燕江雪 曹囡囡 丁霞 倪倩

Toll 样受体（TLR）是一类模式识别受体，与配体结合后，启动胞内免疫信号蛋白的级联反应、激活免疫应答信号通路，在激活宿主天然免疫和适应性免疫反应、增强免疫防御的过程中发挥关键作用。人类TLR 共包含10 个功能性受体（TLR1～TLR10），TLR9 可在识别配体未甲基化的CpG 二核苷酸后，启动下游免疫信号通路，激活免疫反应，从而在呼吸系统疾病中发挥重要作用。本文就TLR9 在呼吸系统常见疾病中的作用及其机制进行综述。

一、TLR9

1. TLR9 在细胞内的运输途径及信号通路

TLR9 位于静息细胞的内质网，需要内体穿梭以启动信号转导。不协调的93 同系物B1（UNC93B1）是内质网驻留蛋白，可调控TLR9 包装为外壳蛋白复合物Ⅱ（COP Ⅱ）囊泡，从而使TLR9 转运至高尔基体。静息状态下，TLR9 与UNC93B1 共同定位于内质网，TLR9 通过COP Ⅱ囊泡，沿分泌途径到达高尔基体、质膜；而TLR9可与质膜上的激活蛋白2（AP-2）以网格蛋白依赖的方式内吞进入内体溶酶体系统，在内体酸化后，组织蛋白酶和肽链内切酶水解TLR9。同时，TLR9的配体CpG 也以网格蛋白依赖的方式内吞后进入内体溶酶体系统。当TLR9 及其配体进入内体溶酶体系统后，启动信号转导。

TLR9 信号转导通路募集的参与分子取决于细胞类型。在巨噬细胞、浆细胞样树突状细胞（pDC）和经典DC 中，活化的TLR9 通过募集髓样分化因子88（MyD88），激活IL-1 受体相关激酶4（IRAK 4）、IRAK1 和IRAK2 等信号分子，继而激活核因子-κB（NF-κB）的信号通路，合成促炎细胞因子，如TNF-α、IL-6 和IL-12 等。但在pDC上，TLR9 主要启动Ⅰ型IFN（IFN-Ⅰ）合成途径，MyD88 通过引导IFN 调节因子7（IRF7）向细胞核易位，进而促进细胞合成IFN-I。

2. TLR9 的配体

未甲基化的CpG 二核苷酸是TLR9 的配体，存在于天然的细菌、病毒及线粒体的DNA 中。未甲基化的CpG 二核苷酸激活TLR9 及下游信号，可诱导强烈的1 型辅助性T 淋巴细胞（Th1）为主的免疫反应。Th1产生细胞因子如IFN-γ、 IL-12等，继续活化自然杀伤（NK）细胞、增强CD8T 淋巴细胞的免疫应答。同时，这一级联免疫反应可抑制Th2 介导的免疫反应，减少细胞因子如IL-4、IL-5 等的生成。CpG 寡脱氧核苷酸（CpG ODN）是人工合成的含有非甲基化CpG 的ODN，有学者发现CpG ODN 可通过TLR9/MyD88 信号通路促进IL-10 等产生，从而抑制过敏性气道炎症反应。因此，TLR9 的配体可作为变应性哮喘中病理性Th2免疫应答反应的调节剂。另外，CpG ODN 联合免疫靶点阻断疗法已用于肿瘤免疫治疗的研究。

二、TLR9 与呼吸系统疾病

研究表明，TLR9 与多种呼吸系统疾病，如哮喘、肺癌和肺炎等疾病发生发展有密切关联，并影响疾病的转归与预后。

1. TLR9 与哮喘

哮喘是慢性气道免疫炎症性疾病，其病理机制主要为：Th2 生成的细胞因子（如IL-4、IL-5、IL-9 和IL-13）增多，Th1 生成的细胞因子（IL-2）减少，B淋巴细胞产生的IgE增多，募集肥大细胞、嗜酸性粒细胞等，促进哮喘的气道炎症。

TLR9/IL-2 轴通过抑制IL-17A 的过度生成而加重哮喘。IL-2 是Th17 生成IL-17A 的负调控因子。在屋尘螨诱导的过敏性哮喘动物模型中，TLR9 缺失小鼠与野生型（WT）小鼠相比，嗜酸性粒细胞数量减少，气道高反应性降低；同时Th2 细胞因子IL-4、IL-5 和IL-13 的产生受到抑制，Th1 生成的IL-2 减少，导致Th17 生成的IL-17A 增多，而过量的IL-17A 可抑制过敏性气道炎症反应，提示TLR9/IL-2 轴通过抑制IL-17A 的过量产生，从而促进气道高反应性和气道炎症。另外，NaR9 是TLR9 抑制抗体，可以抑制屋尘螨诱导的气道高反应性和Th2 型炎症反应；使用NaR9 阻断TLR9，IL-17A 的生成增多，这与TLR9 缺失小鼠表现类似，结合以上研究结果，证明在屋尘螨诱导的过敏性哮喘中，NaR9 通过抑制TLR9/IL-2 轴，促进IL-17A 的过量生成，从而抑制过敏性哮喘的炎症反应。

