(三)CD4
CD4和CD8分子分別與MHCⅡ類和Ⅰ類抗原結合,不僅可增強T淋巴細胞與APC或靶細胞結合的程度,而且與刺激信號的傳遞有關。CD4陽性細胞是MHCⅡ類抗原限制的細胞群,CD8陽性細胞是MHCⅠ類抗原限制的細胞群。有關CD4和CD8抗原在胸腺細胞分化過程中的變化以及CD4、CD8T細胞亞群見第七章“淋巴細胞群及其亞群”。
1.CD4分子的結構 為細胞膜表面單鏈糖蛋白,人CD4分子由458個氨基酸殘基組成,包括信號肽23氨基酸殘基,胞膜外區374個氨基酸殘基,含2個糖基化點,穿膜區21氨基酸殘基,胞漿內區含有40氨基酸殘基。胞膜外區具有4個IgV樣結構域,屬免疫球蛋白超家族成員。
第一個V樣區與Igκ鏈的V區有很高同源性,有3個互補決定區(complementarity-determining region, CDR)。其余3個V樣區功能區與Poly IgR的同源性最接近,其中第2和4個V樣區中兩個半胱氨酸的距離分別為28和42個氨基酸殘基,第3個V樣區無二硫鍵。CD4跨膜區與MHCⅡ類分子β鏈的跨膜區高度同源。編碼人CD4基因位于第2號染色體,小鼠第6號染色體,小鼠CD4分子的分子量為55kDa,由457個氨基酸殘基組成,信號肽有22個氨基酸殘基,N端功能區110個,胞膜外還有一個長序列(long sequence)的區域,含262氨基酸殘基,有4個糖基化點,穿膜區25氨基酸殘基,胞漿內區含38個氨基酸殘基。人和小鼠CD4分子約有55%序列相同,尤以胞漿內區為顯。在胞漿部位有3個絲氨酸殘基,可能作為PKC磷酸化的底物。CD4胞漿部分功能區高度的保守性表明這一區域的功能是重要的。
2.CD4分子的分布 分布于部分T淋巴細胞和胸腺細胞表面,也發現于某些B淋巴細胞、EBV轉化和B細胞、單核吞噬細胞和腦細胞。在人類,OKT4和Leu3McAb可檢測CD4抗原。小鼠L3T4是人OKT4的類同物。
3.CD4分子的功能 在成熟的胸腺細胞、外周血和周圍淋巴器官中,CD4陽性細胞一般為輔助性T淋巴細胞誘導細胞/抑制性T淋巴細胞誘導細胞(helper inducer/suppressor inducer)。
(1)作為細胞與細胞之間的粘附分子:CD4第1、2功能區與MHCⅡ類分子的非多態部分結合以穩定MHCⅡ類分子限制的T細胞與帶有MHCⅡ類分子與抗原復合物的APC細胞相互作用。抗CD4McAb可封閉T細胞的輔助活性。
(2)轉導信號:CD4分子胞漿區與蛋白酪氨酸激酶p56lck相聯,對T細胞信號的轉導起重要作用(詳見第八章)。
CD4分子胞膜外第1個結構區域是HIV外殼蛋白gp120的識別部位,其中CDR2與gp120結合的親合力最高,CDR3可能與HIV感染靶細胞膜融合有關。可溶性 gp120結合到CD4的反應可被下列試劑所阻斷:(1)針對CD4V1區中CDR2、CDR3的McAb;(2)CDR2、CDR3肽段;(3)可溶性CD4 V1肽段;(4)抗gp120抗體。HIV感染機體可引起選擇性CD4+細胞的數量減少和功能降低,主要通過以下不同的機理:(1)HIVgp120與T細胞表面CD4分子結合后通過病毒芽生破壞細胞膜,在感染細胞漿內產生大量非整合的病毒RNA直接損傷細胞膜、干擾細胞代謝,影響CD4分子在細胞膜上的表達以及形成短命的合胞體;(2)阻斷CD4+T細胞與Mψ細胞表面MHCⅡ類抗原的結合,影響Th細胞對抗原的識別過程;(3)產生抗體損傷CD4細胞,機體產生抗gp120或其他HIV成份的抗體,通過激活補體或ADCC效應損傷CD4陽性細胞;(4)特異性CTL也可通過識別CD4細胞表面的gp120分子而殺傷CD4陽性細胞。最近發現,CD26可能是HIV的另一類受體。
應用基因工程生產的重組可溶性CD4(rsCD4)治療ARC(AIDs related complexes)、艾滋病正在進行Ⅱ期臨床試驗;抗CD4McAb(Leu3a)也已開始治療HIV感染的I期臨床試驗。此外,應用CD4-IgG、CD4-PE(綠膿桿菌外毒素)、CD4-RA(蓖麻毒毒A)等雜交分子殺傷HIV感染的T細胞,作為抗愛滋病的新藥也已進入臨床驗證。1991年美國風濕病學年會上報道了用抗CD4McAb治療類風濕性關節炎(RA),經治療后臨床癥狀明顯改善,PBMC中CD4陽性細胞的比例和CD4抗原密度明顯下降,血清可溶性CD4(sCD4)水平明顯升高,血沉、CRP、RF、和總免疫球蛋白水平明顯降低。抗CD4嵌合抗體(Centocor公司)治療類風濕性關節炎、多發性硬化癥也已進入Ⅱ期臨床驗證。抗CD4McAb(Ortho Biotech公司)預防器官移植排斥反應已開始臨床驗證。