Nod样受体家族含pyrin结构域蛋白12(NLRP12)作为发现较晚的Nod样受体家族成员，是重要的模式识别受体之一，识别多种病原体并启动下游免疫应答，参与多项机体炎症反应的调控，与自身炎症性疾病的发生、进展相关。现从其结构、功能及NLRP12相关自身炎症性疾病等方面对NLRP12进行综述，探讨NLRP12在自身炎症中的作用机制，为认识、探索、治疗NLRP12相关自身炎症疾病提供新思路。
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自身炎症性疾病(autoinflammatory diseases，AIDs)是以发热、皮疹、浆膜炎、淋巴结病、关节炎及急性期反应物增多为主要表现的疾病，可分为单基因型和多基因型，常见的单基因型AIDs包括家族性地中海热(familial Mediterranean fever，FMF)、冷卟啉相关周期综合征(cryopyrin-associated periodic syndrome，CAPS)等，多基因型AIDs则包括幼年特发性关节炎、特发性复发性急性心包炎、炎症性肠病(inflammatory bowel disease，IBD)等[1,2]。Nod样受体(Nod-like receptors，NLRs)在介导、防御细菌、病毒等病原体的感染及调节机体炎症反应等方面起关键作用，多项研究证明NLRs与AIDs的发生、发展有密切关系[3]。NLRs家族含pyrin结构域蛋白12(NLRP12)是近年来新发现的NLRs家族蛋白，被证实与核因子κB(NF-κB)等多种信号通路相关，抑制炎症因子产生，进而负向调控炎症反应。因此，NLRP12功能异常与多种炎症疾病的发生相关。现从结构、功能及其相关AIDs等方面对NLRP12进行综述，旨在增加深对NLRP12的认识了解，为NLRP12相关自身炎症的诊治提供思路。
NLRs家族是重要的模式识别受体(pattern recognition receptor，PRRs)之一，与微生物中的保守结构序列或病原相关分子模式(pathogen-associated molecular pattern，PAMPs)、损伤相关分子模式(damage-associated molecular pattern，DAMPs)等接触时被激活[4]。NLRs家族蛋白都具有共同的特征结构——C端富含亮氨酸重复结构域(leucine-rich repeat，LRR)、中心核苷酸结合结构域(nucleotide-binding oligomerization domain，NBD)及N端蛋白-蛋白作用结构域(pyrin-like domain，PYD)，其中具有可变性的PYD是NLRs家族蛋白不同亚型的区分标志。功能上，一部分NLRs可与凋亡相关微粒蛋白(ASC)和效应分子前半胱天冬酶-1(pro-Caspase-1)组成经典的炎性小体；另一部分被认为具有非典型的、不依赖炎性小体调节信号通路的能力[5]。NLRs家族蛋白中有的已被研究地较为清楚，而NLRP12蛋白等新成员，在结构功能等多方面还值得进一步探索。
NLRP12蛋白由位于19号染色体上的NLRP12基因编码生成，也被称为NALP12、FCAS2、PYPAF7、Monarch-1等，通过选择性剪接可产生多个转录本，分布于髓系细胞，以中性粒细胞和嗜酸性粒细胞居多，同时也存在于脑、肺、脾等多种器官中。NLRP12的PYD结构具有典型的六螺旋束球形结构(包括一个短h3-螺旋，是PYD亚家族的特征之一)[5]，可与促凋亡蛋白Fas相关因子1的PYD结构相互作用调节凋亡信号。由于NLRP12多表达在免疫细胞中，并在对病原体产物和炎症细胞因子的反应中下调，因此被预测可调节炎症和免疫反应，与炎症疾病相关。
