TLR7缺陷通过调控上下呼吸道免疫失衡影响甲型流感病毒感染进程

本研究针对甲型流感病毒（IAV）感染中Toll样受体7（TLR7）在上下呼吸道免疫调控中的关键作用展开深入探索。研究人员通过构建TLR7基因敲除小鼠模型，结合H3N2流感病毒株感染实验，发现TLR7缺陷导致上呼吸道（URT）炎症增强但下呼吸道（LRT）免疫应答减弱，揭示了TLR7通过差异调控I/III型干扰素平衡影响疾病严重度的新机制。该研究为靶向TLR7治疗流感相关肺损伤提供了重要理论依据，发表于《Scientific Reports》。

　　

甲型流感病毒（IAV）每年导致全球约500万例严重呼吸道疾病，其严重程度与病毒从鼻咽部向肺部扩散引发的"细胞因子风暴"密切相关。虽然已知Toll样受体7（TLR7）能识别病毒RNA并激活免疫应答，但它在上下呼吸道免疫反应中的区域特异性作用仍不清楚。这就像一场发生在呼吸道的"战争"，上呼吸道是病毒入侵的第一道防线，而下呼吸道则是决定战局胜负的主战场。目前临床上亟需明确：为什么有些患者仅表现为轻微鼻塞，而另一些却会发展成致命性肺炎？这种差异是否与TLR7介导的免疫应答空间分布有关？

来自澳大利亚皇家墨尔本理工大学等机构的研究团队在《Scientific Reports》发表的重要研究，通过精妙的实验设计揭开了这一谜题。他们发现TLR7就像呼吸道免疫的"区域指挥官"，在上呼吸道主要调控单核细胞和浆细胞样树突细胞（pDC）的应答，而在下呼吸道则主导整体免疫防御。当TLR7"缺席"时，上呼吸道会出现异常的II/III型干扰素（IFN-γ/λ）高表达，但肺部炎症反而减轻，最终使小鼠体重下降程度显著改善。这一发现为开发精准靶向TLR7的流感治疗策略提供了关键科学依据。

研究团队采用多学科交叉的研究方法：通过流式细胞术全面分析鼻腔、支气管肺泡灌洗液（BAL）和肺组织中的免疫细胞亚群；利用实时定量PCR检测模式识别受体（PRR）和细胞因子表达谱；采用TLR7特异性激动剂咪喹莫特（IMQ）进行体外刺激实验验证功能；建立H3N2流感病毒（HK-X31株）小鼠感染模型评估疾病进程。所有实验均设置野生型（WT）与TLR7基因敲除（KO）小鼠的严格对照。

【TLR7表达和功能在LRT免疫细胞中最强】
通过系统检测发现，TLR7在BAL中的表达量是鼻腔组织的3倍，98%的TLR7⁺细胞为CD45⁺免疫细胞，其中80%为巨噬细胞。体外IMQ刺激实验证实，BAL细胞产生的IL-1β和TNF-α分别是鼻腔细胞的5倍和7倍，且这种应答完全依赖TLR7。这表明LRT免疫细胞具有更强的TLR7驱动炎症潜能。

【TLR7缺陷改变URT的PRR表达谱】
感染6天后，TLR7 KO小鼠鼻腔中TLR3、RIG-I等PRR表达显著升高，但肺部仅见轻微变化。有趣的是，两组小鼠病毒载量无差异，说明TLR7不影响病毒复制，而是调控免疫应答模式。

【TLR7对LRT免疫应答具有全局影响】
在WT小鼠肺部，IAV感染引发广泛的巨噬细胞、中性粒细胞和T细胞浸润。但TLR7 KO小鼠肺部这些细胞募集减少60-80%，病毒特异性CD8⁺ T细胞（识别PA_224-233和NP_336-374表位）几乎完全消失。这表明TLR7是LRT获得性免疫的关键开关。

【URT炎症增强但LRT减轻的分子特征】
TLR7 KO小鼠鼻腔呈现独特的IFN-γ/λ优势表达（较WT高3倍），但IFN-β反应减弱。其IL-1β、TNF-α等促炎因子也升高2倍。相反，这些分子在肺部表达均降低50%以上。这种"上热下冷"的免疫特征与临床观察到的轻症表型高度吻合。

讨论部分指出，TLR7像一把"双刃剑"：在LRT中，它通过激活巨噬细胞和招募炎症性单核细胞加剧肺损伤；而在URT，其相对低表达使其他PRR（如RIG-I）得以维持基础防御。特别值得注意的是，TLR7缺陷导致的URT III型干扰素（IFN-λ）优势表达，可能通过限制病毒向下扩散而不引起过度炎症，这种"精准防御"模式为新型鼻腔喷雾剂的开发提供了思路。

该研究首次绘制了TLR7在呼吸道不同区段的"免疫地图"，揭示其空间特异性调控机制。未来针对URT和LRT设计差异化的TLR7调节策略——如上呼吸道局部拮抗联合下呼吸道靶向激活，可能成为治疗重症流感的新范式。正如作者Stavros Selemidis教授强调的："理解免疫应答的地理差异，是战胜呼吸道病毒感染的关键。"