从外围到中心：先天免疫的50年进展

“先天”一词被定义为与生俱来的东西，但在免疫的背景下， 它被用来表示免疫系统中从生物体生命开始就存在的部分，并且在感染过程中不会经历基因重排。从历史上看，这与“适应性免疫”一词形成对比，适应性免疫涉及由专门的免疫细胞进行的过程，这些细胞确实经历了基因重排，以“适应”并解决对身体的威胁，即淋巴细胞。在适应性免疫中，免疫系统通过允许被称为B细胞和T细胞的淋巴细胞克隆扩增来应对入侵的病原体，这样在感染后就会有更多的淋巴细胞存在。这也是疫苗的工作原理，通过控制和安全的方式驱动抗原特异性T细胞和B 细胞的扩增，使免疫系统在以后发生感染时做好快速反应的准备。“免疫”一词本身就是指这种适应能力，来自拉丁语 “immunis”，意思是“免除”进一步感染。我们现在知道，人体对病原体的防御，除了淋巴细胞外， 还涉及到许多细胞和因子，这些通常被归为“先天免疫”一词。然而，所谓的先天过程可以在骨髓细胞中产生一种独特的记忆， 这种记忆在很大程度上是表观遗传的。1这被称为“训练免疫”， 以区分髓细胞记忆和真正的淋巴细胞记忆(见框1)。这要求我们认识到，所有的白细胞，通常被称为白细胞，在免疫反应中发挥作用，淋巴细胞进行适应性免疫，髓细胞进行先天免疫。看似过于简化的术语反映了这样一个事实，即早在1974年，先天免疫的组成部分似乎很粗糙，也没有专业化。与抗体和随后的T细胞受体逐渐显现出的特异性不同，先天免疫因子的保护作用要广泛得多，并不只针对一种病原体或抗原。它们涉及到粘膜部位皮肤和上皮的屏障功能(阻止许多类型的微生物穿透组织)， 以及粘液等物质来捕获入侵生物体，液体中的溶菌酶来分解细菌，以及胃酸。在20世纪70年代，人们关注的先天免疫中最复杂的成分是补体，这是一系列蛋白质被激活，以响应细菌RIA或抗原/抗体复合物，从而导致细菌的裂解。

虽然补体的起源可以追溯到先天免疫领域的最初阶段，但近年来人们对补体的兴趣又重新燃起。补体系统有三种不同的 途径:经典途径、替代途径和凝集素途径。补体系统的组成部分由肝脏产生，参与血源性病原体的检测、炎症的激活和清除。最近，对所谓“复合体”的描述，又把人们的目光重新放在了补体系统的基本功能上。复合物体代表了补体系统的细胞内成分，这些成分基本上参与免疫系统细胞内的所有生理过程，包括代谢、细胞存活和基因调控。例如，单核细胞和巨噬细胞中细胞内C3和C5的表达参与了白细胞介素(IL)-1b的产生。就在过去的一年里，《细胞》杂志上 发表了两项研究，为这一系统提供了新的见解。Desai等人的第一项研究展示了补体的C5a成分在真菌感染期间的驱动吞噬细胞存活和效应功能发挥关键作用。Wu等人的第二项研究表明补体是肠道健康的关键调节因子。他们表明，肠道细胞局部产生补体成分C3，在保护共生微生物和确保健康肠道的同时，提供对入侵微生物的保护。补体系统是在一个多世纪前被发现的，我们仍然只了解它的调节特性。

回到先天免疫研究的早期，对炎症感兴趣的生物学家 就开始揭示补体系统之外的其他复杂成分和过程。中性粒细胞在宿主防御中的作用已经被定义，包括描述了由烟胺腺嘌呤二酰磷酸(NADPH)氧化酶驱动的呼吸爆发，导致杀菌过氧化氢的产生。从20世纪80年代开始，大量被称为细胞因子的细胞间信使分子被描述，包括促炎细胞因子IL-1和 肿瘤坏死因子(TNF)，它们被证明可以通过核因子(NF)- kB等转录因子驱动靶细胞中炎症基因表达的显著增加。细胞因子被证明可以诱导和控制比如发烧和血管舒张等生理过程，以及白细胞粘附和迁移等过程。细胞因子的名称通常是描述性的，IL中inter为“”between“，leukin 指leukocyte，然后后面跟着一个数字来指定每个信使。趋化因子是一种吸引免疫细胞到感染部位的趋化性细胞因子，也以类似的标准化和编号方式命名。重要的是，细胞因子被发现是从巨噬细胞和树突状细胞等先天免疫细胞到适应性细胞的关键环节，来自骨髓细胞的信息驱动特定T细胞亚群的分化和抗病原体效应功能。

