抗病毒免疫分子IFITMs的研究進展

房長華 周福輝

（唐山市豐南區農牧局胥各莊動物防疫站，河北唐山 063300）

抗病毒免疫分子IFITMs的研究進展

房長華 周福輝

（唐山市豐南區農牧局胥各莊動物防疫站，河北唐山 063300）

干擾素誘導跨膜轉運蛋白是細胞內具有廣譜抗病毒作用的抑制因子。其屬于dispanin蛋白家族中的一個亞族并具有多種功能，其中其抗病毒功能是主要的研究熱點。由于IFITMs，尤其IFITM3，能抑制禽流感等病毒的早期復制因而近年來得到了廣泛的關注。目前研究發現，IFITMS主要通過核內體途徑阻止病毒的入侵，從而影響病毒的復制。然而，其具體的抗病毒機制還未完全闡釋清楚。本文就近年來IFITMs蛋白抗病毒功能的研究進展對其結構特征、細胞亞定位及其抗病毒機制等方面作一一綜述。

干擾素誘導跨膜轉運蛋白；抗病毒蛋白；核內體途徑

1 IFITMs的分類

IFITMs屬于真核動物和原核動物dispanin蛋白家族中的一個亞族。根據IFITMs序列的相似性和預測的功能，IFITMs被分為三類。第一類包括人類和小鼠的IFITM1、IFITM2和IFITM3以及小鼠的IFITM6和IFITM7分子。前三種蛋白最初分別被命名為9-27、1-8D和1-8U，在小鼠上又名fra-gilis2、fragilis3和fragilis。

2 IFITMs的抗病毒功能

IFITMs作為一種廣譜抗病毒分子，對多種病毒具有抑制作用。最初研究認為，IFITMs主要阻止具有囊膜蛋白的病毒的早期復制，例如SARS冠狀病毒和禽流感病毒。因為這些囊膜病毒需要通過核內體途徑才能將病毒核酸釋放到胞質并轉移到細胞核中，接著進行病毒核酸的復制和蛋白的合成，最終完成整個病毒的復制。而作為囊膜病毒的小鼠白血病病毒和仙臺病毒或許不需要進入酸性細胞器，而是直接通過與細胞膜融合的方式進入胞質，因此不受IFITMs對其復制的影響。最近研究發現，IFITM3同樣也抑制一種無囊膜的呼腸弧病毒，說明IFITMs不僅可以限制囊膜病毒的復制，同樣可以抑制參與核內體途徑的非囊膜病毒。

3 IFITMs的抗病毒機制

3.1 抑制病毒對宿主細胞的吸附

病毒吸附于細胞表面是病毒進行子代增殖的先決條件。在研究豬IFITM3對口蹄疫病毒（FMDV）的抑制作用時，在冰上分別用FMDV感染能穩定表達豬IFITM3或綠色熒光蛋白（對照）的BHK-21細胞，并放置于冰上1h，使病毒完成吸附于細胞表面但不進入細胞內的過程，然后用PBS洗脫下未吸附于細胞表面的病毒，最后用流式細胞術檢測吸附于細胞表面的病毒熒光量，發現穩定表達豬IFITM3的細胞表面病毒熒光量顯著低于對照組，說明豬IFITM3在一定程度上可以限制FMDV吸附細胞的能力。

3.2 改變核內體內部理化性質

Anafu等用pHrodo標簽（一種在pH＜5.0時熒光才能被激發并檢測到的熒光基團）標記人呼腸弧病毒，并用等量的帶有pHrodo標簽的病毒感染細胞，在不同時間點用流式細胞儀檢測熒光量，發現在同一時間點，穩定表達IFITM3的細胞熒光密度顯著低于對照組的熒光量。說明IFITM3可減緩病毒進入核內體的速率。同時，通過免疫印跡檢測發現，呼腸弧病毒感染細胞一段時間后，IFITM3可以通過降低核內體蛋白酶活性減慢蛋白酶對病毒核衣殼的分解速度來阻止病毒的入侵。猜想IFITM3可能改變核內體內部理化性質影響病毒的脫殼過程，使病毒在尚未完成膜融合進而核酸釋放入胞質前，先被溶酶體降解，從而達到抑制病毒入侵的過程。

3.3 阻止細胞膜半融合

病毒感染細胞后，一方面在細胞內大量增殖子代病毒；另一方面通過膜融合方式感染臨近正常細胞，達到擴散病毒的目的。Li等在研究IFITMs的抑制病毒作用時發現，IFITMs能有效抑制合胞體的形成，并發現這種抑制作用發生于細胞膜半融合過程而非完全融合過程中。在半融合狀態添加氯丙嗪（一種能促進半融合向完全融合轉化的化學物質），病毒感染受到IFITMs的抑制；而在半融合前添加油酸（一種能促進半融合的脂質），則促進了病毒感染細胞。通過進一步的研究發現，IFITMs是通過破壞磷脂雙分子排序、減緩膜的流動性來實現抑制細胞膜半融合進而控制病毒感染的。IFITMs雖然可以抑制細胞間的半融合，但并不能抑制病毒囊膜與核內體之間發生半融合。

3.4 擾亂細胞內膽固醇的平衡

脂質筏在多種病毒的入侵、組裝、出芽過程中發揮著重要作用。而膽固醇又是脂質筏膜的重要組成部分，因此細胞內膽固醇的平衡對病毒的復制至關重要。在細胞內，膽固醇的平衡受囊泡膜相關蛋白和氧留酮結合蛋白形成的復合體的調節。通過高量表達VAPA和基因敲除技術發現，IFITM3可以與VAPA相互作用而阻止了VAPA和OSBP復合體的形成，進而使含有病毒粒子的囊泡和核內體膜上集聚過量的膽固醇，最后阻止膜融合過程而達到抑制病毒入侵的目的。然而，有人持有與此不同的觀點，他們用另兩種能使膽固醇大量堆積于核內體膜的方法研究了核內體膜膽固醇的大量聚集與病毒膜融合的關系，并指出核內體膜上過量堆積的膽固醇并不是阻止病毒與核內體膜融合的直接因素。

4 展望

在研制抗病毒藥物的過程中，研究者更多的是關注病毒本身的理化性質與致病機理，而對宿主細胞和機體的免疫防御機制研究還不夠深入。由于病毒的變異性和廣泛的抗藥性，使得傳統藥物不能發揮很好的抗病毒效果。IFITMs作為一種廣譜抗病毒分子，或許可以為新型、高效抗病毒藥物的研制提供新的契機。

[1]何濤君，陸學東.細胞因子在抗病毒免疫中作用的研究進展[J].現代檢驗醫學雜志，2014，29（1）：28-31.