肺上皮细胞作为哨兵

肺部上皮细胞作为哨兵和效应系统在病原体识别和信号转导肺炎-分子机制支气管和肺上皮细胞除了作为机械屏障作用外，最近的研究表明肺部上皮细胞作为病原体的重要识别系统，含有跨膜和细胞内病原-传感模式识别受体，上皮细胞检测入侵的病原。复杂的信号结果在上皮细胞中激活，随即激活随后的先天性和适应性免疫应答。在这篇综述TLR4detectsLPSandbacterialfactorslikepneumococcalpneumolysin()肺炎球菌溶血素(Ply).肺上皮细胞除了作为机械屏障作用外，最近的研究表明肺部上皮细胞作为病原体的重要识别系统，启动开始的宿主免疫反应。假复层和柱状气管支气管上皮细胞由带纤毛的细胞，分泌作用的杯状细胞和微绒毛的细胞构成。在细支气管，立方上皮细胞和具有分泌作用的通过肺上皮细胞识别入侵的分子TLR的激活是必须的，此外，最近的研究指向细胞浆内的病原识别受体(PRR),可能作为二次哨所检测部分病原。TLR家族含有亮氨酸丰富的重复序列-LRR(leucine-richrepeats)，可能是病原识别的关键。TLR的分布和亚细胞表达在免疫细胞和上皮细胞中不同。大部分结果是分析不同的细胞系得到的。在培养的人肺上皮细胞中，mRNAofall10TLRshasbeendetected[61,62].Moreover,TLR1-5和TLR9proteinwasshowntobeexpressedintrachealandbronchialepithelialcelllines[61].ExpressionofTLR2,TLR4,andTLR5hasbeendocumentedinvivoinhumanairwayepithelialcells[63-65]aswellasTLR2expressioninalveolarepithelialcells[66].Thus,Wangetal.showedthatH.influenzainducedTLR4-dependentTNFaandMIP1aexpressioninlungairwayepithelialcellsinvivo[67].TLR4似乎不表达在A549细胞系中。然而在炎症中，RSV感染的A549中，TLR4会易位于细胞膜表面，且增加对LPS的敏感性。在TLR4缺陷的小鼠中，NF-kBandsubsequentTNFaandMIPlaexpressionwasreduced此外，TLR4和CD14—起，识别RSV融合蛋白，可能有抗病毒宿主反应。相应地TLR4突变(Asp299GlyandThr399IIe)maybeassociatedwithincreasedriskofsevereRSVbronchiolitis(纟田支气管炎)inhumaninfants,thusimplicatingaroleofTLR4inthisvirusinfecTLR9在A549中也有表达。增加的表达和跨膜移位TLR3和TLR4在RSV感染的气道上皮细胞中。在感染过程中，识别病原体是个动态的过程，受肺上皮细胞不同的TLR表达的影响。在起初的宿主反应中细胞因子的释放和治疗措施(糖皮质激素)的干预也会影响TLR的表达。许多病毒在细胞浆中大量复制。IFN卩和TNFainducedtheexpressionofRIG-IinA549cells.一般的，PRRs炎症激活的中心环节是NF-kB-依赖性的基因转录。另一方面是，越来越多的证据显示：干扰素调节因子(IRF)-依赖基因转录导致型I(IFN)的合成和随后的所谓的IFN-stimulatedgenes(ISGs)的表达。TLRs激活转录因子导致基因转录的能力不同并且依赖于四种TIR(Toll-interleukin-1receptor)包含受体分子MyD88(differentiationprimaryresponsegene88)的结构域不同的衔接。TIRAP衔接蛋白(toll-IL-1Rdomain-containingadaptorprotein;Mal),TRIF(Toll/IL-1Rdomain-containingadaptorinducingIFN®)andTRAM。Thus,whereasall除了TLR3，所有的TLRs通过结合MyD88来激活NF-kBandAP-1IFN卩promoterstimulator1(IPS-1,alsoknownasMAVS,VISA,Cardif)，激活IRFs对于调节typeI(IFNa-subtyps,IFN卩,-8,-k,-®)表达非常重要，因为他参与宿主抗病毒和胞内细菌的反应。

BTIRCytosolTRAMTIRAPTRIFTRIFTRAF6IRAK4TRAF6IRAKITRAF6ExtraoellularTLR4NF-kBIRF3dsRNAEndosomeTBK1IRF3NF-kBTBK1TLR3BTIRCytosolTRAMTIRAPTRIFTRIFTRAF6IRAK4TRAF6IRAKITRAF6ExtraoellularTLR4NF-kBIRF3dsRNAEndosomeTBK1IRF3NF-kBTBK1TLR3IRAK4(interleukin-1receptor-associatedkinase-4),IRAK1,aswellasTRAF6(tumornecrosisfactorreceptor-associated factor-6),NIK(NF-kB-inducingkinase),TAB2(transforminggrowthfactor-卩activatedkinasebindingprotein)andTAK1(transforminggrowthfactor*activatedkinase)TLRs下游经典的NF-kB通路包括IkB的磷酸化，在非刺激细胞的胞浆与NF-kB分离通过IKK(IkBkinase)复合物，最后导致f导致蛋白体介导的IkB降解。除了激活TLRS，N0D1和NOD2的激活也会导致NF-kB的激活。