真正的“先天免疫革命”始于1989年左右，当时Charles Janewa假设存在她所谓的“模式识别受体”(PRRs)，将其定义为识别“病原体相关分子模式”(PAMPs)的受体蛋白，本质上是一种系统，通过该系统，宿主生物的蛋白可以检测到通常不存在的分子类别，从而表明感染。PRR和PAMP这两个术语现在已经被牢牢地嵌入到免疫学词典中，它们指的是各种各样的宿主受体和病原体相关因子(见表1)。在他1989年写的文章中，Janewa使用 了“approaching the asymptote”这个短语，他在文中说，如果免疫学家只关注适应性免疫，他们对免疫系统的了解将达到渐近线或极限。这在某种程度上成为了免疫学家的战斗口号，他们中的许多人进入了先天免疫领域，寻找PRRs及其可能的工作原理。Janewa还说，免疫学家不知道佐剂是如何起作 用的，这是疫苗产生效果所需的“dirty little secret”。几十年来，人们都知道，简单地向动物体内注射一种抗原蛋白来产生抗体，并不会引发强烈的免疫反应。像完全的弗氏佐剂(石蜡油中的热杀分枝杆菌)或明矾(氢氧化铝)这样的东西需要与抗原结合才能产生强烈的反应，没有人知道为什么。PRRs和PAMPs的鉴定开始阐明佐剂中的微生物成分如何刺激免疫反应。但是明矾等非微生物佐剂是如何产生类似效果的呢?

表1. 模式体识别受体家族

答案涉及先天免疫学先驱Polly Matzinger提出的观点，她认为免疫系统实际反应的是危险。这是对传统观点的一种革命性的、有点争议的背离，传统观点认为，免疫系统的存在完全是为了区分“自我”和“非自 我”。事实证明，PRR是一种危险传感器，其“危险”是以微生物产物(即PAMPs)或受损组织的产物的形式存在的，炎症生物学家已经研究了几十年。这些被称为危险/损伤相关分子模式(DAMPs)，今天PAMPs,DAMPs和其他类似的分子类别作为先天免疫受体的配体代表了免疫的核心概念。

因此，到20世纪90年代，随着对多种PRRs的描述，免疫学领域取得了重大进展，从Toll样受体(TLRs)开始，这又导致了NOD样受体(NLRs), C型凝集素受体(CLRs)， RIG-I样受体(RLR)，AIM2样受体(ALRs)，和环GMP-AMP (cGAMP)合成酶的发现(cGAS) (图1和2)。其中一些被证明可以驱动针对细菌、病毒、真菌和寄生虫的多种抗菌过程，包括促进髓细胞向淋巴细胞的抗原呈递的所有重要过程，从而提供免疫反应的“非特 异性”和“特异性”分支之间的联系。

虽然这些信号级联的短暂激活对于预防感染至关重要，但这些途径的任何持续激活都可能是有害的，并与自身免疫和自身炎症有关。在了解免疫学分子和细胞参与者方面取得的进展反过来又导致了实质性的临床进展，特别是在一系列自身免疫性和自身炎症性疾病的细胞因子靶向方面，数百万患者受益于常见疾病，如类风湿关节炎，炎症性肠病，牛皮癣和特应性皮。

在这篇综述中，我们描述了过去50年来发现的先天免疫的主要特征。许多开创性的研究发表在《细胞》杂志上。我们还推测， 这些过程的靶向性是否会导致进一步的治疗进展。在很多方面， 这个领域是仍处于起步阶段，对于这些通路内调控的复杂性，尤其是表观遗传调控，我们还有很多需要学习的地方。对先天免疫至关重要的额外成分可能还没有被发现，我们还没有调节先天免疫的力量来开发疫苗和更有效的治疗感染性和自身免疫性疾病的方法。

图1. 过去50年先天免疫的重大发现

在这里，我们概述了几十年来先天免疫的主要发现。它从1973年树突状细胞的发现开始，通过克隆细胞因子(TNF)的关键事件;受体(tlr, in- flammasome和cGAS)的鉴定，以及作用机制，最终开发出靶向这些通路的药物(NLRP3抑制剂)。