NF-κB为一种常见的转录因子，可被炎症因子、趋化因子等激活，进而引发促炎细胞因子的转录[如肿瘤坏死因子(TNF)-α、白细胞介素(IL)-1β、IL-6]，趋化因子CCL5、CCL22及多种相关酶体的产生。NLRP12通过诱导蛋白酶体降解NF-κB相关酶，负向调节经典和非经典的NF-κB信号通路，从而抑制机体炎症反应。其主要调节非经典通路，对经典通路仅有微弱作用。在经典NF-κB信号通路中，NLRP12抑制白细胞介素-1受体相关激酶1(IRAK1)，进而抑制NF-κB ，反应快速却短暂。而在非经典信号通路中，NLRP12缓慢而持久地通过肿瘤坏死因子受体相关因子3(TRAb3)抑制NF-κB诱导激酶(NIK)，进而抑制NF-κB活化[6]。
NLRP12可影响炎症细胞的迁移。研究发现，在排除抗体表达不足、炎性小体激活缺陷等情况下，NLRP12缺陷小鼠的外周血中性粒细胞、树突细胞向引流淋巴结迁移的能力显著降低[7,8]。在这些实验中，NLRP12对树突细胞及相应趋化因子由外周向引流淋巴结的迁移有正向作用，同时也参与中性粒细胞对趋化刺激的反应，在维持中性粒细胞和外围树突状细胞处于迁移适应状态中起重要作用。
炎性小体是蛋白质的多聚体复合物，由特定的应激信号或微生物分子刺激产生。典型炎性小体至少由3种主要成分组成：炎性Caspase蛋白酶、ASC和NLR家族蛋白或HIN200家族蛋白[9]。其能识别PAMPs或宿主来源的DAMPs，招募和激活促炎症蛋白酶Caspase-1，最终触发细胞焦亡。研究表明，NLRP12在鼠疫耶尔森菌(Yersinia pestis)感染时，可参与形成或调节炎性小体功能，与ASC、pro-Caspase-1相互作用形成NLRP12炎性小体，驱动Caspase-1激活和促炎细胞因子的释放，进而调节IL-18和IL-1β的生成，其中IL-18可继续诱导γ干扰素(IFN-γ)释放[6,10,11]。但是除鼠疫耶尔森菌感染外，NLRP12在炎性小体中的作用尚未在其他病理生理环境中发现。
作为重要的模式识别受体，NLRP12能够识别多种病原体并启动下游免疫应答，以清除入侵的病原体。除上述鼠疫耶尔森菌外，利什曼原虫感染后，机体通过巨噬细胞的NLRP12-IL-1β一氧化氮合成酶(cNOS)-一氧化氮(NO)反应机制将其清除[12]；肺炎克雷伯菌感染被识别后，NLRP12与ASC相互作用诱导IL-1b成熟，并且激活IL-17A及下游的CXCL1调节中性粒细胞募集来进行肺部细菌清除[13]；NLRP12通过巨噬细胞抑制IL-12的早期产生，并调节Caspase-1激活和IL-1β分泌，在布氏杆菌(B.abortus)早期炎症反应的负调控中起重要作用[14]。反之，当机体被疟原虫感染后，IL-1β分泌增加，进而引发超敏反应[15]；在沙门氏菌感染中，NLRP12通过抑制经典NF-κB和细胞外调节蛋白激酶(ERK)信号转导，使细胞不能有效清除病菌，感染持续[16]。由此可见，NLRP12识别不同病原体后，产生不同的效应。且研究显示，NLRP12缺陷小鼠的T淋巴细胞更活跃，炎症细胞因子生成增加(IFN-γ、IL-17、TNF-α)，而抑炎细胞因子IL-4分泌减少，证明NLRP12在适应性免疫中负向调控体内T淋巴细胞反应，在平衡T淋巴细胞反应以控制显性激活和维持细胞内环境稳定方面起关键作用[17]。
NLRP12作为NLRs家族的重要成员之一，在机体免疫、维持肠道内环境稳定、骨骼内稳态等多方面发挥作用，因此NLRP12功能异常也会引发AIDs、相关肠道疾病、肿瘤等多种疾病。
NLRP12-AIDs是一类罕见的常染色体显性遗传病，由NLRP12基因突变引起，临床表现与CAPS相似，常以冷刺激为主要诱因，病程中可出现C反应蛋白(CRP)和红细胞沉降率(ESR)等急性反应指标升高。目前研究显示，家族性寒冷自身炎症综合征(familial cold autoinflammatory syndrome，FCAS)2型与NLRP12相关，属于NLRP12-AIDs，其临床特点为反复发作的斑丘疹伴关节痛、肌痛、发热、四肢肿胀以及暴露在寒冷下出现的结膜炎等，多持续12~24 h后自行缓解，呈周期性反复发作[21,22]。在分子水平上以NLRP12突变激活Caspase 1，刺激IL-1β分泌增加为特点，因此在临床治疗上对IL-1β的靶向治疗效果良好[23,24]。临床常用激素及抗组胺药物治疗，以及卡那单抗(Canakinumab)、阿那白滞素(Anakinra)、IL-1受体阻断剂Rilonacept进行抗IL-1治疗[25]。