总之，NF-kB激活是中心环节。另夕卜mitogen-activatedproteinkinases(MAPK)也有参与信号转导。.Pro-inflammatorysignallinginducedbyseveralTLRs[59,185]aswellasNOD1和NOD2involvestheactivationofERK(extracellularsignal-regulatedkinase),JNK(c-JunN-terminalkinase),andp38MAPK[126,145,186].DNA和组蛋白亚基的磷酸化，乙酰化，甲基化，等的关系也参与信号转导。络氨酸激酶，PKC也有参与病毒感染和内源性促炎调节因子一起可能改变在肺上皮细胞中PRR的表达TLR3[201]andRIG-I[148].因此，协同感染或混合感染会影响病原识别，信号转导，宿主基因表达，最终会开启一个新的研究领域。BTLRTLRNOD1/2NOD1/2HDACsNF-kBHistonesGen©expressionMAPKsGeneexpressionBTLRTLRNOD1/2NOD1/2HDACsNF-kBHistonesGen©expressionMAPKsGeneexpressionHistonemodificationsregulatetheaccessibilityoftheDNAtotranscriptionfactors.(A)Inmostcases,hyperacetylation(Ac)ofhistonesloosensDNA-histoneinteractiontherebymakinggenepromotersamenable(有义务的，顺从的)forthebindingoftran-scriptionfactors.Afterstimulationoftransmembraneous(e.g.TLRs)orcytosolic(e.g.NODs)PRRshistoneacetylases乙酰基转移酶(HATs)mayberecruitedwhereashistonedeacetylases脱乙酰基酶(HDACs)maydisappearresultinginincreasedhistoneacetylation.(B)Inaddition,afterbindingofthetranscriptionfactorstotheDNAfurthermodificationoftheboundtran-scriptionfactorbyPRR-mediatedMAPK-dependentphos-phorylationmaybenecessarytoinducerecruitmentofthebasaltranscriptionapparatusofthecellandsubsequentgenetranscriptionasshownforpneumococciinfectedpulmonaryepithelialcells.[1]TLRS在调节RSV免疫反应中的作用RSV感染中，多种TRLS激活先天性免疫反应。TLR4能够影响TLR2的表达，提示多种信号转导通路在诱导保护性免疫中起作用，在人类，多态性研究表明：TLR4信号通路很重要,并且在导致抗病毒细胞因子的产生，TNF-a和IFNs.。病毒因子可能阻断这些通路，导致免疫清除和病毒存活。在RSV感染时，气道会上调TLR4的表达。囚细胞因子和RSV感染Thl-和Th2-type细胞因子模式决定对于RSV感染的免疫反应。IFN-y，interleukin(IL)-2,andIL-12(Thl-typecytokines)和IL-4,IL-5, IL-6,andIL-l0(Th2-typecytokines).Othercytokinegroupsincludeantiviralinterferons(IFN-a,IFN-卩)。IFN-a/卩通过结合细胞表面细胞因子受体来激活JAK-STAT信号通路诱导邻近细胞的基因表达并且导致诱导宿主蛋白和细胞因子来损害病毒的复制。RSV3-5'顺序编码的基因产物为NS1,NS2,N,P,M,SH,G,F,M2-1.M2-2,andL.The3末端部位的NS1和NS2基因，由于启动子邻近区域，允许这些基因产物在RSV感染的细胞中大量表达蛋白。NS1和NS2基因可能帮助病毒复制通过独立或者协同抗IFN-a/p作用，或者影响新的抗病毒细胞因子IFN-Y1,-2,and-3.G蛋白中进化保守的非糖基化中心区域包含一种CX3C趋化因子基序，能和其受体结合CX3CR1,对抗fractalkine的活性（theonlyknownCX3Cchemokine）,和修饰转运CX3CR1免疫细胞（18）.CX3CR1 细胞毒白细胞有高水平的穿孔素和粒酶B，对fractalkine有优先的趋化性.CX3CR1 细胞毒效应细胞和膜结合fractalkine相互作用促进细胞毒效应细胞向二级CC趋化因子（macrophageinflammatoryprotein（MIP））的迁移；thus,fractalkine-CX3CR1相互作用在募集细胞毒性效应细胞到感染部位是很重要的，无论是何种细胞系或者靶细胞识别。因为RSVG蛋白CX3C基序能和fractalkine竞争结合CX3CR1并且改变fractalkine介导的反应（18）,RSVG蛋白可能调节CX3CR1cytotoxicleukocytes的反应.在人类和老鼠上对于原发性RSV感染的免疫反应，基本上是以Th1/Th2细胞因子的混合作用为特点。与感染野生型的RSV相比，小鼠感染缺少G和SH基因的RSV实验证实发生一个主导性的Th1型细胞因子反应。此外，，研究表明：鼠感染重组痘苗病毒显示，RSVF和G蛋白会有不同的T细胞反应，免疫接种RSVG蛋白能促进Th2CD4T细胞的激活。这些发现给我们的启示是，RSVF和G蛋白表达可能修饰T细胞对于感染的反应，和之后的Th1/Th2细胞因子平衡。