TLR是1型跨膜糖蛋白，其结构特征是配体结合所需的胞外富亮氨酸重复序列(LRR)基元和下游信号传递所需的胞内细胞质Toll-IL-1受体(IL-1R)抵抗(TIR)同源结构域。迄今为止，在人类基因组中鉴定出10个TLR (TLR1-10)，在小鼠基因组中鉴定出13个(TLR1- 13)，但是TLR10在小鼠中无功能因其序列中存在停止密码子。每个TLR由唯一的PAMP触发，如表1所示。TLRs1、2、4和5 定位于细胞表面，而TLR3、7、8和9都在细胞内区室中发现，它们都在核酸传感中起作用。

为了开始描述这一受体家族在人类和小鼠中的发现，我们首先要覆盖早期研究IL-1R1型(IL-1R1)和在果蝇果蝇中首次发现Toll蛋白。20世纪80年代，许多实验室描述了多效性促炎细胞因子IL-1的功能，它是T细胞活化的关键调节剂，除了急性期反应外，还能诱导发烧，急性期反应涉及肝脏中c反应蛋白等蛋白质的诱导。编码IL-1受体的基因IL-1R1于1988年首次被克隆，但奇怪的是，预测的序列不包含任何可识别的基序来表明其作用机制。直到1991年，黑腹龙脑中的Toll蛋白被证明具有与IL-1R同源的细胞质结构域(现在称为TIR结构域)。最早发现Toll蛋白参与果蝇的背腹极性。有趣的是，随着时间的推移，我们发现了一种模式，即蛋白质具有“双重作用”，除了在免疫系统内的过程之外，还可以在发育过程中发挥关键作用，至少在果蝇a中是这样。果蝇Toll受体结合到配体Spatzle上， 通过一种叫做Tube的适配蛋白发出信号，导致激酶Pelle的激活和NF-kB转录因子家族成员Dorsal的随后激活，后者被Cactus蛋白抑制。与此同时，1994年，芭芭拉·贝克 (Barbara Baker)和同事们报道了烟草植物中的N蛋白，这种蛋白赋予了烟草花叶病毒抗性。芭芭拉·贝克(Barbara Baker) 命名了“TIR”域这一术语，与Toll、IL-1R1、和N蛋白（一种抗病蛋白）同源。

生物信息学分析揭示了更多具有TIR结构域的哺乳动物蛋白，从而描述了TLR家族，它们都具有TIR结构域，但与具有免疫球蛋白结构域的IL-1R1不同，它们具有LRRs。TLR4是第一个被鉴定为Toll的哺乳动物同源物。Medzhitov 等人首次证明了一种活性形式的TLR4能够诱导共刺激分子 B7 (CD80簇)的表达，这是一项重要的发现，因为它提供了先天免疫受体激活T细胞的联系。在这项工作之后，遗传小鼠模型鉴定出TLR4是负责革兰氏阴性细菌产物和脓毒症脂多糖(LPS)驱动因子的关键受体。在20世纪60年代，在杰克逊实验室的C3H/HeJ小鼠群体中发生了一种自发突变，使小鼠对LPS毒性具有抗性。Beutler实验室的工作是将错义突变追溯到TLR4基因(以前称为Lpsd基因)的外显子。Jules Hoffmann)和Bruce Beutler分别因发现Toll是果蝇的先天传感器和TLR4是小鼠 LPS的受体而获得2011年诺贝尔医学奖。1999年，Akira 实验室开发了TLR4缺陷或敲除(KO)小鼠，并显示它们对LPS没有反应，再次证实TLR4确实是LPS的信号受体。然而，LPS致死性的一个重要方面是发现LPS可以诱导 caspase-11，并通过caspase-1促进一种称为焦亡的细胞死亡。LPS随后被证明结合caspase-11并激活这一过程，这实际上是LPS致死性的关键。重要的是低剂量的polyI:C能够绕过TLR4对小鼠LPS致死的要求。因 此，TLR4在小鼠致死方面的主要作用是诱导caspase-11, caspase-11介导LPS的作用。

