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1、5 3 4 中国生物制品学杂志2 0 0 8 年6 月第2 1 卷第6 期c h i nJB i o l o g i c a l sJ u n e2 0 0 8 ，V 0 1 2 lN o 6 中国图书分类号R 3 7 3 1文献标识码A 文章编号l 4 5 5 0 3 ( 2 帅8 ) 嘶0 5 3 4 0 3 呼吸道合胞病毒G 蛋白研究进展 宋颖丽 综述 井申荣审校 【综述】 【摘要】呼吸道合胞病毒G 蛋白是该病毒的黏附蛋白，哑型间抗原结构高度变异，在病毒感染和诱导保护性免疫方面 起到重要作用。本文对呼吸道合胞病毒G 蛋白的结构、功能、免疫表位、c x 3 c 模序及疫苗研制等作一综述。
2、【关键词】 呼吸道合胞病毒；G 蛋白；结构；功能；免疫表位；亚单位疫苗 呼吸道合胞病毒( R e s p i r a t o r ys y n c 州a lv i n l s ， R s V ) 是一种有包膜的单股负链R N A 病毒，属于副 黏病毒科，肺炎病毒属，有圆形和丝状两种形态。 R S V 是婴幼儿和体弱成人下呼吸道感染的主要病 原。据美国1 9 7 9 1 9 9 7 年的统计，每年因R S V 感染 导致下呼吸道疾病而住院和死亡的婴儿数分别为 1 2 5 万和4 5 0 川1 | 。因此，R s V 疫苗是世界卫生组 织( w H O ) 全球疫苗发展计划中优先发展的疫苗。 R
3、s V 基因组主要编码合成1 0 种特异性病毒蛋 白，包括3 种核衣壳蛋白( 核壳蛋白N 、磷酸蛋白P 、 大聚合酶蛋白L ) 、2 种基质蛋白( M l 、M 2 ) 、2 种非结 构蛋白( N s l 、N S 2 ) 和3 种跨膜蛋白( 融合蛋白F 、小 疏水蛋白s H 、黏附蛋白G ) 。黏附蛋白G 以膜结合 型和溶解型两种形式存在，能使病毒吸附于宿主细 胞上，导致感染开始。但在缺乏该蛋白的情况下，病 毒仍能在体外进行感染，这种感染可能是通过F 蛋 白 2 或胞饮作用完成。G 蛋白是R S v 结构蛋白中变 异最显著的蛋白，其抗原变异可能是R S v 逃避免疫 监视、引起反复感染的原因
4、。近年还发现G 蛋白上 存在一个C x 3 c 模序，该模序在R S V 感染中起着重 要作用。因此，了解G 蛋白的结构、功能及免疫表 位，对研究R S V 的感染机制及研制亚单位疫苗具有 重要意义。 1 G 蛋白的结构 R s VG 蛋白属于型糖蛋白，前体为相对分子 质量为3 20 0 0 的多肽，具有2 8 9 2 9 9 个氨基酸，其 中丝氨酸、苏氨酸残基( O 一连接寡糖位点) 占3 0 。前 体多肽通过N 连接寡糖形成相对分子质量为 4 5o o o 5 00 0 0 的中间体，再通过O 一连接寡糖形成 相对分子质量达8 00 0 0 9 00 0 0 的成熟G 蛋白。 R S VG
5、 蛋白具有与其他呼吸道感染病毒黏附蛋白相 似的特征一高度的连接寡糖( 占成熟G 蛋白总相对 分子质量的6 0 ，主要是O 一连接寡糖) 和含有1 0 基金项目：昆明理工大学科学院研究基金资助项目( 2 0 0 5 - 8 ) 作者单位：昆明理T ：大学生物r 程技术研究巾心( 昆明6 5 0 2 2 4 ) 通讯作者：井申荣，E m a i l ：j i n gs h e nm n g 1 6 3 c m 的脯氨酸，但与其他副黏病毒黏附蛋白相比，G 蛋白 缺少血凝素和神经氨酸苷酶的活性。 G 蛋白分子缺乏N 一端信号序列，也无c 一端锚定 序列，其第1 3 8 位氨基酸构成胞浆区，第3 8 6
6、 6 位氨基酸构成疏水性最强的跨膜区，c 一端第6 7 2 9 8 位氨基酸暴露于病毒包膜外，称为胞外区。胞外区有 一个中心区( 第1 6 4 1 7 6 位氨基酸) 和4 个半胱氨 酸( 第1 7 3 、1 7 6 、1 8 2 和1 8 6 位氨基酸残基) ，这在所 有R S V 分离株巾均为保守区。而R S VA 、B 两亚型 间G 蛋白氨基酸序列的有效差异性也主要见于胞 外区。G 蛋白c 一端的可变区存在着许多宿主抗体可 以识别的位点，病毒通过改变这个区域的抗原结构， 可以逃避宿主的免疫反应。 2 溶解型G 蛋白的功能 R s V 的G 蛋白能以膜结合型和溶解型两种形 式存在，二者都具