不平衡的Th1/Th2细胞因子反应已经和RSV感染的肺功能异常相联系。患严重RSV疾病的住院婴儿在鼻咽分泌物中有IFN-y水平的降低，并且在外周血单核细胞中也有IFN-y的表达减少.ATh1/Th2细胞因子不平衡在儿童期早期，可能影响T细胞记忆组成成分的发展，并且T细胞生成也需要不同的细胞因子。证据显示，在RSV感染时过量释放CC趋化因子会导致严重的炎症，并且在RSV疾病发病机理中同Th2细胞因子有同等重要的作用。两个很有名的CC是MIP-1a/CCL3和RANTES/CCL5.与经历选择性外科手术的健康儿童及气管插管婴儿相比，在RSV细支气管炎婴儿的鼻咽分泌物和气管抽吸物中发现大量高浓度的CCL3和CCL5，在小鼠中感染野生型的RSV或者缺少G和SH基因的突变性RSV来比较趋化因子反应，G和/或SH蛋白表达与减少的CCL2,CCL3,andCCL4mRNA表达相关（通过支气管肺泡盥洗细胞）。因为这些CC趋化因子与CCR1和CCR5相互作用,趋化因子受体优先在Th1细胞中表达，这些结果显示G和/或SH蛋白表达可能通过这些趋化因子介导来损害Th1细胞反应。现在已知，通过RSV感染诱导，许多高度可诱导细胞因子基因在他们邻近的启动子中包含（NF-kB）的结合位点。并且，NF-kB在RSV诱导的不同功能基因表达中有重要作用。NF-kB依赖性基因包括重要的干扰素调节因子家族interferonregulatoryfactor（IRF）family，并且IRF-1已经被证明在Th1免疫反应的发展中是必需的，然而，其缺失会诱导Th2免疫反应。（41）.调节细胞因子表达的中心是抑制细胞因子信号（suppressorsofcytokinesignaling（SOCS））和细胞内蛋白的细胞因子诱导SH2蛋白（CIS）家族。SOCS蛋白家族包括8个成员（SOCS-1到SOCS-7和CIS），均共享一个中心SH2结构域，和一个C-末端的SOCS盒子。（42）.在这个家族中，SOCS-1和SOCS-3好像最有效，并且在JAK-STAT通路调节细胞因子表达中作为部分负反馈循环，尤其在IFN-诱导的信号瀑布反应中。（43,44）.SOCS蛋白还有个重要的调节T细胞功能活性的作用，这一特征可能被病毒来激发而改变抗病毒反应.例如，丙型肝炎病毒（HCV）核心蛋白过度表达抑制IFN信号并且诱导SOCS-3表达，并且SOCS-3和SOCS-1蛋白已经被证明抑制IFN诱导的JAK-STAT通路的激活和抗病毒蛋白如MxA的表达（44,46）.这些资料显示:病毒可能修饰SOCS蛋白表达来调节Th1/Th2细胞因子通路和抗病毒宿主反应。还没有直接的证据证明RSV影响SOCS蛋白表达，然而，RSV感染的人上皮细胞已经证明抑制I型IFNJAK-STAT通路（15）,并且越来越多的证据推断：几个RSV蛋白可能修饰对于感染的细胞因子和趋化因子反应（7,17）.在RSV感染中几个研究暗示：IFN-y信号通路在维持Th1/Th2细胞因子平衡中起重要作用。IFN-y受体基因敲出小鼠感染RSV后在肺部显示出增加的IL-4,IL-5,和IL-13表达以及嗜酸性粒细胞的出现（47）,并且野生型感染小鼠IFN-y衰竭显示出Th2细胞因子驱动的肺嗜酸细胞增多症(48).因为S0CS-1和S0CS-3负性调节IFN-诱导的信号瀑布反应，而RSVNS1和NS2蛋白抑制I型IFN反应,很可能:RSVNS1,NS2,或其他病毒蛋白可能通过影响SOCS蛋白表达来调节IFN反应。这种策略可能用来减少对于感染的先天性和获得性的免疫效应，然而，RSV修饰细胞因子和趋化因子反应可能会募集新的靶分子到感染部位，或者提供新的生态位来对付感染。几个RSV疾病干预策略已经把抑制Thl/Th2细胞因子或趋化因子作为靶向。这些研究基本上显示:抑制或者基因敲除细胞因子或趋化因子有适度的或混合的效应，因为大多数细胞因子展示出过多的活性，可能协同或者拮抗，并且一旦触发，常会瀑布式的表达。(e.g.,“cytokinestorm”).因为SOCS蛋白在Thl-和Th2-type细胞中表达不同(49),并且在维持Th1/Th2中有重要作用(50),优先应用RNAi(51)等基因沉默技术来沉默SOCS的表达可能对于控制RSV疾病发病过程提供一种新的治疗干预策略[3】.RSV附着和非结构蛋白修饰I型干扰素反应与SOCS蛋白和IFN刺激基因IFN-stimulatedgene-15(ISG15)有关。用RSV或者RSV缺少G基因或者NS1和NS2基因缺陷的突变病毒感染鼠肺上皮细胞(MLE-15)来研究SOCS-1和SOCS3表达和I型IFN和ISG15反应相关。用MLE-15细胞系来进行研究非常重要，因为这种细胞系是代表鼠的远端细支气管和肺泡上皮细胞的最常见的动物模型来评估对于RSV感染的宿主细胞反应，并且显示肺泡II型上皮细胞的形态特征，在RSV感染中一种原代细胞类型靶向。结果显示：RSV感染中，SOCS1在调节抗病毒宿主反应的有重要作用，并且RSVG蛋白还具有处理SOCS3和调节ISG15和IFN0mRNA的作用.[4]人RSV发病机理中病毒和宿主因素RSV病毒的特点：RSV(副粘病毒科，单分子负链RNA病毒目)是一种有包膜的单股负链有义的RNA病毒,基因组大小约15.2kb(21).还有动物的呼吸道合胞病毒包括:牛RSV(BRSV)和小鼠肺炎病毒(PVM),提示这些病毒在进化的过程中存在物种的突变。然而，对于人RSV而言，没有动物宿主。,核衣壳通过细胞膜融合次才能进入细胞内，奇怪的是，这些可能是网格蛋白介导的细胞内吞作用而不是副粘病毒典型的表面融合作用(85).病毒基因表达和RNA复制发生在细胞浆，病毒颗粒通过从质粒膜的出芽来获得脂质被膜。病毒颗粒呈多行性，有球状，长脆弱的丝状。由于病毒颗粒的产量低在细胞培育中，并且还有物理不稳定性，阻碍了RSV的研究，有趣的是，这种稳定性可能存在于糖蛋白中(133).单分子负链RNA基因组包含：3‘基因外头部，10个病毒基因组线性矩阵排列，5'的尾部。