TLR家族成员通过相似的交叉通路发出信号，因为TLR4代表了研究的最好的家族成员，所以它将是我们在这里的重点。TLR4由细胞外N端LRR序列和位于细胞膜内的TIR信号域组成，是下游信号级联的平台。它不是单独识别LPS，而是与许多共受体一起工作，包括脂多糖结合蛋白(LBP)，它以胶束形式与LPS结合，使另一个共受体CD14相互作用。CD14对LPS的敏感性提高了1000倍，并在细胞表面与MD2和TLR4形成复合物。LPS中的6个脂质链中有5个埋在MD2的疏水袋中，后者将二聚体连接在一起形成“m”结构，Park等人在 2009年通过晶体学解决了这个问题，这些构象变化一旦LP结合就会启动细胞内的下游信号级联。TLR4具有所有TLR中最复杂的下游信号，因为它具有与多种适配蛋白相互作用的能力。在1997年，髓样分化初级反应 蛋白88 (MyD88)被证明在IL-1R1下游发出信号以激活NF-kB。它有一个TIR域和信号通过与TLR中的TIR结构域的同型相互作用。在TLR4信号的情况下，MyD88与适配蛋白MyD88适配器样(MAL;也称为含TIR结构域蛋白，TIRAP)驱动NF-kB。MyD88还包含一个死亡结构域，介导其与IL - LR活化激酶4 (IRAK4)的相互作用，然后通过自磷酸化激活IRAK1和2。TNF 受体相关因子6 (TRAF6)是一种募集到复合物上的泛素连接酶，启动K63泛素链的形成，形成募集转化生长因子 (TGF) b活化激酶1 (TAK1)和TAK结合蛋白(TAB2和3)的支架。接下来，B细胞抑制剂中kappa轻多肽基因增强子的核因子，alpha（IkBa)激酶复合物通过磷酸化被激活，并经历k48相关的泛素化和降解，释放NF-kB转移到细胞核并激活促炎基因。虽然大多数TLR使用类似的myd88依赖性信号通路， 但TLR4的独特之处在于，它还与适配器蛋白TIR结构域的适配器诱导干扰素(IFN)-b (TRIF)和TRIF相关的适配器分子平行参与(TRAM). 下游信号包括TRAF3，它招募核因子κ-B激酶亚基epsilon-IKKε/Tank结合激酶(TBK1)抑制剂，然后磷酸化并激活IFN调节因子3(IRF3)。这反过来又移动到细胞核，在那里它诱导抗病毒蛋白的产生，包括I型IFNs. 这些在适配蛋白接合下游形成的高阶复合物有时被称为 “Myddosome”和“Triffosome”复合物，它们作为超分子组织中心(SMOCs)，促进这些信号传导事件。虽然 MyD88信号发生在质膜上，但三体的激活需要受体复合物的内吞作用，然后从细胞的内膜室激活。

TLR4的激活已被证明能在巨噬细胞中驱动深度的代谢变化，增强糖酵解并促进所谓的“Warburg效应”，这意味着向有氧糖酵解的转变和线粒体代谢的变化。这对于巨噬细胞对LPS的反应至关重要，因为抑制糖酵解会减少关键的促炎细胞因子IL-1b的产生。这个过程需要糖酵解酶丙酮酸激酶同工酶M2 (PKM2)的二聚化，PKM2易位到细胞核，促进HIF-1α依赖基因的表达，包括糖酵解中编码酶的基因，以及IL-1b本身。随着Krebs循环中间体琥珀酸盐的积累，LPS激活的巨噬细胞发生了深度的代谢重排。这反过来又被证明被Krebs循环酶-琥珀酸脱氢酶 (SDH)氧化，导致线粒体中复合体I的反向电子传输，驱动活性氧(ROS)的产生，并进一步促进缺氧诱导因子1α (HIF-1a)的激活。LPS也被证明通过抑制Krebs循环酶富马酸水合酶来增加富马酸的产生。这通过增加线粒体膜电位扰乱线粒体，导致线粒体双链RNA (dsRNA)的释放，这 被RNA传感器视黄酸诱导基因i (RIG-I)和黑色素瘤检测到分化相关蛋白5 (MDA-5)，促进IFN-b的表达。最后，LPS 也被证明可以增加由IRG-1基因编码的乌头酸脱羧酶-1的表达。这将乌头碱转化为伊塔可酸盐，它具有广泛的抗炎作用，可以限制炎症性巨噬细胞。这些研究为免疫代谢领域做出了贡献，该领域从2013年开始正式兴起。对于先天免疫中免疫代谢的复杂性，还需要进一步的研究。大量的代谢物都在动态变化，我们只是在努力确定它们在调节免疫细胞效应功能 中的作用的开始。所有这些发现都发生在大约20年的时间里，是分子免疫学的一次胜利。当我们中的许多人在考虑TLR的复杂性时 还在抓耳挠腮的时候，其他的PRRs进入了我们的视野，并进一步拓宽了视野。

