恶性疟红细胞膜蛋白1在疟原虫免疫逃避中的作用

1、恶性疟红细胞膜蛋白1在疟原虫免疫逃避中的作用疟疾是热带病中最严重的一种寄生虫玻疟原虫和蚊媒抗药性的出现，战争，自然灾害，人员的频繁流动，以及近年来全球变暖对世界各地的疟疾流行均已产生了较严重的影响。因此，疟疾疫苗的研制迫在眉捷。疟原虫的免疫逃避机制是该研究的困难之一。疟原虫免疫逃避的机制有很多种，如抗原变异、细胞粘附、宿主免疫应答的抑制或破坏、分子模拟和T表位的多态性等等。越来越多的研究发现恶性疟原虫红细胞膜蛋白1(PlasdiufaliparuerythryteebraneprtEin1,PfEP1)在免疫逃避中具有重要的地位，可同时参与抗原变异和受染红细胞(infetedredbldell

2、,IRB)与内皮细胞的细胞粘附。1PfEP1的分子生物学PfEP1200350KD是一个重要的靶抗原家族，在无性血期疟原虫由var基因表达，通过某种未知的方式运输至IRB外表knb构造处，然后插入到IRB膜上，显著地暴露在外，不仅参与抗原变异，也参与细胞粘附和Rsetting(IRB与正常红细胞的粘连)1。最近发现，不仅无性血期，而且有性传播期也可表达PfEP1变异体2。尽管PfEP1是变异分子，但它仍具有一些共同的构造特征。编码PfEP1的var基因是一个多基因大家族35，约占恶性疟原虫Plasdiufaliparu，P.f.基因组的6%，含50150个成员，每个var基因1012kb，具两

3、个外显子：5外显子高度多态，编码PfEP1的胞外区和跨膜区，含15个Duffy样结合构造域Duffy-bindinglikedain，DBL，DBL1与DBL2之间有一个构造域间半胱氨酸富含区ysteine-rihinterdainregin，IDR，IDR与DBL1共同构成保守的头部构造，其后为13个可变的DBL构造域；3外显子非常保守，编码PfEP1胞浆内的酸性末断区aidi-terinalsegent，ATS。knb构造处膜下聚集带大量电荷的富含His和Lys蛋白，这些蛋白可能与ATS形成盐桥将PfEP1锚定于膜上5。疟原虫染色体中央区构造上保守，端粒区在长度和序列上均呈多态性，抗原编码

4、基因那么常位于端粒临近区。众多研究说明610,大多数染色体的亚端粒区分布有var基因,但也有局部var基因分布于染色体中央区5、7、10。染色体末端的异位重组可赋予亚端粒var基因以遗传多态性，从而产生具有新的抗原性和粘附表型的PfEP1变异体，而染色体中央区的var基因那么可能作为var基因的“基因池而稳定存在9。2PfEP1与抗原变异抗原变异一直被人们认为是感染性病原体逃避宿主免疫攻击的主要途径。所谓抗原变异是指寄生虫生活史各期不断地更换抗原，产生新的变异体，使宿主体内每次产生的抗体，对下一次出现的新的变异体都无作用。在生物进化中，变异的根本原因是突变，单个个体突变的基因数目必定有限，否那

5、么会危及到个体生存，所以必须在种内个体间进展基因交流，挑选优势杂种，以适应自然选择，这样必然造成抗原在种群内的多态现象，即不同个体的同类抗原具有多种形式。在每种疟原虫，可变异的抗原均是表达于IRB外表的虫源性蛋白1。Biggs等11以血清学和生物化学方法检测一P.f.克隆后代的IRB外表抗原，发现产生了抗原差异，实验证明该抗原差异是由虫源性变异体蛋白PfEP1产生的。随后Rberts等12发现，PfEP1的变异不是有规律的，而是随机的。Sith等4由三个抗原性不同的P.f.克隆的varDNA推出的氨基酸序列均不同，但均含有varDBL1构造域的一致性序列后者在var家族中高度保守5，说明这三个