c-Jun 氨基末端激酶（JNK）/TLR9 信号通路通过抑制褪黑素生物合成，介导过敏性气道炎症。SP600125 是JNK 的特异性抑制剂，可减轻卵清蛋白（OVA）诱导的WT 小鼠过敏性气道炎症。有学者发现，由OVA 诱导构建的过敏性气道疾病动物模型中，TLR9 和磷酸化JNK 的表达水平明显升高。TLR9 缺失可有效抑制气道炎症，使肺部炎症细胞的募集和黏液分泌明显减少，血清中特异性的IgE 表达水平降低，支气管肺泡灌洗液内的炎症因子，如IL-4、IL-13 及IFN-γ 表达水平明显减少。TLR9 缺失对JNK 的磷酸化表达水平没有影响，但通过SP600125 抑制JNK 后TLR9 的表达水平明显降低，提示JNK 作为TLR9 信号通路的上游分子，参与诱导过敏性气道炎症。褪黑素属于胺类激素，具有抗炎和免疫调节功能，由色氨酸合成，其合成途径涉及2 种关键酶，分别是N-乙酰基转移酶和羟基吲哚-氧-甲基转移酶（HIOMT）。研究表明，哮喘患者的唾液或血清褪黑素表达水平明显低于健康对照组，外源性和内源性褪黑素均可抑制气道炎症。当OVA 刺激小鼠后，肺组织中HIOMT蛋白表达减少，在支气管肺泡灌洗液和血清中，褪黑素的表达水平降低；但在TLR9 缺失后，这种作用消除。SP600125 升高了OVA 诱导小鼠模型中HIOMT 蛋白表达和褪黑素表达水平，但这种影响在TLR9 缺失后消除。以上结果表明OVA 刺激可激活JNK/TLR9 信号通路，该信号通路可作为负信号调节HIOMT 蛋白的表达和褪黑素的产生，从而诱导过敏性气道炎症反应。也有研究报道，MyD88 缺失小鼠在OVA 诱导下产生气道炎症，提示OVA 通过激活非MyD88 依赖性的TLR9 信号通路，导致气道炎症。

但在多种OVA 诱导的过敏性疾病的动物模型中，CpG ODN 可抑制过敏性气道炎症反应，这是由于纯化的CpG ODN 可通过TLR9/MyD88 信号通路，促进IL-10 等产生，从而改善气道炎症。目前TLR9 作为过敏性气道疾病新的治疗靶点仍存在争议，因此需要更多的研究进一步探索TLR9 在哮喘等过敏性疾病中的机制。

2. TLR9 与肺癌

肺癌是人体常见肿瘤之一。炎症是肿瘤的标志性反应之一，在肿瘤微环境中存在的TLR 在识别特异性配体后激活，并诱导宿主产生适应性免疫反应。TLR 就像一把双刃剑，一方面识别肿瘤特异性抗原并激活天然免疫反应，另一方面通过诱导持续的适应性反应来促进潜伏的慢性炎症，从而促进肿瘤的发生发展。目前已发现TLR9 在肺癌进展中发挥了重要作用，但其相关机制有待进一步阐明。

有研究者通过体外实验发现肺腺癌细胞中激活的TLR9 可诱导神经酰胺酶活化，导致1 磷酸鞘氨醇（S1P）形成甚至过表达，从而介导NF-κB通路释放TNF-α 等，表明TLR9/S1P 轴依赖性的炎症信号通路通过诱导有利于S1P 的神经酰胺/S1P 的失衡，在炎性呼吸疾病的恶化中发挥重要作用。

程序性死亡受体1（PD-1）及其配体作为靶点的免疫疗法，是临床上针对非小细胞肺癌等恶性肿瘤的一个重要的治疗方案。但当抗PD-1 抗体单独用于治疗非小细胞肺癌时，仅对约20%患者有效，这表明需要进一步联合治疗。Perry 等在肺腺癌和肺鳞癌的小鼠原位癌转移模型中，以非润湿模板粒子复制技术生产的纳米颗粒作为载体，经口气管滴注，将CpG 递送到小鼠肺脏中，明显促进了肿瘤的消退，并限制了与可溶性CpG 相关的全身毒性反应，证明局部CpG 可以协调天然免疫和获得性免疫反应的活化，加强机体抗肿瘤免疫反应。研究表明，吸入雾化TLR9 激动剂联合抗PD-1 治疗可增强机体免疫细胞对肺内、肺外肿瘤的杀伤作用，这与肿瘤微环境中功能性效应CD8T 淋巴细胞的增多有关。IMO-2055 是一种CpG ODN，属于TLR9 激动剂，目前已在Ⅰ期和Ⅱ期试验中证实其可联合靶向免疫药物治疗肺癌。一项晚期非小细胞肺癌的I 期临床试验证明，IMO-2055 与厄洛替尼和贝伐珠单抗联合治疗具有良好的耐受性和抗肿瘤活性。以上研究提示，TLR9能否成为肺癌免疫治疗的新靶点仍需进一步的探索研究。