图2. 分子模式通过不同的感应途径诱导多种细胞反应

TLR信号传导:质膜结合或内体细胞定位的TLR信号通过位于细胞质中的接头和激酶驱动炎症 细胞因子和1型干扰素(IFN)反应。

炎性小体:炎性小体是在细胞质中响应微生物配体或宿主危险信号而形成的多蛋白复合物。激 活导致caspase-1活性，裂解，释放IL-1b或 IL-18。

核酸感应:DNA被细胞质内的cGAS识 别， 导致第二信使cGAMP的产生，该信使通过STING信号诱导1型 IFN。RNA被 RIG-1或MDA-5感 知，诱导I型IFN。

非编码调控:包括lncRNAs、tRNA片段、miRNAs和circRNAs在内的许多非 编码 RNA家族已经成为转录、剪接和翻译等生物过程的关键调控因子，这些过程可以影响免疫。

先天免疫的另一个可能出乎意料的发展是DNA传感器的发现，它可以激发先天免疫。因此，DNA不仅是生命的信息分子，而且是免疫和炎症的关键驱动因素，特别是如果它出现在细胞核外的错误位置时。或者，用先天免疫领域的核心人物Vishva Dixit的话来说，如果它“breached the sanctity of the cytosol”。事实上，早在1928年，甚至在脱氧核糖核酸被证明是遗传物质之前，科学家Frederick Griffith就提出了一个著名的“转化原理”，即激活免疫系统，后来被证明是脱氧核糖核酸。我们对自己的DNA没有反应的原因是它被包裹在细胞核或线粒体的 保护壁内，因此对PRRs是隐藏的。我们现在知道这个过程是容易出错的，并且自体DNA逃逸到细胞质中与系统性红斑狼疮(SLE)等自体免疫疾病有关。从2000年代中期开始，有一个主要的推动力，以确定参与细胞质内DNA直接感知的主要参与者。定位于内体的TLR9被证明是细菌中常见的CpG DNA的受体。在黑色素瘤2中缺失(AIM2) 被鉴定为一种DNA传感器，能够直接结合DNA并诱导炎症小体的形成，导致IL-1和IL-18的释放。然而，关于 DNA如何被感知导致1型IFN的产生，人们知之甚少。许多潜在的DNA受体都发挥了一定的作用，包括IFI16、DEAD-box helicases和 HNRNPA2B1。从早期的研究中，很明显STING在这一途径中发挥了关键作用，起初，它不仅被认为是适配器，而且可能是直接的传感器。然而，随着环状二核苷酸的发现以及干扰素基因的适配器刺激因子(STING)在调控这一途径中的重要作用，该领域取得了迅速进展。

cGAS是一种细胞质DNA传感器，通过产生第二信使 cGAMP激活I型IFN。cGAS在生理条件下以 自抑制状态存在于细胞质中。一旦cGAS与DNA结合，它就会发生构象变化，导致细胞中储存的ATP和ATP产生 cGAMP三磷酸鸟苷。cGAMP然后作为第二个信使结合和激活 STING。已知STING结合并响应细菌第二信使，但cGAMP 是宿主衍生的第二信使激活该途径的第一个例子。STIN G激活TBK1激酶，TBK1磷酸化转录因子IRF3，导致其易位到细胞核，随后激活1型IFN。STING还可以激活NF-kB， 导致促炎细胞因子的产生。

细胞质内识别RNA的主要受体是RIG-I和MDA-5(图2; 表1)。这些细胞质局部化的受体分别在单链RNA (ssRNA) 和dsRNA的识别中起重要作用。有趣的是，我们自己的RNA含有修饰，包括腺苷到肌苷的变化(A到I编辑)，这有助于保护我们自己的RNA不激活这些受体。这些受体 在抵御病毒RNA感染(包括流感、肝炎和西尼罗河病毒)方 面发挥关键作用。RIG-I可以识别RNA 中的关键结构，包括5’ppp-，而MDA-5则倾向于长 dsRNA。当受体被激活时，它们会导致I型IFN的强烈诱导 (图2)。

