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2023炎症小体在呼吸道病毒感染中的作用机制研究进展

摘要

急性呼吸道感染是儿童感染性疾病中最常见的疾病，呼吸道病毒是引起该

病最为常见的病原体，易引起严重的呼吸系统疾病或合并其他系统损害，

甚至导致死亡。固有免疫系统作为机体抵御呼吸道病毒等病原体感染的第

一道屏障，是通过各类免疫细胞及上皮细胞的模式识别受体来识别病毒的

结构成分和内源性危险信号，在此过程中组装并激活的炎症小体参与了病

毒识别、诱导炎症反应和抵抗病毒等免疫反应。现对炎症小体的构成和功

能以及炎症小体在常见呼吸道病毒感染过程中激活及负调控机制进行论

述。

关键词

呼吸道病毒；炎症小体；NLRP3炎症小体；AIM2炎症小体

急性呼吸道感染是儿童感染性疾病中最常见的疾病，易引起严重的呼吸系

统疾病或合并其他系统损害，甚至导致死亡。引起该病的病原体很多，其

中呼吸道病毒最为常见，在5岁的患儿中占46.9%［1］。甲型流感病毒

（IAV）、呼吸道合胞病毒（RSV）及人腺病毒（HAdV）等常见呼吸道病

毒入侵后机体能识别、传导“危险”信号进而激活固有免疫系统，并在短时

间内对病毒进行清除，而炎症小体作为固有免疫系统的重要组成部分，在

识别病毒、诱导炎症反应以及抗病毒感染过程中发挥了重要作用，炎症小

体识别呼吸道病毒后得到激活，诱导炎性因子的成熟和释放及细胞焦亡等

免疫反应以抵抗病毒感染。本文主要介绍炎症小体的构成及功能，并论述

常见呼吸道病毒感染过程中炎症小体激活及负调控机制，进而更好地了解

机体对呼吸道病毒感染的免疫防御机制。

1、炎症小体概述

固有免疫系统是长期种系发育进化过程中逐渐形成的一系列非特异性防

御机制，是机体抵御病原微生物入侵的第一道屏障。其之所以能够发挥强

大的防御功能，是因为其能迅速识别入侵病原并及时有效地触发免疫反应

对其进行清除。固有免疫系统通过模式识别受体（PRRs）来识别病原体相

关分子模式（PAMPs）或损伤相关分子模式（DAMPs）。PAMPs属于外

源性危险信号，是病原体保守的共有成分，包括胞壁、胞核成分及分解产

物等；而DAMPs属于内源性危险信号，是应激状态和/或病理条件下机体

受损组织和细胞释放的内源性物质［2］。参与固有免疫应答的PRRs主要

分布于单核巨噬细胞、树突状细胞、上皮细胞等免疫效应细胞，根据PRRs

的亚细胞定位可将其分为两类：一是胞膜和溶酶体等胞内区室膜表达的信

号受体，即膜结合PRRs，包括Toll样受体（TLRs）和c型凝集素受体（CLRs）；

二是分布在胞质溶胶中的信号受体，即胞质内PRRs，包括核苷酸结合寡

聚结构域（NOD）样受体（NLRs）、黑色素瘤缺乏因子2（AIM2）样受

体（ALRs）和维甲酸诱导基因蛋白（RIG）Ⅰ样受体（RLRs）［3］。

炎症小体是胞质内的一类大分子多蛋白复合体，其主要作用是识别PAMPs

或DAMPs后招募、活化半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（caspase），释放促炎

细胞因子白细胞介素1β（IL-1β）和IL-18，进而募集更多的免疫效应细胞

迅速针对入侵的病原体和被感染的宿主细胞进行清除［3］。此外，炎症小

体还介导一种依赖于caspase活化并伴随着炎症反应的细胞程序性死亡

方式，即细胞焦亡［3-4］。

炎症小体可分为两类：一类是经典炎症小体，另一类是非经典炎症小体。

两类炎症小体均能招募、活化caspase家族蛋白酶，但是经典炎症小体活

化caspase-1，而非经典炎症小体活化的是caspase-11［3］。两类炎症

小体不仅结构构成不同，发挥的作用也有所差异。

1.1经典炎症小体经典炎症小体是由受体蛋白即胞质内PRRs和效应

蛋白caspase-1构成，部分经典炎症小体还需要接头蛋白凋亡相关斑点样

蛋白（ASC）的参与［3］。如核苷酸结合寡聚结构域受体3（NLRP3）及

AIM2炎症小体组装就需要ASC参与。主要是由于这些炎症小体的受体蛋

白没有caspase招募结构域（CARD），只含有热蛋白结构域（PYD），这

些炎症小体需要通过其自身PYD结构域招募ASC并与ASC上的PYD结

构域结合，再由ASC上的CARD结构域招募、结合caspase-1，从而完

成炎症小体的组装、活化［4