7、有黏附功能，在R S V 感染的免疫 病理学方面起到重要作用。当翻译从m R N A 上编码 M e T 4 8 的密码子A U G 开始进行时，合成并且通过糖 基化修饰的蛋白，进一步水解就形成以A s n 6 6 为N 末端的溶解型G 蛋白。 研究发现，溶解型G 蛋白对于病毒在体内复制 相当重要，缺失此蛋白，病毒复制效率明显降低3 | 。 其T 细胞表位可以诱导c D 4 + T 细胞、嗜碱性粒细胞 和单核细胞分泌大量T h 2 型细胞因子，引起更强烈 的T h 2 型免疫反应。该蛋白成梯度增加，使得f r a c ta l k i n e ( F K N ) 成梯度产生，而F K N 能引
8、导I L 5 激活的嗜酸 性粒细胞到达病人肺部4 | ，导致肺部嗜酸性粒细胞 浸润。这表明溶解型G 蛋 J 能引起更严重肺部疾 病，但也有人发现该蛋白能降低R s V 的毒力 5 。 S c h w a r z e 等5 通过对G 蛋白基冈上第2 个开 放阅读框进行定点突变，使其不能编码合成溶解型 G 蛋白，并用这种缺乏溶解型G 蛋白的R S V 感染 B A L B c 小鼠后发现，小鼠体内病毒滴度提高了5 0 倍，肺部嗜酸性粒细胞和支气管肺泡灌洗液( B A L ) 中 y 十扰素及I L 1 0 含量也湿著，这表明去掉溶解 型G 蛋白后，病毒的毒力提高，肺部的炎症反应加 中国生物制品学杂
9、志2 0 0 8 年6 月第2 l 卷第6 期c h i nJB i o l o g i c a l 8J u n e2 0 0 8 。V 0 1 2 lN 0 65 3 5 重，并且肺功能降低，因此可以认为溶解型G 蛋白 能够抑制R s V 的毒力。此外，分别使用野生型R s V 和自发突变后不能表达溶解型G 蛋白的R S v 感染 人肺部上皮细胞( A 5 4 9 ) 后发现，感染突变R S v 的 A 5 4 9 细胞内转录因子N F - k a p p a B 与启动子具有更 强的结合活性，这导致感染病毒2 0h 后，A 5 4 9 细胞 表面不断表达I C A M - 1 ，并且炎症
10、因子I 【广8 和R A N T E S 的释放量增加，造成了更严重的病理损伤。这与上 面的结论相矛盾。因此到目前为止，溶解型G 蛋白的 生物学功能仍然不明确，有待于进一步研究。 3 G 蛋白的免疫表位 G 蛋白是R S V 的一种重要抗原，明确其免疫表 位对研制R s V 亚单位疫苗具有重要意义。G 蛋白既 存在B 细胞表位，也有T 细胞表位，目前研究较多 的是T 细胞表位。 V a t g a 等印1 发现，B A L B c 小鼠识别的R S VG 蛋白T 细胞表位包括一个由9 个氨基酸组成的核 心，这个核心从1 8 5 位的异亮氨酸到1 9 3 位的赖氨 酸。在研究1 h G 1 2
11、8 2 2 9 蛋白免疫小鼠血清R S v 中 和抗体时发现，中和抗体的产生主要依赖于该蛋白 上1 8 5 1 9 3 位氨基酸序列 s l ，这表明该表位既是 B A L B c 小鼠识别的T 细胞表位，也是其识另U 的B 细胞表位。同时，人体免疫系统对肺部嗜酸| 生粒细胞 增多的应答也极大地依赖于这一核心表位，而且该 核心表位也是G 蛋白特异性记忆效应因子诱导产 生r I 1 1 和r 1 1 1 1 2 型细胞因子所必需的 。进一步研究 还发现：G 蛋白上1 8 5 位的异亮氨酸和1 8 8 位的精 氨酸，对R s VG 蛋白免疫的B A L B c 小鼠识别肺部 单核细胞非常重要 川。
12、 P a t r i c i a 等 9 在研究人体识别的G 蛋白T 细胞 表位时发现，在病人体内，G 蛋白上1 6 2 1 7 5 和 1 6 5 1 7 9 位的氨基酸序列均能诱导产生细胞因子。 1 6 2 1 7 5 位的氨基酸序列能诱导产生I L 一5 和I L 一1 3 及少量的Y 干扰素，而1 6 5 。1 7 9 位的氨基酸序列 能诱导产生大量的1 干扰素。此外，两段氨基酸序列 诱导产生的T h l T h 2 型细胞因子的比率也不同。在 有些病人的B A L 中，还发现了由1 6 2 1 7 5 位氨基 酸序列诱导产生的混合型T h l ，1 1 h 2 型免疫应答。因 此，可