对于许多免疫学家来说，先天免疫最重要的特征是它如何促进适应性免疫，而这种联系的发现可能是过去50年来免疫学中最重要的发现。2011年诺贝尔医学奖的下半部分颁给了Dr. Ralph Steinman，以表彰他在几乎整整50年前发现了树突状细胞。树突状细胞(DC)通常被称为专业的抗原呈递细胞，因为它们有助于从全身的组织部位捕获抗原，并将其呈递给免疫系统淋巴结内的T细胞。树突状细胞存在于外周，表达高水平的先天免疫PRRs。一旦被激活， 树突状细胞就会经历成熟过程，包括促炎细胞因子、迁移 趋化因子受体的表达增加，以及与T细胞相互作用并激活下游适应性免疫反应的表面蛋白的上调。当来自MyD88缺陷小鼠的DC未能成熟时，TLR信号通路在DC成熟中的关键作用得到了证实。没有大多数TLR使用的关键适配蛋白，只有通过TLR4下游的TRIF适配刺激才能激活DC的抗原呈递活性。此外，来自MyD88缺陷小鼠的早期工作特别强调 了TLR信号通路对驱动炎症T细胞反应的重要性，因为较少的炎症T细胞亚型和B细胞在缺乏大量TLR信号传导的情况下保留了大部分功能。树突状细胞不是一种单细胞类型，在过去的几年里，许多DC亚型已经被发掘，包括那些位于每个器官内的组织。DC与细胞毒性T细胞(CTL)结合，去除病毒病原体和肿瘤。细胞内的病原体和原生动物由CTL和Th1(1型)处理亚型)的T细胞，而Th17(3型亚群)细胞在控制细胞外病原体中发挥关键作用。为了更深入地讨论DC和适应性免疫，建议您参考以下综述:

Iwasaki, A., and Medzhitov, R. (2015). Control of adaptive immunity by the innate immune system. Nat. Immunol. 16, 343–353. https://doi.org/ 10.1038/ni.3123

Collin, M., and Bigley, V. (2018). Human dendritic cell subsets: an update. Immunology 154, 3–20. https://doi.org/10.1111/imm.12888

先天淋巴细胞家族的成员最早在20世纪70年代中期被描述，但今天使用的命名法直到2013年才被提出。先天淋巴样细胞(Innate lymphoid cells, ILCs)在先天免疫反应的调控中起关键作用。ILCs作为T细胞的先天对应物，这些细胞的功能亚型似乎反映了T细胞的功能亚型，但没有抗原特异性T细胞受体。ILC家族的创始成员，自然杀伤(NK)细胞，作用类似于CD8 CTL，而ILC1是Th1样，ILC2是Th2样，ILC3类似于3型应答T细胞亚型(TH17, TH22)。NK细胞于1975年首次被命名，并被证明在早期对病毒感染的反应中很重要。ILC通常在粘膜组织中起作用，它们通常以低数量存在，参与炎症的激活、组织重塑、代谢控制和对适应性免疫反应的影响。为了深入回顾ILC文献，推荐以下综述:

Spits, H., Artis, D., Colonna, M., Diefenbach, A., Di Santo, J.P., Eberl, G., Koyasu, S., Locksley, R.M., McKenzie, A.N.J., Mebius, R.E., et al. (2013). Innate lymphoid cells —a proposal for uniform nomenclature. Nat. Rev. Immunol. 13, 145–149. https://doi.org/10.1038/nri3365.

Vivier, E., Artis, D., Colonna, M., Diefenbach, A., Di Santo, J.P., Eberl, G., Koyasu, S., Locksley, R.M., McKenzie, A.N.J., Mebius, R.E., et al. (2018). Innate lymphoid cells: 10 years on. Cell 174, 1054–1066. https://doi.org/10.1016/ j.cell.2018.07.017.

表2. 先天免疫的负调节因子

A20(也称为TNFAIP3)是一种普遍表达的泛素修饰蛋白，它本身是NF-kB信号传导的下游诱导蛋白。A20的独特之处在于它可以增加或去除泛素链。A20除抑制细胞死亡外，还负向调节NF-kB信号。通过A20缺陷小鼠，发现A20是维持体内稳态的关键成分。虽然这些小鼠是按照预期的孟德尔比率出生的，但由于多器官炎症，它们在出生后很快死亡，而信号失调的主要原因似乎来自TLR途径。A20与许多炎症性疾病(如SLE)密 切相关，这是由于该基因中发现的单核苷酸多态性(SNP)。A20也被认为是一种肿瘤抑制因子，因为SNP与淋巴瘤有关。

先天免疫信号通路的许多分支都是通过泛素化过程来控制的。特异的泛素化标记决定蛋白质是否被移除或激活。赖氨酸48 (K48)连接的泛素链标记蛋白质通过蛋白酶体降解，而赖氨酸63 (K63)连接的泛素链作为下游信号传导的激活支架。A20通过k63连接蛋白的去泛素化介导TLR 190和NOD 191 信号通路的负调控，也被证明可以控制NLRP3炎症小体。