每个基因转录成1个独立的，多(聚)腺苷酸mRNA，编码1个单个病毒蛋白，除了M2mRNA，他包含两个重叠开放阅读框通过核蛋白体的停止再启动机制表达为两个不同的蛋白：M2-1和M2-2(52).五种RSV蛋白参与核衣壳结构和/或RNA合成(21)•核衣壳的N蛋白紧密地使基因组RNA及有意链复制中间产物(叫做反基因组)壳体化.这些能够提供保护性的，柔韧的模板，并且可能减少被宿主细胞的TLRs和细胞内的RNA识别解螺旋酶检测到这些病毒的RNAs，而TLRs和细胞内的RNA识别解螺旋酶能够通过IFN调节因子和NF-kB来发起先天性的免疫反应(3,94).大的L蛋白是主要的聚合酶亚基并且包含催化区域.P磷蛋白在RNA合成时是必须的辅助因子(31)并且被认为与游离的N和L相联系维持他们的溶解状态来组装和相互作用核衣壳。M2-1和M2-2蛋白分别是转录和调节转录和RNA复制的平衡中的因素(9).四种其他的RSV蛋白与脂质双层相联系参与形成病毒的包膜(21)•基质M蛋白存在于被膜的内表面，对于病毒颗粒的形态构建十分重要(147).分子量大的糖基化的G,融合蛋白F,小的疏水性的SH蛋白是跨膜表面糖蛋白。G和F是唯一的病毒中和抗原，并且是两个主要的保护性抗原(21).G糖蛋白在病毒粘附中起重要但不是唯一作用(148).它包含几个N联糖(类)侧链和估计24-25个0连接的侧链。这些明显的增加了多态骨架的分子重量(32,500-90,000).大部分的外功能区被认为有广泛的，开放的，重的糖基化的，粘蛋白样的结够对于RSV来说是唯一的，并且其紧密的关系使得和其他副粘病毒科的球形粘附蛋白有明显的不同.同粘蛋白的近似性的意义未知，但是有人推测，可能改变病毒的理化性质以便有利于病毒的传播和避免粘液捕获。G通过其N端附近的信号/锚定序列来锚定在细胞膜上，G蛋白也会以作为分泌形式来表达.这种分泌来源于在开放阅读区第二个甲硫氨酸(密码48)翻译起始部，随后蛋白水解酶修剪为最终的松弛的N-末端65个氨基酸，包含信号/锚定序列的形式(129).G蛋白外功能区包含一个高度保守的含有13个氨基酸的区域，其意义未知(146).这种保守序列和一个二硫键的紧密转角(叫做胱氨酸套索)相叠加，并且包含一个CX3C基序(将在后面讨论)。F蛋白通过细胞膜融合直接病毒穿入，并且也会介导感染的细胞同邻近细胞融合来形成合胞体。F作为前体被合成，F0在弗林蛋白酶-样细胞内宿主蛋白酶的作用下通过卵裂被激活。通常对于病毒侵入蛋白来说，卵裂发生在两个位点(氨基酸109/110和136/137)(51).这样生成，从氨基到羧基到末端的顺序，F2(109氨基酸)，p27(27氨基酸)，和F1(438氨基酸).F2和F1仍然通过二硫键连接并且代表活性形式。剩余的两个RSV蛋白NS1和NS2,是不出现在组装有意义的病毒颗粒中小的种类。如前所说，他们是非必须的附属蛋白参与调解宿主对感染的反应。RSV的基因表达和RNA复制广泛的遵循单股负链病毒的模型，尽管我们承认我们在理解这些过程中甚至单股负链病毒的原型中还有很大的差距(25).聚合酶进入基因组在或者3‘端附近，随后基因转录为独立的mRNAs，通过连续的开始-停止-再开始合成过程，这一过程由短的的转录信号来指导。由于聚合酶脱落，有大量的mRNA梯度，RNA复制包括首先转录出互补的正链RNA,形成RNA复制中间型，再以其正链RNA为模板(起mRNA作用)，转录出其互补的子代负链RNA,同时翻译出病毒的结构蛋白和酶。RSV增加一些自己的复杂性在M2-1和M2-2蛋白中，这些只在一些亲缘关系比较近的RSV中发现。对于RSV,持续的转录依赖于M2-1蛋白，这是病毒的活力所必须的(42).如果没有M2-1蛋白，转录会在几百个核苷酸中非特异性的终止，并且导致NS1和NS2独自表达减少(42).据推断，M2-1水平的减少可能通过下调大多数病毒基因的表达，而维持一些NS1和NS2宿主防御对抗物的表达，有利于持续感染。M2基因另外一个产物M2-2蛋白，在感染过程中不是必须的，但是好像能够下调转录支持RNA复制(9).为什么RSV需要这些额外的蛋白而其他的和RNA合成程序相似的单股负链病毒不需要，这个问题有待于研究。有趣的是人类偏肺病毒humanmetapneumovirus (HMPV)的M2T蛋白和RSV共有大量的相似序列，但是不是持续转录或病毒活力所必须(15).可能M2-1其他的的功能还有待于去发现。T细胞对于清除RSV感染有重要意义，但是其参与疾病发病机制视情况而定。嗜酸性粒细胞参与，但有双面性NS1和NS2蛋白.在呼吸道的病毒中，RSV是能够有效阻止感染个体I型IFN合成的病毒之一(58).RSV有两种IFN拮抗剂NS1和NS2，由启动子邻近基因编码来确保高表达.它们通过阻断IFN调节因子3的激活及通过JAK/STAT信号通路抑制I型IFN诱导信号来抑制IFN-a/p诱导,JAK/STAT通路有放大IFN反应，上调其刺激基因，建立抗病毒状态的功能(95,141).NS蛋白以STAT2作为蛋白酶体降解，于是阻断来自I型IFN的信号(34,95).用RSV感染STAT1基因敲除的小鼠与野生型的相比，尽管有相似的复制水平，但会导致Th2偏向的反应并且增加肺部病状(32).这些提示：在自然宿主，通过NS1和NS2拮抗IFN反应可能增加Th2/Th1平衡.通过去掉NS2基因，在RSV感染中，上皮细胞中NF-kB激活水平大量的减少(141).NS2的表达如何增加这种转录因子的激活现在未知，尽管可能和最近的发现可能有联系：NS1和/或NS2的表达激活磷酸肌醇3激酶通路(PI3K)(11).这是一种细胞内信号通路，通过增加胞浆膜内表面的磷脂磷脂酰肌醇的磷酸化，效应之一是来加强细胞存活.通过短的干扰RNAs，或者通过基因敲除来抑制NS1和/或NS2的表达会导致PI3K通路的激活抑制，并且导致RSV感染细胞的加速凋亡和病毒量的减少(11).通过激活PI3K通路,NS1和NS2增加感染细胞的存活时间和子代病毒数量。