13、以确定G 蛋白上1 6 2 1 7 5 位氨基酸序列是 人体识别的T 细胞表位。 4 G 蛋白上的C X 3 C 模序 嘶p p 等3 发现了R s VG 蛋白上的C x 3 c 模序， 位于该蛋白上1 8 2 1 8 6 位氨基酸，其核苷酸序列为 T G C T G G G C T A T C T G C ，氨基酸序列为C w A I c 。c x 3 C 是趋化因子亚族中的一种。趋化因子是一些趋化黏 附蛋白，根据氨基酸顺序中前两个半胱氨酸位置的 不同可分为4 个亚族：c 、c c 、c x c 和c x 3 C 。在免疫 和炎症反应中，趋化因子可以影响免疫细胞的运输， 激发T 细胞和其他先
14、天免疫细胞的活性。研究发现， R s vG 蛋白能够模仿c X 3 c 模序与其特异受体 C x 3 c R l 结合，并且改变白细胞的游走方向，从而改 变宿主对病毒的免疫应答，减慢病毒在体内的清除 速率】。感染R s V 后，G 蛋白还能诱导肺部神经元 细胞膜上表达C x 3 c R l 受体 】，此受体的产生是由 G 蛋白上C x 3 c 模序介导的f ，2 。通过c x 3 c 模序与 c X3 C R l 的结合，有利于病毒吸附到细胞表面，导致 更大范围的感染。因此，G 蛋白上c x 3 c 模序与 C X 3 C R l 的结合在R S V 感染中起到重要作用。 感染R s V 时，
15、G 蛋白上c x 3 C 模序的表达还能 减少C X 3 C R l + T 细胞运输到肺部，而C x 3 c R l + 细胞 是R S v 感染时产生细胞毒素的主要细胞。同时，它 还能减少产生R S V 特异M H CI 型限制性1 干扰素 的细胞的数量；减少表达I L 广4 和C x 3 C L l 的细胞的 数量【” 。这些结果显示，G 蛋白上C x 3 C 模序能够 减少R S v 感染时抗病毒T 细胞的产生，使机体抵抗 病毒的能力减弱。 G 蛋白上c x 3 C 模序与福尔马林灭活疫苗( F I R S V ) 引起的疾病加重也有关。接种F I R S V 时，如果 病毒缺失了C
16、x 3 C 模序，肺部疾病就会减轻甚至消 除，T 细胞受体的利用率及C C 和C X C 趋化因子的 表达量也都会增加 14 | 。 5 G 蛋自与F I - R S V 兀- R S V 是2 0 世纪6 0 年代出现的最早的R S V 疫苗，但随后发现，接种该疫苗的儿童再次感染R S V 时，病情比未接种者更加严重。对小鼠接种R s VG 蛋 白或F I R S v 后均会导致典型的特征为产生T h 2 型 细胞因子和嗜酸性粒细胞的严重肺部疾病，因此许 多研究者认为，接种F I R S V 引起的疾病加重与R S V G 蛋白有关。但最近的研究发现，尽管G 蛋白和F I R S V 在免疫
17、病理学方面引起的免疫应答相似，但T 细胞介导的应答却不同 1 5J ，这表明G 蛋白引起的免 疫应答并不是F I R S V 引起疾病加重的原因。 对B A L B c 小鼠接种福尔马林灭活的野生型 R S V 或重组R S V ( 去掉了编码整个G 蛋白的基因或 编码G 蛋白1 8 7 1 9 7 位氨基酸表位的编码区) ，攻 毒后检测R s v 滴度、细胞冈子水平和嗜酸性粒细胞 数来比较两者的效果，发现接种灭活重组R S V 的小 鼠体内病毒滴度明显高于野生型R S V 小鼠体内病 毒滴度 1 6 ，表明在F I R S V 中去掉G 蛋白或其免疫 5 3 6 中国生物制品学杂志2 0 0
18、 8 年6 月第2 1 卷第6 期c h i nJB i 0 1 0 9 i c a l sJ u n e2 0 0 8 ，v o L2 lN o 6 表位后，会降低机体的保护效率。但与接种灭活野生 型R S V 相比，接种灭活重组R S V 后并未减轻疾病， 也未减少细胞因子和嗜酸性粒细胞的数量，这又说 明G 蛋白特异性免疫应答并不是F I R S V 引起疾病 加重的原因，相反它还可能在疫苗诱导保护性免疫 方面起作用，因此在今后的疫苗设计中不应去掉G 蛋白或G 蛋白上1 8 7 1 9 7 位氨基酸表位。 R S VG 蛋白的研究已经取得了较大进展，G 蛋 白亚单位疫苗也取得了初步成功，但