6、DNA均为var家族的成员。说明抗原表型的改变与不同var基因的表达直接相关，不同var基因的表达是抗原变异的分子基矗关于其它几种原虫抗原变异的根本机制已有综述13，主要有三种机制：I转录前控制，即改变被转录的抗原基因，启动子不变；II转录控制，即活化静止抗原基因的启动子，同时关闭活性抗原基因的启动子；III转录后控制，改变抗原RNA的阅读框。但有关研究4的结果不能说明P.f.采用了上述哪种抗原变异的机制。Brst等14提出一种可能性：P.f.始终转录所有的var基因，但在RNA加工时降解了所有的RNA而只余其一。3PfEP1与细胞粘附实验证明，仅幼期无性红内疟原虫随血流循环，而成熟期P.f.

7、那么粘附于各器官的血管内皮。粘附可能是多种IRB外表分子与内皮细胞外表不同粘附分子互相作用的结果。80年代PfEP1即被认为是一种介导粘附的虫源性IRB外表分子，它可能在粘附中起着主要作用。var基因含有众多的成员，说明PfEP1的受体也必然具有多样性。已确定的PfEP1受体有D36、血小板凝血酶敏感蛋白(Thrbspndin,TSP)、IA-1和硫酸软骨素A17、18。其中研究的最为深化的是D36。预先以抗PfEP1抗体、D36和TSP处理IRB的抽提物可明显降低PfEP1与D36和TSP的结合17,说明PfEP1是D36和TSP在IRB膜上的受体。在5克隆和株，D36和TSP可结合于以胰蛋

8、白酶温和消化IRB产生的不同trypti片段，而在克隆ItG-IA，同一trypti片段与D36和TSP均可结合。提示同一PfEP1分子的D36-和TSP-结合构造域不同17。Baruh等19对株PfEP1的576-755位氨基酸重组蛋白r1-21-179该区可与D36特异性结合进展分析发现，r1-21-179所含7个ys，尤其是N-端ys富含区IDR中的5个ys在不同的var基因中高度保守，说明ys在D36结合构造域的构造形成高度保守的构象和功能上具有重要的作用。最近，Sith等20关于A4var该基因编码的PfEP1含五个DBL构造域和两个IDR构造域的实验结果说明，IDR1是结合D36的

9、唯一构造域，不需要其他构造域的辅助。是否所有var基因中的IDR具有同样功能还有待于进一步研究。PfEP1与TSP、IA-1和硫酸软骨素A间互相作用的细节问题也正在研究之中。有人发现，与SP1和SP2分子-端结合的GPI可促使成熟IRB表达PfEP1，使IRB粘附于血管内皮细胞21。4结语疟疾疫苗的研究已经走过一段相当困难的路程，人们合成了很多保护性抗原，如Patar-y的杂合肽sf66已经在大量的人体试验中获得了可喜的局部保护性作用，但疟疾疫苗的研究在目前还没有获得打破性进展，其中除了合成抗原和天然抗原的差异、疫苗佐剂及细胞因子等方面的原因以外，一个重要的原因就是疟原虫免疫逃避的机制问题。免

10、疫逃避无疑会削弱疟疾疫苗的作用，给疫苗的研制和使用带来困难。疟原虫可能与其它真核生物一样，本身具有一套“防御系统以抵御外部损害，该系统可进展包括改变抗原性、抑制或破坏宿主的免疫应答和分子模拟等各种变化。其中的很多功能涉及到疟原虫的基因构造和基因表达调控。从生物进化的角度看，寄生虫与宿主之间的互相关系是在长期共进化过程中基于种间斗争建立起来的平衡关系，这种平衡关系主要具有免疫学性质，即宿主因寄生虫抗原致敏所产生的免疫应答能产生作用于寄生虫的免疫效应，寄生虫也可产生逃防止疫效应的机制。寄生虫与宿主之间的这种关系分别受各自的基因控制，疟原虫与其宿主也必然如此。1AllredDR.Antigeniva

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