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[摘要] 脓毒症是机体对严重感染的全身反应，研究表明其易感性和临床转归与机体的遗传背景等多种因素有关。笔者对与脓毒症相关的Toll样受体基因多态性进行如下综述。 [关键词] Toll样受体；基因多态性；脓毒症
[中图分类号] R631 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2011）25-22-03
Study of Toll-like Receptor Gene Polymorphism in Sepsis
WANG Zhiyi SUN Laifang
Department of Emergency，the Second Affiliated Hospital of Wenzhou Medical College，Wenzhou 325000，China
[Abstract] Sepsis is defined as the systemic inflammatory response of the body to an infection. Numerous studies show that the susceptibility and clinical outcome of sepsis associated with the different genetic background. This review summarizes the research on relationship between the sepsis and Toll-like receptor gene polymorphisms.
[Key words] Toll-like receptors；Gene polymorphisms；Sepsis
脓毒症是感染引起的全身性炎症反应综合征，是创伤、烧伤、术后感染和危重病的常见并发症，可进一步发展成严重脓毒血症、脓毒性休克和器官功能障碍综合征，甚至死亡。流行病学调查显示[1]，脓毒症的发病率和死亡率随年龄的增长而增加，且黑人脓毒症易感性比白人高，死亡率也明显高于其他人种，可见机体的遗传因素对脓毒症的易感性和临床转归具有重要的作用。为进一步证实遗传因素对脓毒症的作用，2001年国际脓毒症定义会议建议将遗传背景因素作为脓毒症病因的重要组成部分进行研究。近年来，国内外对脓毒症的基础与临床研究十分重视，大量研究表明Toll样受体（Toll-like receptors，TLRs）与脓毒症的发病机制有关[2]。本文就脓毒症与TLRs基因多态性研究作如下综述。
1Toll样受体
TLRs是参与非特异性免疫的一类重要蛋白质分子。1980年，Nusslein-Volhard等在研究果蝇胚胎发育过程中发现一个决定果蝇的背腹侧分化的基因，将其命名为Toll基因。目前，在人类中已经发现的TLRs家族成员有11个，根据染色体的位置、基因结构和氨基酸序列，可分为5个亚科，即TLR2（包括TLR1、TLR2、TLR6和TLR10）、TLR3、TLR4、TLR5和TLR9（包括TLR7、TLR8和TLR9）。TLRs结构包括胞外富含亮氨酸的重复序列（LRR），跨膜区，胞内Toll/IL-1受体结构域。TLRs介导的信号途径包括激活NF-κB、MAP激酶、干扰素调节因子（interferon regulatory factors，IRFs），从而释放细胞因子、化学增活素、干扰素与免疫球蛋白，在宿主防御免疫反应方面起着重要作用。1997年，Medzhitov等报道了与果蝇同源性的人类Toll，当其过多表达时可活化NF-κB，并诱发刺激分子表达[3]。
2TLRs基因多态性与脓毒症
基因多态性是指在一个遗传座位上具有一个以上的等位基因，且各个等位基因在群体中的出现频率皆高于1％，是人体对疾病易感性与耐受性、临床表型多样性及药物治疗反应差异性的重要因素。研究发现TLRs、肿瘤坏死因子TNF等炎症因子、丝裂原活化抑制因子（PAI-1）、人白细胞抗原（HLA）和热休克蛋白（HSP-70）等基因多态性均与脓毒症有关。目前，研究较多的是TLRs基因多态性。
2.1 TLR4基因多态性与脓毒症
Poltorak等[4]和Qureshi等[5]用遗传学方法发现，携带C3H/HeJ和C57BL/lOScCr基因的两株小鼠表现为对脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）高度耐受性和对革兰阴性菌感染高度易感性。前者为TLR4基因第3外显子的错义突变致TLR4基因编码产物多肽链第712位上的脯氨酸被组氨酸所取代，后者为TLR4基因存在无义突变。这种基因突变或多态性解释了同种个体间对脓毒症易感性的差异和不同种属对部分脂多糖结构反应不同，表明TLR4基因是调节LPS反应的关键。单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）研究是最常见的基因组学研究方法。目前对TLR4的SNP研究主要集中在Asp299Gly（299位天门冬氨酸与甘氨酸的置换）和Try399Ile（399位苏氨酸与异亮氨酸的置换）2个位点的突变。Arbour等[6]通过转染Th.1细胞发现Asp299Gly位点的突变可干扰TLR4介导的LPS信号转导通路，降低呼吸道上皮细胞对人LPS的刺激反应性。Agnese等[7]研究表明Asp299Gly/Thr399Ile突变可是使革兰氏阴性菌感染发生率明显升高。Lorenz等[8]发现单纯Asp299Gly多态性只存在于感染性休克患者中，且有等位基因TLR4 Asp299Gly/Thr399Ile的患者易发生革兰阴性菌感染。Barber RC等[9]研究发现，烧伤患者TLR4的Asp299Gly突变可增加其发生严重脓毒症的危险性。Shalhub等[10]认为TLR4基因的突变与创伤后脓毒症的严重性相关，并认为这种相关性可能不仅是由Asp299Gly单核甘酸多态性引起的，也可能与TLR4其他位点的突变协同导致。
