艾滋病作为严重的传染病，需要监测才能了解其在我国以及全世界的流行情况。疾病监测能更好地控制艾滋病的流行，并做好疾病的干预和预防。这是从大人群和疾病流行的角度分析问题。从个体角度来说，艾滋病病毒(或人类免疫缺陷病毒，HIV-1)进入人体，人体的免疫系统会发现病毒，并将之消灭。这就涉及病毒的人体免疫监测或者免疫监视。人体的免疫监视是重要的发现病毒、控制病毒复制的重要步骤，构成了人体的HIV-1免疫防御体系^[1]。而另外一方面，HIV-1为了能够在人体内生存，病毒本身也编码蛋白拮抗人体的免疫防御系统^[1-2]。

在HIV-1的基因组中，两端为5′LTR(长末端重复序列)和3′LTR，中间为编码衣壳蛋白(Gag)、聚合酶蛋白(Pol)、包膜蛋白(Env)的结构蛋白，还有很多辅助蛋白，如Tat、Rev、Vif、Vpr、Vpu和Nef^[2]，见图 1。自发现HIV-1以来，这些辅助蛋白的功能，就成为科学家们研究的对象。Tat蛋白与HIV-1 LTR区的TAR RNA结合，反式激活病毒的转录；Rev蛋白和HIV-1 Env区的RRE(Rev Response Element)结合，负责将HIV-1基因组带出细胞核^[3]。胞嘧啶脱氨酶Apobec3G(ApolipoproteinB mRNA editing enzyme-catalytic polypeptide 3G)和黏附素Tetherin(BST2)的发现，开启了人类发现宿主限制性因子的先河，具有重要的抗病毒作用，属于人体免疫的一部分；而病毒分别编码Vif和Vpu蛋白拮抗这2个宿主限制性因子^{[1, 4-5]}。

图 1 HIV-1 HXB2基因组示意图 Figure 1 Genome of HIV-1 HXB2 注：基因组编码的蛋白分别处3个不同的蛋白读码框(open reading frame，ORF)，不同颜色分别标注HIV-1的结构蛋白Gag、Pol、Env和辅助蛋白Vif、Vpu、Vpr、Tat、Rev、Nef。Tat蛋白带有2个外显子；Rev蛋白也有2个外显子。粉色的为Nef蛋白(摘自HIV Sequence Compendium 2012，Los Alamos HIV Sequence Database and Analysis Staff)

图选项

HIV-1也编码Nef蛋白，Nef蛋白大约27×10³~32×10³，邻近HIV-1基因组的3′端，与3′LTR区部分重叠^[1-2](图 1)。早期的研究表明，突变Nef蛋白后，HIV-1的复制能力增强；Nef蛋白有减慢HIV-1复制的能力，因此把此蛋白称为负调控因子(Negative factor，Nef)^[6-7]。越来越多的证据表明，这个结果是错误的，Nef蛋白对于HIV-1的复制是正向的，带有Nef(Nef⁺)的HIV-1比缺失Nef(Nef^-)的病毒复制能力更强，生长更快^[8-9]。以前的差错可能是实验中干扰了HIV-1 3′LTR的转录，造成复制减慢^[8-9]，但Nef蛋白的名称却一直延用至今。Nef蛋白对于HIV-1是一个完全的正向调控因子，负调控因子的名称是误导^[9]。Nef蛋白对于维持HIV-1在血浆中的高病毒载量起到重要作用，与艾滋病的疾病进展有关；如果出现突变，艾滋病进展缓慢。曾在长期病情不进展的艾滋病患者中发现有Nef突变的现象^[10]。Nef蛋白的N端具有豆蔻酰基化修饰，可以和细胞膜结合。现在已知Nef蛋白是一个多功能蛋白，Nef蛋白加速疾病进展；促进病毒在CD₄⁺细胞间的传播；下调CD₄分子、MHC类等分子；Nef蛋白增强病毒的复制能力和感染性^[9]。

