-12和IL-23共享的p40亞基(IL-12p40)、IL-12Rβ1、IFNGR1和IFNGR2和信號分子STAT1這5種基因的突變相關[25,27-29]。當IL-12p40 或 IL-12Rβ1缺陷時，IFN-γ分泌受損，然而在IFNGR1、IFNGR2 或 STAT1缺陷時，IFN-γ應答被取消，并且結核分枝桿菌通過影響轉錄因子Sp1表達進而抑制IFNGR1轉錄。由于IFNGR1表達下調，造成免疫細胞對IFN-γ的應答減弱，導致結核桿菌得以生存并持久性的感染宿主[12,30-31]。IFN-γ在宿主對分枝桿菌疾病的防御反應中起關鍵作用，IFNGR1或IFNGR2完全或部分缺乏可導致非結核分枝桿菌(NTM)播散性感染。REMUS等[27]通過對40例IFNGR1和IFNGR2基因缺陷 NTM肺部疾病患者(鳥型結核菌感染20例，膿腫分枝桿菌感染20例) 研究發現，IFNGR1和IFNGR2基因缺陷與成人孤立性NTM發病沒有相關性；其中關于兒童結核病的研究提示，完全性 IFNGR1和 IFNGR2缺乏易導致兒童早期嚴重感染，抗菌藥物可能有效，但停用抗菌藥物后會復發?？焖勹b別完全性IFNGR1缺陷和IFNGR2缺陷及其他缺陷是制訂臨床治療方案的重要診斷步驟。LYU等[28]使用 Taqman 等位基因鑒別技術對1 434例肺結核患者和1 412例健康對照者的IFN-γ/IFNGR1 6個SNP進行了基因分型，發現IFNGR1基因的3個 SNP (rs2234711、rs1327475和 rs7749390)與結核病風險改變有顯著相關性，對于 SNP rs2234711，攜帶 C等位基因(與攜帶T等位基因相比)的個體表現出較低的風險(調整后OR=1.24,95%CI:1.09～1.41)。

IFNGR1基因多態性在其他病原體易感性方面報道逐漸增多。NEGOVAN等[14]發現，IFNGR1基因多態性與幽門螺桿菌感染易感性增加有關，且IFNGR1-56C/T多態性是胃癌發生、發展的相關宿主易感性因子。RAMIREZ-ALEJO等[26]則報道了1例感染沙門氏菌兒童出現了一個較為少見的突變，其中包括位于395位的替代(A>C)，這種突變導致IFNGR1序列的過早終止密碼子產生一個缺乏跨膜和細胞內域的受體導致IFNGR1的完全缺陷，而巨噬細胞表面IFNGR1下調可加重全身性李斯特菌感染[32]。在病毒感染方面，KONG等[33]研究指出，在 EB 病毒轉化的B 細胞上IFNGR1表達受損但沒有完全消失，導致細胞對INF-γ反應減弱，這一觀點與本課題組尚未發表的數據相一致。輪狀病毒(RV)引起急性嚴重腹瀉，在同源宿主物種中具有高度傳染性。RV 在小腸的復制能力主要是由于它能夠抑制不同類型的IFN。SEN等[34]研究發現，通過體外刺激EW-RV感染小鼠的IFNAR1或IFNGR1可以消除宿主對RV的腸道抗病毒和炎癥轉錄反應。YANG等[12]研究認為，在嗜肺支原體肺部感染過程中，肺泡巨噬細胞(AM)和中性粒細胞中IFNGR1的表達下調為AM不能有效限制嗜肺支原體在體內的復制提供了可能的解釋；巨噬細胞中IFNGR1下調并不需要通過IFNGR1進行信號傳導，而是需要MyD88-或Trif-介導的核因子-κB(NF-κB)激活。NIIKURA等[35]研究了IFNGR1在重癥瘧疾胎盤病理過程中的作用，發現IFNGR1在嚴重瘧疾的胎盤病理和隨后的不良妊娠結局中起著關鍵作用，感染 PbNK65L的 IFNGR1缺陷小鼠的胎鼠病死率遠遠低于感染野生型小鼠，且IFNGR1基因缺陷小鼠的胎盤病理過程輕于野生型小鼠。YE等[36]發現，肺 C-纖維變性通過下調IFNGR1表達降低呼吸道合胞病毒氣道高反應性。

4 細胞表面IFNGR1表達與腫瘤

近年來隨著“腫瘤免疫編輯”提出，IFN-γ在腫瘤發生、發展中的作用日益受到關注，其中IFNGR1在腫瘤組織中表達的異質性及其表達水平與腫瘤的分化程度和預后的關系也成為研究的熱點之一。乳腺癌是女性常見的腫瘤之一，CHEN等[8]研究發現，在部分乳腺癌組織中存在IFNGR1表達下調或缺失的現象，并且IFNGR1表達水平與乳腺癌的分化程度呈一定正相關，腫瘤組織分化程度越低IFNGR1表達也越低。卵巢癌是另一種女性常見腫瘤，SIMPSON等[37]研究發現，卵巢癌組織中IFNGR1表達缺失可以作為卵巢癌不良預后的預測因子，并且推測IFNGR1表達丟失是腫瘤發生早期的事件。隨后，DELGADO-RAMIREZ等[38]在結直腸癌中的研究得出了不同的結論，雖然在部分結直腸癌組織中同樣存在IFNGR1表達下調或缺失的現象但其并不認為IFNGR1表達缺失與結直腸癌的分化及預后相關。QUISPEL等[39]對18例LCH患者和13例健康對照者分析并用67例LCH患者測序確認突變后指出，IFNGR1在3例受LCH影響的活檢組織中高表達，且67例患者中未檢測到 IFNGR1基因第6外顯子的種系突變。BIAN等[40]在IFN-γ受體信號轉導在抑制小鼠卵巢腫瘤進展中作用的研究發現，當IFN-γ反應性MOSEC細胞被接種時，IFNGR1-/-小鼠顯示出明顯高于WT小鼠的腫瘤負擔，表明IFNGR信號通路在抑制小鼠卵巢腫瘤進展中起重要作用。ZHANG等[41]的研究發現，IFNGR缺失的微環境有利于腸道腫瘤的發生，IFNGR1-/-ApcMin/+小鼠的腫瘤更有可能發展為侵襲性腺癌。

5 結 語

IFN-γ是多種疾病的重要效應分子，而IFNGR1是IFN-γ發揮生物學效應必不可少的因子，細胞表面IFNGR1的表達受多種因素的影響[42]。因此，進一步探究不同因素對細胞表面IFNGR1表達的影響，并對影響IFNGR1表達的因素進行干預，可為IFNGR1相關疾病的治療提供重要的分子靶點。