尽管先天免疫信号的早期工作主要集中在蛋白质级联和细胞表型上，但下一代测序的发展已经打开了具有明显调节功能的RNA转录本的潘多拉盒子。人类基因组的大部分都是活跃转录的，但一个重要的问题是:不编码蛋白质的RNA 转录物中有多少是功能相关的?关于非编码RNA在先天免疫中的作用，最先进的研究领域是microRNA的研究。MicroRNAs (miRNAs)最早于20世纪90年代初被发现，及其在先天免疫系统中的特定作用是在21世纪后期出现的， miR155和miR146a被认为是NF-kB的调控因子. miRNAs属于是小RNA(长度为23个核苷酸)，主要由RNA聚合酶II转录，少数是RNA聚合酶III转录物。它们可以作为独立基因进行编码，也可以从蛋白编码基因的内含子中出现。初级转录物被转录，然后在细胞核内加工，然后输出到细胞质， 在那里它被Dicer切割形成双工。然后将一条RNA链装载到 RNA诱导沉默复合体(RISC)上，然后将复合体引导到3’非翻译区或靶mRNA，导致靶蛋白的抑制。

miR155和miR146代表了先天免疫系统中两种最具特征的miRNAs，有证据表明它们甚至可以相互抵消。miR155和 miR146在TLR配体的炎症激活或感染后都是高度诱导的。miR155是促炎的，靶向负调节因子SHIP1和SOCS-1，而 miR146是抗炎的，靶向TRAF6和IRAK1. miR146a缺陷的小鼠表现出慢性炎症和自身免疫的症状，这些小鼠表达更高水平的miR155，增加证据表明这些miRNAs可以平衡稳态炎症反应。小鼠miR155的缺乏对其免疫系统有广泛的影响。它们在内毒素方面表现出降低的反应，它们的适应性免疫反应在感染或自身免疫期间对T细胞和B 细胞反应的影响是倾斜的。关于先天免疫系统中miRNAs的更多信息，我们推荐以下综合综述:

O’Connell, R.M., Rao, D.S., and Baltimore, D. (2012). microRNA regulation of inflammatory responses. Annu. Rev. Immunol. 30, 295–312. https://doi.org/10.1146/annurev-immunol-020711-075013.

 O’Neill, L.A., Sheedy, F.J., and McCoy, C.E. (2011). MicroRNAs: the finetuners of toll-like receptor signalling. Nat. Rev. Immunol. 11, 163–175. https://doi.org/10.1038/nri2957.

尽管microRNA是第一个被认为具有调控作用的，但基因组产生的最大RNA群体是长链非编码RNA(lncRNA)。根据分析渠道的不同，预计将有2万到10万个lncRNA，其中少数位点被证明 编码小功能肽。2013年，一种名为lincRNA-Cox2的lncRNA 被发现影响先天免疫系统的基因，当lincRNA-Cox2被去除时，IL-6等基因下调，而IFN基因上调。200XIST代表了研究得最好 的lncRNA，于1991年首次发现。52XIST编码在X染色体上，是女性X染色体失活所必需的。有趣的是，TLR7编码在X染色体上，能够逃避X染色体的失活。这已被证明在T细胞中特别重要，并将这一重要的非编码RNA与自身免疫相关的调节联系起来，特别是SLE，这对携带额外X染色体拷贝的女性和克兰费尔特综合征患者的影响尤为严重。在这种情况下过 量的TLR7可以解释观察到的一些信号缺陷(参见Syrett和 Anguera 202 ))。最近的一项研究表明，在雄性小鼠中过度表达 XIST会导致自身抗体的形成，这些小鼠的T细胞和B细胞与野 生型雌性小鼠相似。203在过去的十年中，这一领域得到了极大的扩展，有许多关于lncRNA和imm - community的出版物。欲了解该领域的深入综述，我们推荐：

Peltier, D.C., Roberts, A., and Reddy, P. (2022). LNCing RNA to immunity. Trends Immunol. 43, 478–495. https://doi.org/10.1016/j.it.2022.04.002.

Rinn, J.L., and Chang, H.Y. (2020). Long noncoding RNAs: molecular modalities to organismal functions. Annu. Rev. Biochem. 89, 283–308. https://doi.org/10.1146/annurev-biochem-062917-012708.

Robinson, E.K., Covarrubias, S., and Carpenter, S. (2020). The how and why of lncRNA function: an innate immune perspective. Biochim. Biophys. Acta Gene Regul. Mech. 1863, 194419. https://doi.org/10.1016/j. bbagrm.2019.194419.