缺少NS1和NS2蛋白的重组BRSV与野生型感染牛相比，有高度减弱的毒力，但是有更多的免疫原性(152).提高的免疫原性可能由于增加的IFN信号制造一种佐剂效应或者更快速的凋亡导致有效的横向启动和抗原呈递.增加的IFN信号和凋亡也会减弱病毒的复制。G蛋白.G蛋白有很多免疫逃脱和减少免疫反应的特征T,并且这些会进一步的阐述。G是一个罕见的病毒中和抗原在于非常少的个体G-特异性单克隆抗体有效的中和传染性，中和需要多克隆抗体(103).G蛋白的外功能区广泛的有糖侧链来修饰，并且包含许多潜在的O-连接的糖受体结合位点.糖侧链的配置和结构的异质性能够通过制造和特殊的抗体结合效应不同的亚群带来抗原多样性.此外，糖侧链广泛的鞘可能帮助保护多态骨架免于免疫识别。作为另一种免于逃脱机制，G的分泌形式(sG)最近显示作为诱饵能够帮助病毒免于被RSV特异性的抗体中和的屏蔽作用(A.Bukreyev,L.Yang,J.Fricke,B.R.Murphy,andP.L.Collins,unpublisheddata).在细胞培养中，sG快速分泌并且大量分泌，在感染后24h,它占释放的G蛋白的80%，与包含在子代病毒中的20%相比(67).在这之前，大量的表达表明：在体内，sG可能会泛滥感染细胞的内环境并且使得RSV特异性抗体饱和。这是第一次描述机制，即RSV可能比其他病毒更有效的逃避中和抗体。G蛋白外功能区的胱氨酸套索包含一种CX3C基序，这种基序嵌入拥有和CX3C趋化因子fractalkine有亲缘关系的限制性序列的区域(151).Frac-talkine/CX3CL1以分泌和膜结合的形式产生，其功能作为化学引诱物和细胞粘附分子来介导CX3CR1+白细胞的流入，包括NK细胞，CD4+和CD8+T细胞。RSVG,也会以分泌和膜结合物的形式产生，在体外证明有fractalkine-样化学引诱物活性(151).在体内，有证据显示G有fractalkine拮抗剂的效应•在小鼠，感染通过单氨基酸替代切除CX3C基序的或者缺少G蛋白的突变RSV，与增加的肺部大量增加的NK细胞，CD4+和CD8+T细胞相伴随，与感染野生型RSV相比(63).此外，当RSV特异性的反应被评估时，G蛋白CX3C基序的切除和大量增加的RSV特异性的肺部CD8+CTL相伴随，这种细胞在体外作为细胞杀伤细胞而存在。这些数据显示：RSVG蛋白大量的减少肺部CX3CR1+白细胞，包括RSV特异性的肺部CTL细胞的募集和功能，可能通过竞争性抑制宿主fractalkine的功能•然而，另一项研究发现相反的效应，G蛋白加强在小鼠RSV感染中肺部CD8+T细胞反应，这种效应依赖于保守的胱氨酸套索(16).无论如何，从RSV中删除胱氨酸套索和fractalkine区域对于鼠中病毒的复制效率有小的影响，提示：它们定量影响病毒复制的效应不那么大(146).G蛋白也会影响RSV感染的上皮细胞和和抗原提成细胞的先天性反应。感染没有制造sG突变RSV的人上皮细胞和单核细胞导致增加的NF-kB的激活和增加的炎症介质如：IL-6,IL-8,和RANTES，的表达，与感染野生型病毒相比(5).这些结果显示sG正常地下调这种宿主先天性反应.第二个研究证实在人单核细胞中G蛋白强力抑制NF-kB介导的对于RSV感染的炎症反应，并且显示这种效应需要胱氨酸套索区域(119).有趣的是,G被发现抑制对于TLR2,TLR4，和TLR9的激动剂炎症反应(119).于是，G蛋白好像作为一种基本的TLR拮抗剂来下调炎症反应通过未知的机制。G蛋白糖蛋白影响鼠模型中淋巴细胞细胞因子的表的模式，并且在选择性人中能潜在性的诱导相似的效应.用重组表达RSVG蛋白痘苗病毒免疫BALB/c鼠，诱导Th2CD4+T细胞反应导致肺部肺嗜酸细胞增多症(在RSV感染后)(113).这是对G蛋白的单个抗原表位(氨基酸185到198)的V卩14-限制性克隆反应的结果(154).有趣的是，用表达sG痘苗病毒免疫会诱导更加剧烈的气道嗜酸粒细胞增多，比起表达野生型G蛋白或者膜锚定G蛋白的疫苗(73).痘苗病毒表达sG直接诱导IL-5和IL-13,产生肺嗜酸细胞增多症，并且加强粘液保护(在攻击后)，另一个启示：sG改变宿主反应(73).对于G或者其他独立的RSV蛋白，选择性的人类是否有倾向性反应仍然未知，但是在原发性感染伴随过敏性炎症中却是一个潜在因子。小鼠肺炎病毒(PVM)的研究中，在鼠有亲缘关系的RSV中，G蛋白在发病机制中有额外的作用(86).在鼠的呼吸道，野生型的PVM复制有效，导致严重的疾病和死亡.G基因敲除的病毒复制效率低不会导致死亡.病毒在G蛋白前34个氨基酸(由完整的胞浆区构成)被删除会和野生型一样复制有效，但是奇怪的是，在合适的剂量却不致病没有病毒产生sG,并且PVMG不包含CX3C基序，提示这些因子没有包含在其中.这是首次报道一种在肺病毒中疾病衰竭突变，这一情况不能简单的解释为病毒载量的减低.可能是胞浆尾部本身在毒力中是重要的因子，可能触发细胞内信号通路，这点仍有待于证实.F蛋白.尽管F蛋白有两个切割位点，激活好像很容易通过细胞内蛋白酶完成。和已知的模型如：新城鸡瘟病毒和鸟类的甲型流感病毒相比，副黏液病毒没有证据显示在RSV组织嗜性或发病机制中，分裂激活是限制因子关于BRSV，通过在两个位点分裂而释放的p27片段被发现在序列和功能上与速激肽有关，一种促进气道高反应和炎症的神经肽家族(166).然而，好像人RSV的p27片段和速激肽没有相似性。RSVF蛋白被发现结合到TLR4和附属蛋白CD14上，并且启动信号(90)•这一效应可能与前面提到的TLR4拮抗剂G蛋白相矛盾，提示：在RSV感染中存在一种平衡.TLR4/CD14也会结合脂多糖和表面蛋白A,并且在单核细胞和DCs中大量存在。人气道上皮细胞系正常表达极低水平的TLR4，但是在RSVA感染时其表达会增加，这会扩大对于感染的炎症反应(108).有趣的是，鼠上皮细胞与各种不同的呼吸道病毒或者细菌接触导致快速的Na+通道的抑制，导致顶端水积聚(89).