NLRP12基因发生突变是目前导致NLRP12功能异常的主要原因之一。从近年研究发表的NLRP12突变基因型[23,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45](表1)来看，目前与致病相关的突变多发生在NLRP12基因3号外显子上，临床表现也存在共同点，多以周期性发热、反复皮疹、关节炎为主要特点。
已报道NLRP12突变位点及临床表型总结
Summary of mutation sites of NLRP12 and clinical phenotypes
已报道NLRP12突变位点及临床表型总结
Summary of mutation sites of NLRP12 and clinical phenotypes
| 核苷酸 | 氨基酸 | 临床表现 |
|---|---|---|
| c.116G>T | p.Gly39V | 周期性发热、关节痛、关节炎、头痛、腹痛、皮肤损伤 |
| c.154G>A | p.Gly52Ser | 周期性发热、头痛、伴继发感染 |
| c.169G>T | p.Ala57Ser | 周期性发热、腹痛、伴继发感染 |
| c.536C>T | p.Thr179Ile | 发热、腹痛、腹泻、皮疹、甲状腺功能减退、5-羟吲哚乙酸升高 |
| c.629C>A | p.Pro210Leu | 系统性自身免疫障碍，表现为慢性持续性炎症、自限性发热发作、皮肤关节局限性炎症 |
| c.632G>A | p.Arg211His | 周期性发热、腹痛、伴念珠菌感染、口疮复发 |
| c.737A>G | p.Tyr246Cys | FCAS症状、发育停滞、可出现复发性无菌性腹膜炎 |
| c.779C>T | p.Thr260Met | 无诱因发热，伴随肌痛、腹痛、骨骼痛、C反应蛋白和中性粒细胞升高 |
| c.850C>T | p.Arg284X | 新生儿期起病，发热、荨麻疹、头痛、关节痛、神经性耳聋 |
| c.857C>T | p.Pro286Leu | 冷刺激后出现荨麻疹、关节痛、肌痛、腹痛 |
| c.882C>G | p.Asp294Glu | 童年起病，反复荨麻疹发作、视神经炎、肌痛、关节痛等，冷刺激后加重 |
| c.910C>T | p.His304Tyr | 典型FCAS2临床表现，可出现双侧视力下降、神志不清等神经系统症状，抗体缺陷、进展性B淋巴细胞下降 |
| c.959C>T | p.Thr320Met | 周期性发热、复发性结节样红斑、肌肉关节痛、全血细胞减少 |
| c.1054C>T | p.Arg352Cys | 发热、腹痛、肌痛、面颊疹、峡口疮、淋巴结炎 |
| c.1113_1116delGGAA | p.Lys371AsnfsTer20 | 炎症性肠病 |
| c.1206C>G | p.Phe402Leu | 冷刺激周期性发热、皮疹、腹痛、腹泻、头痛、关节痛、发育不良，对IL-1拮抗剂反应良好 |
| c.1223G>A | p.Trp408X | 婴儿期起病，病程较短，常表现为冷刺激后发热、荨麻疹、关节痛 |
| c.1250A>T | p.Gln417Leu | 周期性发热，持续1 d |
| c.1343G>C | p.Gly448Ala | 冷刺激后出现发热、荨麻疹、结膜炎、头痛、关节痛、口腔溃疡、神经性耳聋等 |
| c.1424T>A | p.Leu475Gln | 与多发性硬化有关，主要表现为髓鞘丢失，神经元功能障碍 |