先天免疫过程及其调控的发现之后，人们努力利用这些显发现来获得治疗效果。新的和令人兴奋的前景正在出现。

PRRs直接应用是在疫苗佐剂中，因为他们的发现极有可能解释Janeway’s ‘dirty little secret’

如何在分子方面起作用。尽管付出了巨大的努力，但在合理设计疫苗佐剂方面的进展一直很缓慢，而且还在继续。

先天免疫在疫苗佐剂中的重要性在Bali Pulendran及其同事的一项研究中得到了很好的证明，该研究涉及黄热病疫苗，包括一种称为YF-17D的减毒活病毒。这是迄今为止开发的最有效的疫苗之一，只需注射一针，就能提供数十年的保护。为了发挥其作用，它需要一系列广泛的先天传感器，包括TLR2、TLR3、TLR7、TLR9、RIG-I和MDA-5，这些传感器可能会感应病毒中的各种PAMPs。AS04是一种由铝盐和MPL组成的佐剂， 用于人乳头瘤病毒和乙型肝炎病毒的疫苗。目前正在进行的 临床试验包括:吡喹莫特(一种用于治疗生殖器疣的小分子，后来被证明是一种TLR7配体)用于流感，鞭毛蛋白(TLR5配体) 用于流感，dsRNA聚合物(TLR3配体)用于流感和狂犬病。此外，对STING激动剂也有很大的兴趣，特别是在抗肿瘤疫苗 的背景下，但也在流感、艾滋病毒和结核病方面。

COVID-19 mRNA疫苗提出了关于先天免疫激活配体如何与佐剂性相关的新问题。疫苗包括修饰的mRNA，编码来自SARS-CoV-2的刺突蛋白，并将其放入由可电离脂质和胆固醇组成的脂质纳米颗粒(LNP)中。当与蛋白质抗原一起使用时，LNP本身被证明具有佐剂特性，而疫苗被证明需要 MDA-5才能获得免疫亲和性，有趣的是，不是所有其他PRRs 都需要。MDA-5是感知疫苗本身的RNA还是内源性RNA (可能来自线粒体)，目前尚不清楚。

虽然疫苗佐剂利用PRR激活来启动免疫系统，但在治疗的另一面，也有努力在自身炎症和自身免疫性疾病中阻断 PRR。针对TLR2的抗体在诸如缺血再灌注损伤和类风湿关节炎等情况下显示出临床前的希望，但尚未取得进展，主要是因为在人体临床试验中缺乏疗效。也有人尝试将TLR4作为脓毒症的靶点，拮抗剂Eritoran在临床试验中仅显示出边际效应，这可能是由于临床干预的时机，或者可能是因为需要仔细的患者分层。

鉴于NLRP3在广泛的自身炎症和自身免疫性疾病中的潜在作用，特别是在中枢神经系统疾病如阿尔茨海默病和帕金森病中，已被证明是一个非常感兴趣的靶标。一种被称为 CRID3/MCC950的小分子抑制剂，最初被证明可以阻断IL-1b 产生的信号2，然后被证明通过结合核苷三磷酸酶(NTPase)结构域(NACHT结构域)特异性靶向NLRP3，这在NLRP3炎症小体激活过程中对ATP依赖性寡聚化至关重要。基于该抑制剂和其他NLRP3抑制剂的多种化合物正处于临床开发的不同 阶段，在CAPS、骨关节炎、痛风、骨髓增生异常综合征、哮 喘、帕金森病和冠状动脉疾病中进行试验。很可能抑制 NLRP3，甚至其他炎症小体，将具有治疗多种炎症性疾病的适用性。抑制NLRP3甚至有可能在某种程度上类似于抗生素和传染病——一种药物对许多疾病有益，在这种情况下，由骨髓细胞驱动的炎症是致病性的疾病。

在类风湿性关节炎、中风、系统性红斑狼疮和神经系统 疾病等疾病中，针对cGAS-STING途径也有很大的兴趣。

细胞因子的出现导致了多种细胞因子靶向治疗的发展， 以及细胞因子驱动信号的抑制剂，特别是在Janus激酶(JAK) 家族酪氨酸激酶，给患者带来了实质性的益处。针对特定的细胞因 子或信号，在增加感染或癌症风险方面并没有特别大的问题。希望的是，靶向PRRs，或者它们激活的信号，即使不是更好， 也会带来类似的临床益处，特别是在靶向细胞因子可能不是特别有效或尚未得到证实的疾病中。