19、仍然存在许多 问题有待于进一步解决，而且尚未生产出安全有效 的疫苗，相信随着研究的不断深入，存在的问题一定 会被解决。 参考文献 1 S h a yD K ，H o l T n a nR c ，R o o v e l tG E ，e ta 1 B r o n c h i 0 1 i t i 8 粕8 0 c i a t e d m o n a l i t y a n de s t i 啪t e so fr e s p i r a t o r y s y n c y t i a lv i m s a 8 s o c i a t e d d e a t h sa m o n gU Sc h i l
20、 d r e n ，1 9 7 9 1 9 9 7 JI n f ；c tD i s ，2 0 0 l ，1 8 3 ( 1 ) ： 1 6 2 2 2 F e l d m a nS A ，A u d e ts ，B e e l e rJ A 7 n l ef u 8 i o ng l y c o p m t e i no fh u m 肌 r e s p i r a t o r ys y n c y t i a lv i m sf a c i l i t a t e sv i m sa t t a c h m e n ta n di n f e c t i v i t yV i aa ni
21、n t e r a c t i o nw i t hc e l l u l a rh e p a r a ns u 缸e JV i r o l ，2 0 0 0 ，7 4 ( 1 4 ) ：6 4 4 2 6 4 4 7 3 M a h e rc F ，H u s s e UT ，B l a i rE ，e ta 1 R e c o n l l ) i n a n tr e s p j r a t o r ys y n c ”i a lV i m 8l a c “n gs e c r e t e dg l y c o p r o t e i nGi sa t t e n u a t e d ，
22、 n o n - p a t h o g e n i cb u ti n d u c e 8p m t e c t i v ei m m u n i t y M i c m b e sI n f e c t ，2 0 0 4 ， 6 ( 1 2 ) ：1 0 4 9 一1 0 5 5 4 B e c k e rY R e s p i r a t o r ys y n c y t i a lv i n l s ( R s V ) e v a d e st h eh u l 锄 a d 印t i v ei m m u n es y s t e mb y s k e w i n gt h e1 1
23、1 】1 1 1 2c y t o k i n eb a l a n c et o w a r di n c r e a s e dl e v e l so f1 1 1 2c ”o k i n e 8 粕dI g E ，m r k e r so f a l l e 。野咀r e v i e w V i m sG _ e n e s ，2 0 0 1 6 ，3 3 ( 2 ) ：2 3 5 2 5 2 【5JS c h w a r z eJ ，S c h a u e rU E n h a n c e dv i r u l e n c e ，a i r w a vi n n a m m a t
24、i o n a n di m p a i r e dl u n gf u n c t i o ni n d u c e db yr e 8 p i r a t o r ys y n c ”i a lv i n l 8 d e f i c i e n ti ns e c r e t e dGp r o t e i n T h o r a x ，2 0 0 4 ，5 9 ( 6 ) ：5 1 7 5 2 1 6 A m o I dR ，K o n i gB ，W e r c h a uH ，e ta 1 R e 8 p i r a t o r ys y n c y t l a lv i m s d