这可能是一种稀释和移除刺激物的上皮机制，但是也会导致病毒传播和疾病.关于RSV,这种现象好像是F蛋白和TLR4结合所引发.TLR4对于RSV发病机制的所有效应不清楚.在小鼠中感染RSV或者其鼠副本PVM，TLR4基因沉默对于病毒复制，疾病，或者宿主反应，好像没有辨认出的效应(33,37).在人类，几个研究调查在儿童RSV疾病和TLR4两个编码多态性可能的联系，这种多态性和TLR4的低反应性相伴随并且增加对于细菌感染的敏感性(6,115,126,144).Tal等发现•这两种多态现象确实和RSV细支气管炎联系密切比起对照组来(144),与TLR4保护性作用相一致•然而，Paulusetal.等没有证实这种联系，并且Puthothuetal.提供一种相反方向的效应的证据，即相同的TLR4多态性可能和减少的而不是增加的RSV疾病相联系(126).有趣的是，在一个最近的研究中，一项大规模早产儿，高危婴儿感染RSV的队列中，被发现有显著的高频两种TLR4多态性(6).作者推断，TLR4地反应性可能和对于早产儿(可能由于宫内感染)和RSV疾病增加的敏感性有关•一项针对人RSV感染的抗体反应分析提供证据：F蛋白以两个版本出现在免疫系统来诱导可比较强度的抗体反应，一种是成熟形式，发现在病毒体中，并且是一种是不正确的折叠形式缺少重要的中和抗原决定簇(132).后者可能代表从溶解了的细胞中不成熟蛋白或者变性成熟蛋白，可能和RSV的物理稳定性相关.对于不正确折叠形式的大量的抗体反应提高它们可能有有趣的效应并且减少构象正确蛋白的免疫识别的可能性.在呼吸道病毒中，这对于RSV是否唯一仍然不知.SH蛋白.SH蛋白在RSV复制和发病机制中好像没有重要的定量作用，因为从重组的RSV删除SH对于体外病毒产量影响比较小，并且猩猩的复制中只导致小的降低.此外，从减毒疫苗中删除SH并没有在血清阴性儿童中给予进一步的衰减效应(78).分子模型提示SH蛋白可能是一种离子通道形成病毒的孔蛋白(84).病毒的孔蛋白被认为是许多病毒并且在病毒的组装和释放及发病机制和细胞毒性中起重要作用.当在细菌中表达时，SH形成五聚体来改变膜的通透性(22,117).最近的研究显示：SH的表达能够抑制凋亡，可能通过抑制肿瘤坏死因子a的信号来实现的(45).与NS蛋白的抗凋亡作用相联合，通过延长细胞存活时间和通过横向启动来推迟抗原处理过程来增加病毒复制.巨噬细胞和DCs的作用.肺泡巨噬细胞代表宿主抵抗呼吸道感染的第一道屏障，并且在吞噬作用，分泌杀微生物剂和炎症细胞因子，抗原提成中被激活.髓样DCs作为主要的抗原提成细胞,并且类浆细胞DCs作为IFN-a/p一个主要的来源.髓样和类浆细胞DCs以及所有的循环免疫细胞，在RSV及其他呼吸道病毒感染时被募集到呼吸道粘膜，在体内有证据显示RSV感染DCs（Fig.2）（50,72）.在体外，RSV能够分布以50%和30%效率来感染肺泡巨噬细胞和DCs（来自脐血或者外周血），尽管感染DCs的效应率常常较低（7,56,104）.基于表面标记表达和趋化因子及细胞因子分泌的改变，感染或者吸收能够诱导DC成熟.在极大程度上，（多半），这依赖于病毒的传染力RSV用多种方式干扰巨噬细胞和DCs的功能.首先，RSV感染的单核细胞来源的髓样DCs生成非常少的IFN-a/p相对于HMPV-感染细胞（56）,并且RSV阻断类浆细胞DC成熟的诱导和对于TLR7和TLR9激动剂的IFN产生（134）.其次，与流感病毒和HPIV3相比，RSV诱导脐血巨噬细胞不同的细胞因子产生；尤其是，IL-12水平的减少，和IL-10,IL-11,和前列腺素E2的分泌增加，这些可能会抑制T细胞激活并且有利于增加Th2/Th1平衡（7,114）.第三，RSV感染Third,脐血或者单核细胞来源的髓样DCs减少它们激活CD4+T细胞的能力（7,29）.出人意外的是，这种效应部分被IFN-a和IFN入所介导（19）.第四，在疾病消退后8周内，婴儿呼吸道粘膜DCs在数量上持续甚至增加，这一发现也发生在鼠模型中（10,50）.这些使得在对RSV感染的反应中，可能缺乏把DCs从肺运输到淋巴组织•这一发现提示：RSV改变DC生物学来减少IFNs的影响，转换Th2/Th1平衡，并且限制这些重要细胞的成熟和移动.这些效应和新生儿混合，因为抗原提成细胞不成熟.这些效应可能定量和定性改变免疫反应的讨论RSV是一种高感染性和流行性的病毒.比起其他呼吸道病毒来，尽管有母体抗体的存在RSV感染发生在非常小的年龄，并且在生命中很容易发生再感染而没有明显的抗原变化.这些能力包括许多因素，其中的一些并不是RSV所特有.这些包括高感染力，对呼吸上皮表面的趋向性，低侵袭力，sG的抗体诱饵活性，表达I型IFN拮抗剂，表达fractalkine和TLR拮抗剂，通过多种病毒蛋白抑制凋亡，G不平常的抗原物质，低水平的抗原变异性，干扰正常巨噬细胞和DC细胞功能，以及额外的保护性免疫反应的缺乏.于是，RSV感染一种解剖学部位，这些部位上宿主防御（反应）效应降低，并且利用因子使得宿主反应变顿并且提供免疫逃脱。病毒能够逃避母体抗体并且能够有效地感染早期婴儿的特殊能力，在RSV疾病中是个主要因素。小年龄婴儿因为气道面积小而且窄，不能够耐受严重的呼吸道感染。而且RSV趋向性感染小细支气管导致这一情况加重，尤其是倾向于阻塞。小年龄婴儿因为免疫不成熟以及母体抗体的免疫抑制效应，不能够控制感染。RSV和固有的脆弱的新生儿免疫系统相结合，诱导短期并且不足的免疫反应，尤其是缺少IFN成分，至少在生命早期。我们有理由怀疑新生儿感染特定的个体可能会（依赖于时间和遗传背景），计划长期的病原变化来发展肺部和宿主反应。这种效应可能不是RSV所必须，但是RSV比起其他呼吸道病毒来更容易感染抵抗力低下的新生儿。很可能初次感染的免疫印记归因于RSV再感染的终生的易感性。在原发感染中，有广泛的RSV疾病的异质性，包括上呼吸道综合症，下呼吸道综合症中不同水平的严重性，有或没有喘鸣，稀有病例的死亡，气道反应性能够持续到整个儿童期，并且可能过敏性的超敏反应。