内源性逆转录病毒的生理效应

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艾滋病病毒是一种逆转录病毒，感染该病毒可导致免疫缺陷，由于目前缺乏任何可治愈爱滋病的手段使这一疾病成为一种令人恐惧的瘟疫，也因此受到医学生物学研究的重视和普通大众广泛的认识。但是高等生物和病毒之间在进化上往往存在相互斗争和协作的方式，动物体内存在大量类似艾滋病病毒的逆转录病毒，这种病毒被称为内源性逆转录病毒，它们的存在恰好是机体免疫系统的重要组成部分。最近有学者提出爱滋病病毒将来也有可能进化为人体内一种非致病性病毒，看来不无道理。

人内源性逆转录病毒是逆转录病毒在几百万年前感染人类并整合到人类基因组中，以孟德尔方式遗传至今的残余物。其在人体内数量众多，并且每个家族都存在多拷贝。内源性逆转录病毒各家族基冈结构基本相同，但许多功能都不明确，过去大多数研究人员将内源性逆转录病毒视为垃圾DNA。但随着研究的深人，人们发现内源性逆转录病毒与人类的进化关系密切，是哺乳动物生殖所必需的，并且影响哺乳动物胎盘发育，是妊娠所不可或缺的基因。同时和胎盘共同构建了一个防止微生物感染胎儿的屏障。除丁以上二生理功能外，内源性逆转录病毒还参与人体多种自身免疫性疾病和肿瘤的发生和发展过程。

最新发表在《科学》杂志的一篇研究发现这种病毒是免疫细胞产生抗体的重要基础，该研究是美国德克萨斯大学西南医学中心和瑞典卡罗林斯卡医学院两家合作完成。德克萨斯大学西南医学中心宿主防御遗传学中心主任诺贝尔奖得主Bruce Beutler教授领导了这一研究。Beutler因发现哺乳动物感知感染，触发炎症反应的重要受体家族而获2011年诺贝尔生理医学奖。

逆转录病毒通过转录转座过程成为了个体基因组组成部分。个体DNA约45%（也有说是8%）起源于逆转录病毒，其中保存较好拷贝的是内源性逆转录病毒。Beutler说：“多数人认为逆转录病毒有害。但现在的研究发现，内源性逆转录病毒对免疫系统生成保护性抗体十分重要。”如上周有科学家写的小综述就将内源性逆转录病毒看成流氓元件，在人类和动物细胞衰老中发挥重要作用。

B细胞接触细菌多糖抗原时，会快速生成保护性抗体，这一过程被称作为2型T细胞非依赖性抗体反应。研究发现，这一机体防御反应依赖于内源性逆转录病毒。激活的B细胞中，内源性逆转录病毒表达RNA，随后在逆转录酶作用下转录为DNA。内源性逆转录病毒的RNA和DNA都可以被细胞内特定蛋白识别，其中识别病毒RNA的是维甲酸诱导基因-I（RIG-I），识别病毒DNA的是环鸟苷酸-腺苷酸合成酶（cGAS）。两种蛋白协同维持B细胞维持激活状态，促进细胞增殖和抗体生成。RIG-I是一个带CARD结构域的RNA helicase家族蛋白，近几年有很多研究阐述了它在抗病毒天然免疫中的作用，但同时也有很多报道RIG-I可以被一些炎症刺激或炎症相关细胞因子所诱导，并对下游信号产生影响。cGAS能识别细胞质中的DNA，并触发天然免疫信号系统，加强宿主的防御功能，增强炎症和自身免疫反应。

霍华德休斯医学研究所研究员Zhijian James Chen博士说，RIG-I或cGAS信号通路缺失动物2型T细胞非依赖性抗体反应下降，两条通路同时缺失动物该反应几乎完全消失。一些逆转录酶抑制剂也部分抑制这种反应。这些研究说明，病毒RNA和DNA信号在内源性逆转录病毒依赖的适应性免疫反应都发挥关键作用。

虽然内源性逆转录病毒DNA激活B细胞是T细胞非依赖性抗体反应发生的必要条件，因此应该是一种生理效应。众所周知，当人类3修复外切核酸酶（TREX1）基因突变时可发生自身免疫疾病Aicardi-Goutières综合征。TREX1酶可降解细胞质中逆转录病毒DNA。这说明体内存在这种反应的内在控制系统。

卡罗林斯卡学院微生物、肿瘤和细胞生物学系教授Gunilla Karlsson Hedestam说：“一旦逆转录病毒成为宿主生殖细胞的组成部分，它们会像基因组其他部分一样经受选择获得有益效应，它们能激活宿主免疫反应让宿主获益。”

最近关于这一领域的研究不断增加，上月就有学者发现抗爱滋病的核甘类逆转录酶抑制剂具有非常好的抗炎症效应，这种效应是通过阻断ATP的受体P2X7，从而减少下游炎症小体的激活，减少IL-1的产生，能对视网膜黄斑变性和肝脏炎症具有治疗作用。

原文检索：

M. Zeng, Z. Hu, X. Shi, X. Li, X. Zhan, X.-D. Li, J. Wang, J. H. Choi, K.-w. Wang, T. Purrington, M. Tang, M. Fina, R. J. DeBerardinis, E. M. Y. Moresco, G. Pedersen, G. M. McInerney, G. B. K. Hedestam, Z. J. Chen, B. Beutler. MAVS, cGAS, and endogenous retroviruses in T-independent B cell responses. Science, 2014; 346 (6216): 1486 DOI: 10.1126/science.346.6216.1486