以上研究表明TLR4基因多态性与脓毒症的发生、发展有密切关系，但也有不少研究得出阴性结果。Jessen等[11]研究显示，TLR4的基因多态性与革兰氏阴性菌引起的脓毒症无明显相关性。Feterowski等[12]对多种微生物感染引起的术后脓毒症进行研究，结果显示脓毒症的发生率及死亡率与TLR4位点的突变无相关性。Kumpf[13]，Taudoff[14]等认为Asp299Gly与Thr399Ile的突变与脓毒症细胞因子的变化无明显相关性。国内学者也有类似报道[15]，单小鸥等[16]研究发现TLR4基因（Asp299Giy、Thr399Ile）多态性与温州地区汉族儿童脓毒症易感性无明显相关性。因此，TLR4基因多态性与脓毒症相关性及参与因素的影响仍有待进一步研究。
2.2TLR2基因多态性与脓毒症
TLR2是TLRs家族中的主要成员之一，是宿主防御细菌、真菌及病毒感染的识别受体。目前已发现TLT-2基因存在两种多态性：Arg753Gln（TLR-2-Ⅰ）和Arg677Trp（TLR-2-Ⅱ）。前者与脓毒症的发生有关，后者与瘤型麻风的发生有关[17]。研究表明，TLR2基因敲除小鼠对金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌的易感性明显增强，对螺旋体的易感性也较野生型的高[18]。Lorenz等[19]对91例脓毒症休克患者进行TLR2基因分析，发现2例患者具有Arg753Gln多态性，且都伴有金黄色葡萄球菌感染。Thuong等[20]对358名越南结核患者研究发现，TLR2基因多态性与肺结核和结核性脑膜炎的易感性有关。以上研究表明，TLR2基因的变异可能增强机体对致死性细菌的易感性。而Moore CE等[21]对420例金黄色葡萄球菌感染患者进行研究，结果显示TLR2的Ar9753Gln基因多态性与机体对金黄色葡萄球菌的易感性和严重程度不相关。宋振举等[22]研究也显示，TLR2基因多态性与中国汉族人群的重症社区获得性肺炎易感性和预后无明显相关性。因此，TLR2基因多态性与脓毒症的确切关系尚需进一步的研究证实。
2.3TLR5基因多态性与脓毒症
TLR5在细菌鞭毛诱导的炎性反应中起核心作用。Lissauer等[23]研究表明，脓毒症患者TLR5的表达较正常人群显著增高。TLR5基因内存在3个频率较高的编码性单核苷酸多态性位点。其中两个错义多态性位点�592N（rs2072493）和L616F（rs5744174）位于TLR5的胞外区，为引起氨基酸发生改变的SNP位点。另一个多态性位点R392X（rs5744168）是无义突变，可引起11LR5的跨膜结构域和胞内部分的完全缺失，该位点与发生军团菌引起的肺炎的高风险相关[24]。以上研究表明LR5很可能是脓毒血症的易感基因，其遗传学变异可能会影响TLR5的功能。而王志富等[25]对中国255例脓毒症患者和260例对照个体的3个cSNP（rs5744168，ra5744174和rs2072493）进行研究，结果显示以上3个导致氨基酸发生改变的SNP位点与脓毒血症的易感性和严重程度无显著关联，但不排除其它未进行研究的TLR5基因多态性可能会影响脓毒血症的发生、发展和转归。
2.4Toll样受体基因多态性的种族差异对脓毒症的影响
在TLRs基因多态性与炎性应答损伤的遗传易感性研究中，不同种族及地区的研究结果往往不同。通过对比中国汉族与其他种族TLR4基因的Asp299GIy、Thr399Ile和TLR2基因的Ar9753Glu、Ar9677Trp多态性分布，发现不同种族及地区人群的等位基因频率及基因型频率的分布有差异。吕欣等[26]检测了健康汉族人群及缺血性卒中患者DNA样本，未发现Asp299Gly和Thr399Ile基因多态性。Hang等[27]也认为TLR4基因编码区Asp299Gly和Thr399Ile基因多态性在中国人群中非常罕见。其他类似研究也表明中国浙江汉族人[28]、中国湖北汉族人[29]与日本人的等位基因频率及基因型频率相似，均未检测到TLR4基因Asp299Gly、TLR2基因Ar9753Glu和Ar9677Trp的突变位点，而德国人TLR4基因的Asp299Gly突变频率5.6％、Ar9753Glu突变频率9.4％，西班牙人Ar9753Glu突变频率1％[30]，突尼斯人Ar9677Trp为31％[31]。lorenz等[8]、Agnese DM等[32]、Read等[33]分别调查了73例美国人、39例美国人、879例英国人和80例苏格兰人（均为健康白种人），发现Asp299Gly携带者的比例分别为13％，11％，10.5％，10％。据Smirnoval等[34]统计，欧洲人种多为Asp299Gly/Thr399Ile单倍型，Asp299Gly单倍型在非洲人中出现频率更高，在亚洲人中这2种突变均极为罕见，也证实了大部分研究中出现这2处基因突变的人群都为白种人或非洲人。
3结语
尽管有大量研究表明Toll样受体基因多态性与脓毒症的发生、发展有关，但仍需进一步研究证实。通过不同遗传背景人群的研究，可以初步推测我国汉族人群中TLR4基因多态性Asp299Gly携带者的比例较西方白种人低。TLRs基因多态性的种族差异研究使我们认识到遗传背景的不同可能会影响其基因多态性在感染性疾病发病中的作用。为脓毒血症临床诊疗提供新的思路、方法和途径。
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（收稿日期：2011-05-17）