这些没有包括在循环中的RSV病毒株毒力的本质不同，但是宿主因素肯定包含在里面。正如已经知道的，这些包括影响呼吸系统感染的忍耐和控制能力显著的因子，如支气管肺发育不良和免疫缺陷。其他可能的更精细本质的因子包括气道超敏反应的遗传因素，偏向性的不足（减少的TLR4或表面活性剂功能）或者扩大（增加表达IL-4或IL-8）免疫反应，显著的狭窄气道（98）.正在进行的鉴定与严重RSV疾病的增加或减少危险因素相关基因多态性说明：许多宿主因素在宿主易感性,和发病机理中起作用.最终，基因多态性分析可能帮助鉴定严重疾病的危险因素。RSV发病机制中病毒和不同宿主因子之间的作用大小仍然存在争论。主要提出的特征包括直接的细胞病理学，夸大的CTL反应，不平衡的Th2/Th1反应，夸大的炎症反应，由于年龄小或者病毒因素不足或者改变的反应。不同的研究开始倾向于强调选择性的个体因素。在一些情况下发病机制确实简单：例如,在一些情况下，病毒可能侵犯宿主防御并且快速压倒性的感染婴幼儿，这种情况下病毒的细胞毒性作用是主导地位的(159).然而在大多数情况下，可能只有单纯的主导因素。相反，在不同宿主因素和病毒的相互作用中有不同的贡献大小，这种相互作用或者贡献大小依赖于病毒复制的速度和量，宿主反应的效应，异常的遗传因素，夸大或者减少的宿主反应方面，成熟状态，以及其他因素。于是，发病机制多因子并且可变。更好的理解RSV疾病的病毒和宿主决定子在设计疫苗和治疗药物中有重要意义。尤其是，在发育和免疫未成熟期定义原发感染的结果可能是揭开RSV发病机制的关键⑸RSVF蛋白导致P53依赖性的程序性细胞死亡，导致上皮细胞完整性消失和凋亡细胞从单层上皮细胞中脱落。抑制p38MAPK或者Rho激酶能够导致P53减少•结果：通过F蛋白特异性抗体抑制RSV诱导的凋亡。RSVF蛋白表达影响上皮细胞完整性。RSVF蛋白促进凋亡。之前的研究显示：RhoA信号在RSV诱导的合抱体形成中有重要作用，Rho激酶是一个很重要的效应子。在上皮细胞中F蛋白表达导致肿瘤抑制因子p53在丝氨酸15磷酸化，p53转录活性的激活，前凋亡因子Bax构象激活。⑹病毒感染典型的诱导Th-1细胞反应，以高水平的IFN-y产生为特征，而哮喘和过敏性疾病以Th-2细胞产生IL-4和IL-5为特征；这些反应在动物模型中已经证明，但是在人类婴儿没有彻底的阐明。RSV能够上调支气管上皮细胞的TLR4表达，因此促进对细菌内毒素和其他TLR4配体的敏感性；在细支气管炎患儿的外周细胞中TLR4表达也增加，并且TLR4多态性与RSV导致的细支气管炎有联系。Bont和其同事注意到在儿童重症细支气管炎中外周淋巴细胞功能的降低和血浆中CXCL8(interleukin8)浓度的增加相伴随°CXCL8是一种能够促进中性粒细胞趋化性和生长的趋化因子，并且中性粒细胞是儿童重症细支气管炎分泌物中的主导细胞58来自英国利物浦研究证实，儿童细支气管炎鼻部抽吸物中CXCL8mRNA的量与疾病的严重程度相关59。儿童严重RSV细支气管炎的下呼吸道同样含有大量的CXC样趋化因子，包括CXCL8和CXCL10(IP-10)6CCL5(RANTES)的产生是为了应对来自IFN-y，IL-la,IL-卩,和TNF的刺激，而这些细胞因子来自于成纤维细胞，平滑肌细胞，和上皮细胞，在感染的后期，来自于炎症浸润细胞包括Y5T细胞。CCL5能够选择性的募集单核细胞，记忆性T细胞，嗜酸性细胞并且能够高浓度的激活T细胞。在RSV感染的小鼠增加的CCL5浓度和疾病的严重性相关，抗CCL5抗体治疗能够降低气道反应性并且增加IL-12的表达。此外，CCL5的产生好像被IL-13所调节，并且IL-13在RSV诱导的气道高反应性中非常重要，受基因多态性的影响。CCL5多态性影响疾病严重性。在急性RSV细支气管炎鼻部分泌物中CCL5的浓度能够预测再发喘息的后继发展(尽管与疾病的严重性无相关关系)64细胞因子IL-9被发现在严重细支气管炎患儿气道中有高的浓度，并且好像由中性粒细胞产生。IL-9能够诱导支气管上皮细胞粘液产生，导致杯状细胞增生，并且诱导通过呼吸道上皮细胞和中性粒细胞的趋化因子分泌，提示在急性细支气管炎气道的炎症性瀑布反应中有重要作用。RSV蛋白对于宿主的生物学效应像很多病毒一样，RSV不但是宿主免疫反应的被动目标，而是很好的适应性的控制和利用宿主。RSVG蛋白已经被证实和CX3C，CX3CL1(fractalkine)趋化因子有结构同源性。RSVG蛋白结合人类CX3CR1受体并且调节对于CX3CL1反应的细胞的趋化性。这种相互作用能够有利于RSV结合到CX3CR1支持细胞，包括肥大细胞和神经细胞？RSV融合蛋白结合TLR4，并且能够上调TLR4的表达，并且使得气道上皮细胞对于内毒素致敏。一旦RSV已经感染一个细胞，它能够快速和大量合成非结构蛋白（NS1和NS2），这些蛋白能够通过干扰素调节因子（IRF3）导致种属特异性的抵抗I型干扰素•缺少NS1和NS2的重组病毒趋向于诱导减弱的炎症反应并且作为疫苗候选而发展中。儿童期RSV细支气管炎和随后的喘鸣的关系在临床研究中已经被一致证实，但是并不是所有的感冒和喘鸣相同等的伴随，因为不复杂的普通感冒（没有喘鸣）和其他的儿童期常见病毒感染（疱疹性口腔炎，水痘，疹病）好像对抗喘鸣。7岁儿童哮喘诊断的危险性减少了50%在1岁时有过2次或者更多普通感冒的患儿中。有证据显示RSV相关的喘鸣与成人期肺功能异常相关。婴儿期细支气管炎与过敏性致敏作用或者特异性疾病关系的研究还没有产生清晰的答案。Sigurs和其同事追踪47例病人的队列研究，他们在婴儿期因为严重的细支气管炎而住院，直到13岁，不但哮喘症状和喘鸣的发生比起对照组来频繁，而且过敏性致敏作用和过敏性—也更常见。不同的研究结果不同，依赖于RSV疾病的严重性，基因背景，起主导作用的环境过敏原，地理位置。RSV细支气管炎迟发效应的发病机制没有明确的证据解释RSV细支气管炎与生命后期再发喘鸣的相关性。