25、 e f i c i e n ti ns 0 1 u b l eGp r o t e i ni n d u c e da ni n c r e a s e dp m i n n a m m a t o I yr e s p o n s ei nh u m a nl u n ge p i t h e l i a lc e U 8 V i m l o g y ，2 0 0 4 ，3 3 0 ( 2 ) ： 3 8 4 3 9 7 7 V a E g as M ，w i s 8 i n g e rE L ，B r a c i a l eT J r n - em t a c h m e n t ( G
26、 ) g l y c o _ p r o t e i no fr e 8 p i r a t o r ys y n c y t i a lv i m sc o n t a i n sas i n 酉ei m m u n o d o I l l i n a I l te p i t 叩et h a te l i c i t 8b o t hn 1a n dn 2C D 4 + Tc e l lr e s p o n s JI m m u n o l ，2 0 0 0 ，1 6 5 ( “) ：6 4 8 7 6 4 9 5 8 H t l a I l gY ，A n d e 踟nR M o d
27、l I 蜥o n0 fp n 蛾d v ei 咖l n i 哆，e 0 豳0 p l l i l i a ， a 1 1 dc y t o k i n er e 8 p o n s e sb ys e l e c t j v em u l a g e n e s i so far e c o m b i n a n tG p r o t e i nv a c c i n ea g a i n s tr e s p i m t o r y8 y n c y t i a lv i m s JV i r o l ，2 0 0 5 ， 7 9 ( 7 ) ：4 5 2 7 - 4 5 3 2 9 P
28、a t r i c i aM A e a H L A D P 4p r e s e n t sa ni m m u n o d o I I l i n a n tp e p t i d e f 南mt h eR S V Gp r o t e i nt oC D 4Tc e l l s JV i r o lM e t h o d s ，2 0 ( ) 4 ，3 2 6 ( 2 ) ：2 2 0 2 3 0 1 0 T r i p pR A ，J o n e sL P ，H a y n e 8L M ，e ta 1 c x 3 cc h e m o k i n el I l i r n i c r
29、 y b yr e s p i m t o r ys y n c y t i a lv i m sGg l y c o p m t e i n ；N a tI 舢u n o l ，2 0 0 I ， 2 ( 8 ) ：7 3 2 7 3 8 11 H a t o r iK ，N a g a iA ，H e i 8 e 1R ，e t _ 1 t a l k i n ea n df h c t a l k i n e r e c e p t o r si nh u m a I ln e u r o n 8 明dg l i a lc e l l s JN e u m s c iR e s ，2 0
30、 0 2 ， 6 9 ( 3 ) ：4 1 8 4 2 6 1 2 L ix Q ，F uz F ，A l v a r e zR ，e t8 1 R e s p i m t o r y8 y n c ”i a lv i m 8 ( R S V ) i n f e c t sn e u m n a lc e l l sa J l dp m c e s s e st h a ti n n e a t et h e l u n gb yap r o c e 8 si n v o l v i n gR s VGp r o t e i n JV i r o l ，2 0 0 6 8 0 ( 1 ) ：