3. TLR9 与肺炎

3.1 TLR9 与非感染性肺炎

TLR9 可加重矽肺小鼠的肺部炎症和纤维化的程度。在矽肺动物模型中，WT 小鼠暴露于二氧化硅（SiO）颗粒后出现肺部炎症、形成肉芽肿和纤维化。暴露于SiO颗粒的TLR9 缺失小鼠的肺部炎症和纤维化程度相对较低，且肺功能得到改善。接触SiO颗粒会导致线粒体损伤、DNA 释放和线粒体自噬，释放的游离线粒体DNA（ mtDNA）可激活TLR9，进而加重肺部炎症反应。以上证据表明，TLR9 与矽肺的疾病进展密切相关。

游离mtDNA 是线粒体损伤相关分子模式（DAMP）的主要成分，在病理状态下释放增加，并参与各种炎症性疾病的发生发展。游离mtDNA 含有大量未甲基化的CpG 二核苷酸，通过TLR9 激发促炎信号，导致严重的炎症反应。红细胞内的TLR9 可清除游离mtDNA，从而减轻肺损伤。Hotz 等通过研究发现红细胞可表达TLR9，DNA 与红细胞的结合是由TLR9 介导的，红细胞可从循环中清除CpG-DNA，红细胞的DNA清除功能缺陷可增强CpG-DNA 介导的肺损伤，表明红细胞上TLR9 介导的游离mtDNA 清除对减轻肺损伤是必要的。

3.2 TLR9 与感染性肺炎

TLR9 可增强流行性感冒（流感）患者继发耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）感染的易感性。流感病毒属于单链RNA 病毒。人流感病毒分为甲型、乙型及丙型。流感可引起季节性流行，并可继发细菌性肺炎，如肺炎链球菌肺炎和金黄色葡萄球菌肺炎，增加流感患者的病死率。流感病毒感染可诱导IFN-Ⅰ介导的免疫信号，抑制中性粒细胞的募集及IL-17 的免疫反应，从而导致宿主继发细菌感染的易感性增加。在流感病毒感染继发细菌感染后，机体代偿性募集中性粒细胞，提高宿主对细菌感染的抵抗力。甲型流感病毒（IAV）感染可增加人单核细胞和DC 中TLR9 的表达水平。与WT 小鼠相比，TLR9 缺失小鼠对IAV 或MRSA感染的易感性未见差异；但在IAV 继发MRSA 感染后，TLR9 缺失小鼠存活率提高，肺部细菌清除能力增强，而病毒载量未见差异。另外，在IAV继发肺炎链球菌感染后，细菌清除作用没有改善。以上结果表明，TLR9 可增强流感继发MRSA 的易感性，但对继发性肺炎链球菌肺炎的易感性无影响［20-21］。

在鲍曼不动杆菌肺炎的小鼠模型中，TLR9 缺失小鼠的肺部细菌负荷明显增加，肺外细菌播散增多，肺损伤加重，证明TLR9 介导的信号通路对于宿主防御鲍曼不动杆菌具有重要意义。在肺炎克雷伯菌和肺炎链球菌感染的动物模型中，TLR9缺失小鼠的病死率升高，细菌负荷增多。与WT 小鼠相比，TLR9 缺失小鼠更易感染隐球菌，且IFN-γ 和IL-17 的生成减少，感染后的肺损伤加重，病死率升高，证明在宿主抵御隐球菌感染的过程中TLR9 发挥了重要作用。以上研究均表明，TLR9 与肺部炎症的发生发展相关，但TLR9能否作为治疗靶点尚不能下定论，还需要更深入的研究探讨。

三、结 论

TLR9 在免疫细胞和非免疫细胞的内体膜上均有大量表达，其与配体结合活化后，通过激活天然和适应性免疫系统，在哮喘、肺癌和肺炎等呼吸系统疾病中发挥重要作用。TLR9 的配体有可能是预防及治疗呼吸系统上述疾病的潜在治疗靶点。目前需要更多的研究来深入了解TLR9 与呼吸系统疾病的相关致病机制，为呼吸系统疾病的治疗开拓新思路。