相关可能是有原因的（RSV细支气管炎能够导致肺部长期变化），或者细支气管炎作为遗传易感因素或者损害的肺部储备的标记，而这些导致后来表现为变态反应或者再发喘鸣。RSV感染前比正常肺功能低下是发展为细支气管炎的一个危险因子。基因学相关性已经在RSV细支气管炎与IL-4和其受体编码基因的多态性中被阐述，提示：Th-2细胞可能与RSV疾病相关。IL-10-592C等位基因已经被证实与RSV细支气管炎有明显的相关性。IL-10是条件T细胞的关键免疫调节因子，提示细支气管炎可能部分是宿主免疫调节失败的后果免疫学和病毒性机制导致后继发生的喘鸣效应。RSV感染后血清中IL-2受体持续的增加已经被报道，并且RSV感染导致鼠肺部和严重RSV感染恢复儿童的鼻样本中树突状细胞数量的持续增加。这提示，在急性病的症状已经恢复后，严重可能继续。从病毒性细支气管炎恢复儿童的连续的鼻部活组织检测显示：总纤毛和上皮异常持续13-17周。然而，从细支气管炎恢复婴儿确诊持续的肺部炎症还没有可能。SiRNA技术来干扰RSV病毒NS1，P,N,L基因来治疗RSV疾病，在动物模型中显示很好的疗效［7。］感染RSV后，RSV通过增强IEX-1L,几个Bcl-2家族成员，磷脂酰肌醇（-3）激酶通路中的蛋白，及抑制肿瘤抑制基因p53和致癌基因Akt来推迟凋亡.RSV蛋白通过模式识别受体和TLRs来调节宿主细胞反应，F蛋白和TLR4相互作用，G蛋白和TLR2可能有作用RSV干扰宿主抗病毒细胞因子反应，NS1和NS2是重要的I型IFN拮抗剂。RSV能够诱导SOCS1和SOCS3负性调节I型IFNRSV感染调节呼吸道上皮细胞功能，表面蛋白（SP）-A和SP-D减少，基质金属蛋白酶增加G蛋白包含CX3C趋化因子基序能够结合CX3CR1并且妨碍CX3CR1反应和CX3CR1导的白细胞趋化性RSV感染气道上皮细胞来自于NF-kB介导的信号瀑布反应，导致促炎细胞因子和趋化因子的表达在鼠急性感染中RSVG蛋白表达与CC和CXC趋化因子mRNA表达和Th1/Th2型细胞因子相关，G蛋白抑制IFN-B和IFN刺激基因15。细胞内转录因子的调节：RSV感染诱导很多转录因子包括(IRF)3,IRF7,NF-kB,p38MAPK和AP-1.RSVG蛋白干扰TollIL-1受体区域-包含适应性分子-1或者NF-KB激活导致促炎细胞因子的减少。干扰素拮抗剂NS1/NS2通过抑制STAT2和IRF3激活来介导。NS1包含elongin-C-和cullin-2-结合序列能够提供泛激素E3连接酶活性到靶蛋白上，尤其是STAT2到蛋白体。RSVG蛋白诱导SOCS1和SOCS3蛋白能够负性调节细胞因子信号瀑布反应，尤其是typeIIFNs.对RSV感染的先天性免疫反应宿主细胞通过TLR4,TLR3,TLR2和维甲酸诱导基因-I来识别RSV感染导致促炎细胞因子和趋化因子的表达。在肺部和淋巴结中常规树突细胞和类浆细胞的平衡对于驱动肺部对于RSV感染的免疫是很重要的。感染RSV的DCs失去刺激RSV特异性T细胞的能力。RSVG蛋白通过抑制细胞因子和趋化因子有调节自然杀伤细胞和其他细胞运输到肺部的的能力。适应性体液和细胞免疫：RSVF和G表面蛋白诱导中和抗体产生，这是主要的保护性抗原决定簇。T细胞反应在病毒清除中有重要的作用。RSVF蛋白可能极化CD4+和CD8+T-细胞反应向Th1-型反应。RSVG蛋白可能主要使CD4+T细胞向Th2-反应.[8]RSV导致的感染是不完全免疫并且重复感染在儿童中RSV感染的负担方法，在美国三个州进行＜5岁儿童急性呼吸道感染进行前瞻性的，人群为基础的监测。我们注册2000-2004年住院儿童、急诊室就诊患儿和2002-2004儿科诊室Weenrolledhospitalizedchildrenfrom2000through2004andchildrenpresentingasoutpatientsinemergencydepartmentsandpediatricofficesfrom2002through2004.RSVwasdetectedbycultureandreverse-transcriptasepolymerasechainreaction.Clinicalinformationwasobtainedfromparentsandmedicalrecords.Wecalculatedpopulation-basedratesofhospitalizationassociatedwithRSVinfectionandestimatedtheratesofRSV-associatedoutpatientvisits.ResultsAmong5067childrenenrolledinthestudy,919(18%)hadRSVinfections.Overall,RSVwasassociatedwith20%ofhospitalizations,18%ofemergencydepartmentvisits,and15%ofofficevisitsforacuterespiratoryinfectionsfromNovemberthroughApril.Averageannualhospitalizationrateswere17per1000childrenunder6monthsofageand3per1000childrenunder5yearsofage.Mostofthechildrenhadnocoexistingillnesses.Onlyprematurityandayoungagewereindependentriskfactorsforhospitalization.EstimatedratesofRSV-associatedofficevisitsamongchildrenunder5yearsofagewerethreetimesthoseinemergencydepartments.OutpatientshadmoderatelysevereRSV-associatedill