31、5 3 7 5 4 0 1 3 H a r c o u r tJ ，A l v a r e zR ，J o n e sL P ，e ta 1 R e 叩i r a t o r ys ”c ”i a lv i n I s G p m t e i na n dGp r o t e i nC X 3 Cm o t i fa d v e r s e l ya 妊毛c tC X 3 C R l + T c e l lr e s p o n s e s JI m m u n o l ，2 0 a 岷1 7 6 ( 3 ) ：1 6 0 0 1 6 0 8 1 4 H a y n e sL M ，J o n
32、 e sL P ，B a r s k e yA ，e ta 1 E n h a n c e dd i s e a s ea n d p u l m o n a r ye o s i n o p h i l i aa s 8 0 c i a t e dw i t hf o m l a l i n i n a c t i v a t e dr e s p i m t o r y s y n c y t i a lv i m sv a c c i n a t i o na r el i n k e dt o Gg l y c o p m t e i n C X 3 C C X 3 C R li n
33、t e r a c t i o na n de x p r e s s i o n0 f8 u b s t 粕c eP JV i m l 2 0 0 3 。7 7 ( 1 8 ) ：9 8 3 1 9 8 4 4 1 5JJ o h n 8 0 nT R ，V a 邵沮S M ，B r a c i a l e7 r J ，e ta 1 V b e t a l 4 + Tc e l l sm e d i a t et h ev a c c i n e e n h a n c e dd i s e a s ei n d u c e db yj m m u n i z a t i o nw i t
34、h r e s p i r a t o r ys y n c ”i a Iv i m s ( R S V ) Gd y c o p r o t e i nb u tn o tw i t hf o 卜 m a l i n i n a c t i v a t e dR S V JV i r o l ，2 0 0 4 ，7 8 ( 1 6 ) ：8 7 5 3 8 7 6 0 1 6 J o h n s o nT R ，T b n gM N ，C o U i n sP L ，e ta 1 R e s p i r a t o r ys y n c y t i a l v i r u s ( R S V
35、 ) Gg I y c o p r o t e i ni sn o tn e c e s s a r yf o rv a c c i n e e n h a n c e d d i s e a s ei n d u c e db yi m m u n i z a t i o nw i t hf b n T l a l i n i n a c t i v a t e dR S V JV i r 0 1 2 0 0 4 。7 8 ( “) ：6 0 2 4 6 0 3 2 ( 收稿日期：2 0 0 r 7 ，0 8 _ 0 8 ) 中国药学大辞典( 2 0 0 8 年版) 征订启事 中国药学大辞典
36、收集词汇近2 6 0 0 0 条，涉及药用动物、 植物、矿物、中药和方剂、药用化学物质、化学药物、药剂学、 药物化学、中药学和生药学、微生物药学、生物药学、药物分 析、药理学和毒理学、医院药学、临床药学、药学史、药事管 理、信息科学、药学相关学科和专业、技术和设备、教育学名 词等方面内容。定价3 5 2 元。 联系方式 单位名称：国家食品药品监督管理局信息中心期刊处 开户名称：国家食品药品监督管理局信息中心 开户银行：建设银行北京展览路支行 账号：11 0 0 】0 1 6 7 0 ( ) 0 5 6 0 0 2 5 1 7 通讯地址：北京市西城区北礼士路甲3 8 号 邮编：1 0 0 8 1 0 电话：O l O 一6 2 2 1 4 7 1 5 、6 2 2 1 4 6 6 5 、8 8 3 3 0 0 6 l 传真：0 1 0 6 2 2 1 4 8 6 6 电子邮件：z g y 】【w z 1 6 3 c o m 【消息】