自从1994年发现Nef蛋白可以增强病毒的感染性，20多年来，其机制却并不清楚。这里的感染性是指病毒在细胞中建立感染的能力，通常用一轮病毒复制的能力表示，使用报告基因检测，如带有荧光素酶的Hela-TZM-bl细胞等。在以前的研究中，人们就发现不同的细胞对于Nef的依赖程度不同，有些细胞依赖Nef蛋白的程度很低。2015年，意大利Pizzato课题组做了深入细致的研究^[11]，在不同的细胞系中，把Nef⁺和Nef^-的HIV-1感染性的比值(ratio)做比较。发现在T淋巴细胞系Jurkat TAg细胞中(带有SV40大T抗原的Jurkat E6.1细胞)，Nef⁺/Nef^-的HIV-1感染性比值最高为40；而在HT1080细胞中，Nef⁺/Nef^-的感染性比值最低为2^[11]。而其他细胞(如Hela、H9、MT2、HEK293T等)位于中间^[11]。也就是说，Jurkat TAg细胞最依赖Nef蛋白，而HT1080细胞对于Nef的依赖程度很低，其他的细胞位于中间。Pizzato课题组的工作人员继续把Jurkat TAg细胞和HT1080做细胞融合，发现融合后的细胞对于Nef依然依赖，接近于Jurkat TAg细胞，提示可能有1个抑制因子在起作用。细胞融合实验是用来验证有抑制因子或者辅助因子的实验。如果上述的融合实验结果接近于HT1080细胞，也就是融合后的细胞表型接近于HT1080，对于Nef不依赖，那么可能为1个Nef的辅助因子。他们对7个最依赖Nef的细胞和8个对Nef依赖低的细胞做了全部的转录子(transcriptome)测序分析，并进行相关性分析，发现SERINC5(serine incorporator 5，丝氨酸整合因子5)与Nef的相关性最高，相关系数达到0.945^[11]。

意大利Pizzato课题组为进一步验证SERINC5的作用，在Jurkat TAg细胞中，使用CRISPR-Cas9技术敲除了SERINC5，发现Nef^-的HIV-1感染性增加了20~30倍，而Nef⁺的病毒感染性只增加了2~3倍^[11]。另外，在敲除SERINC5的Jurkat TAg中，当回补SERINC5，则Nef依赖的表型又重新恢复。他们又进一步在Nef依赖性低的HEK293T细胞中表达SERINC5，使得Nef^-的HIV-1感染性降低了10~40倍^[11]。这些结果表明SERINC5是抗Nef蛋白的抑制因子。这一结果也得到了美国麻省医学院Göttlinger课题组的支持^[12]。他们比较了Nef⁺和Nef^-的HIV-1中宿主蛋白，使用蛋白质组分析的方法，也发现了丝氨酸整合因子3(serine incorporator 3，SERINC3)和SERINC5的抗病毒作用。

目前，已知人类SERINC家族包括5个成员，SERINC1~5为跨膜蛋白，功能可能是负责合成细胞膜含有丝氨酸的脂类，如磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine)和鞘磷脂(sphingolipids)^[13]。该家族中，只有SERINC3和SERINC5具有抗HIV-1作用，且SERINC5的作用强于SERINC3^[11-12]。

目前，SERINC3和SERINC5的抗HIV-1作用还不完全清楚。简单来讲，在无Nef的情况下，细胞膜跨膜蛋白SERINC3和SERINC5可以进入到HIV-1粒子中，而当该病毒感染新的细胞时，病毒感染性降低，机制尚不明确^[11-12]。Nef蛋白可以拮抗这一作用，Nef蛋白可以和SERINC5结合，使SERINC5到达Rab7阳性的溶酶体中，可能进一步降解^[11-12]。这一机制与Vpu拮抗黏附素Tetherin(BST2)有相似之处。

HIV-1 Nef蛋白拮抗SERINC5的作用也可以被另外一个无关蛋白——鼠白血病病毒(murine leukemia virus，MuLV)的糖基化的Gag蛋白(glycoGag)代替^[11-12]。MuLV的glycoGag蛋白，除了在N末端多了88个氨基酸外，其他的氨基酸与MuLV结构蛋白Gag相同，在一个读码框。MuLV的glycoGag蛋白使用CUG作为起始密码，在Gag的AUG起始密码上游^{[9, 11]}。也就是MuLV也编码glycoGag蛋白拮抗SERINC5。另外反转录病毒——马传染性贫血病毒(equine infectious anemia virus)也编码S2蛋白拮抗SERINC3和SERINC5^[14]。

SERINC3和SERINC5的发现在已有的宿主限制性因子上，又增加了2个。使得人们对于病毒与宿主的关系有了更深入的了解。这一发现也成为抗艾滋病药物研发的新靶点。更深入的研究，可能会揭示更广阔的发现。

作者贡献:

魏民  ORCID：0000-0003-0949-007X

魏民：收集整理文献、阅读文献，起草文章、最终定稿

邵一鸣：修改文章、最终定稿