sCCR5:一种潜在的HIV拮抗剂
曾张琴综述,董家书审校
广西医院检验科
由人类免疫缺陷病毒(HIV)引起的获得性免疫缺陷综合征(AIDS),即艾滋病,在全球范围内广泛流行，是一种至今尚无有效疗法的致命性传染病。现有的抗病毒药物虽然在某种程度上可以缓解病情,但AIDS的治疗问题还是没有解决;药物本身的毒性作用与昂贵价格,长期用药导致的耐药病毒株，整合到宿主基因组中的病毒基因等[1-2]针对传统药物的上述弊端，寻找新的治疗靶点成为HIV药物研究的重要方向[3]。
1HIV侵染机制HIV可分为HIV-1和HIV-2两种亚型，其中，HIV-1致病性强，是引起AIDS的主要病原体。HIV-1感染机体免疫细胞除了需要CD4受体外,还需要CC趋化因子受体5(CCR5)或CXC趋化因子受体4(CXCR4)作为辅助受体。
图源：网络
HIV侵染机体细胞主要包括3个步骤[4]:病毒包膜糖蛋白gp与细胞表面蛋白受体CD4结合,病毒吸附在细胞表面;随后病毒gp再与细胞表面辅助受体CCR5或CXCR4结合,病毒的第2个包膜蛋白gp41暴露出来;最后,病毒的gp41构象发生一系列改变,其N末端片段插人细胞膜，导致病毒包膜与细胞膜发生融合,病毒内容物RNA进入细胞内。HIV-1通过何种途径感染细胞决定于病毒的嗜性。T细胞嗜性的病毒株主要通过CXCR4感染细胞,称为X4嗜性;单核细胞/巨噬细胞嗜性的病毒株主要通过CCR5感染机体细胞,称为R5嗜性;而R5/X4嗜性的病毒既可以通过CCR5也可以通过CXCR4感染细胞。
此外,在感染的不同阶段,病毒利用的辅助受体也有所不同。一般在感染早期阶段,病毒主要通过CCR5感染机体细胞，随着病程延长,HIV-1由R5嗜性逐渐向R5/X4双嗜性转变,感染晚期以X4嗜性病毒株占主导,而单一的CX-CR4途径--般不会导致机体感染[5]。
2CCR5的分子机制2.1CCR5简介
趋化因子是一类具有趋化活性的小分子细胞因子,它能募集细胞表面具有G蛋白耦联受体的细胞聚集在一起，参与机体免疫平衡作用。迄今发现的趋化因子家族共有50多种成分,根据其N-末端2个半胱氨酸残基位置的不同可分为4大类:CXC(或a)、CC(或β)、C(或r)和CXC3C(或δ)。
CCR5是CC亚族趋化因子(RANTESMIP-a和MIP-β)的受体,主要表达在记忆性T淋巴细胞、单核细胞及未成熟的树突状细胞等细胞膜上,其表达量可被促炎症因子上调[6],具有调控T淋巴细胞、单核细胞等免疫细胞迁移、增殖及免疫反应的功能。
CCR5基因位于人3q上,其mRNA长约36Kb,共编码个氨基酸,相对分子质量为X10。CCR5具有G蛋白耦联受体家族所特有的呈a螺旋的7个跨膜区(TM),在结构上包括以下几个部分:胞外N-末端、3个胞外环(ECL1-3)、3个胞内环、7个跨膜a螺旋及胞内C末端。
跨膜区的氨基酸具有高度保守性,ECL1和ECL2以二硫键相连,以维持蛋白质二级结构的稳定性,其N-末端和ECL2对于CCR5与HIV的gp结合起着关键的作用，目前研发的很多CCR5拮抗剂都是针对上述几个位点[7-10]。对CCR5研究发现,其基因发生多个突变的个体能有效抵抗HIV的感染,其中以编码区CCR5△32研究最为广泛[11-13]。
CCR5△32是指CCR5基因编码区的32个碱基发生缺失突变,即在CCR5等位基因编码第个氨基酸密码子后的32个碱基发生缺失，导致读码框架错位,ECL3结构缺失,CCR5结构不完整而丧失其辅助受体功能，因此，HIV无法通过gpl20与CCR5结合侵袭细胞。CCR5O32是在欧洲人群中比较常见,而在黑种人、日本人和中国人中却很少发现这种缺失突变型[11]。
其突变包括CCR5△32/CCR5△32纯合子型和CCR5/CCR5O32杂合子型,其中纯合子只占小部分,绝大部分是杂合子型。纯合子基因型对HIV感染有高度抵抗性,但也并非是绝对的;而杂合子基因型人群感染率也比一般人群低35%,其AIDS发病也较缓慢,一般可延长2~4年。并且CCR5突变缺失型拥有正常免疫功能和炎性反应,因此,关于CCR5位点的拮抗剂成为目前HIV药物研发的热点。
2.2CCR5拮抗剂
传统的抗HIV-1药物主要为反转录酶抑制剂和蛋白酶抑制剂，主要通过和底物竞争结合酶或者与酶分子结合使其变性,进而破坏HIV-1的生活周期，从而达到抑制病毒复制的作用。这种药物虽然在一定程度上推迟了病情的恶化，但同时也产生一些问题,如长期用药导致病毒耐药性的产生、昂贵的药物价格、药物的不良反应等。
因此,迫切需要研发新的、与以往药理机制不同的抗HIV-1药物[2]。目前,关于CCR5拮抗剂的药物研究成为研究者们