| c.1673T>G | p.Leu558Arg | 发热、皮疹、腹痛/腹泻、关节炎、视神经炎 |
| c.1732A>G | p.Ser578Gly | 病程4~5 d，发热、腹痛、肌痛、荨麻疹、头痛、少数可出现假性脑瘤、视乳头水肿、C3肾小球肾病 |
| c.1742G>A | p.Trp581X | 发热、皮疹、关节炎、APRs升高 |
| c.1771C>A | p.Leu591Met | 关节疼痛肿胀、复发性红斑皮疹、红细胞沉降率和C反应蛋白升高 |
| c.2072+3insT | p.Val635ThrfsX12 | 婴儿期起病，周期性发热、皮疹、腹痛、肌痛、淋巴结炎、关节痛、脾大、口疮性口炎、少数出现头痛、感音性耳聋 |
| c.2129T>C | p.Leu710Pro | 发热、关节痛、皮疹 |
| c.2168G>A | p.Arg723Gln | 周期性发热、腹痛、关节痛、头痛 |
| c.2191A>C | p.Lys731Gln | 反复发热、炎症，退热伴皮疹、累及肌肉和中枢神经系统 |
| c.2216_2217del | p.Arg739fs | 周期性发热，病程常为1~4 d，头痛、伴继发感染 |
| c.2261G>A | p.Arg754His | 无明显临床表现 |
| c.2830C>A | p.Arg944＝ | 冷刺激后出现荨麻疹、关节痛、肌痛、腹痛 |
| c.2915T>A | p.Leu972His | 与多发性硬化有关，主要表现为髓鞘丢失，神经元功能障碍 |
| c.2935A>Ga | p.Ser979Gly | 周期性发热、非感染性腹泻、关节炎、神经性耳聋 |
| c.3088C>G | p.Arg1030Gly | 周期性发热、皮疹、关节痛、腹痛、淋巴结炎、口腔溃疡 |
注：NLRP12：Nod样受体家族含pyrin结构域蛋白12；FCAS：家族性寒冷自身炎症综合征；IL-1：白细胞介素-1；APRs：急性时相反应蛋白；a患儿父母为近亲婚配 NLRP12：Nod-like receptor family pyrin domain-containing protein 12；FCAS：familial cold autoinflammatory syndrome；IL-1：interleukin-1；APRs：acute phase reactants；apatient′s parents were close relatives
IBD包括溃疡性结肠炎(ulcerative colitis，UC)和克罗恩病(Crohn′s disease，CD)，其病理机制为通过激活NF-κB-信号转导与转录激活子(STAT)信号通路，释放细胞因子，对肠道正常菌群产生炎症反应[46]。NLRP12作为NF-κB信号通路和T淋巴细胞分泌炎症因子的负向调控因子，在胞壁酰二肽(MDP)的刺激下能够有效地隔离热休克蛋白90(HSP90)并促进k48位泛素化和Nod2降解，并调节NF-κB、ERK和STAT3信号通路，以及IL-1和IL-18的分泌。而IL-1作为促炎细胞因子，发挥炎症损伤病理作用，IL-18则被认为具有促进肠上皮修复、增殖和成熟的功能[47]。因此NLRP12对维持肠道内环境稳态具有积极作用，能有效抑制肠道炎症。当NLRP12功能异常时，机体对IBD易感性增加[22]。研究显示，当miR-372过表达时，NLRP12蛋白表达水平会显著降低，进而推测miR-372可能通过抑制NLRP12蛋白的表达来诱导炎症细胞因子的过度产生，从而促进UC进展[48]。临床治疗上，英夫利西单抗在控制活动性CD患儿炎症反应、诱导临床缓解等方面具有良好疗效[49,50]。
PG是一种罕见的皮肤炎症性疾病，临床表现为组织破坏和疼痛性溃疡，组织学上以中性粒细胞浸润为特征[51]。有研究显示NLRP12基因突变可能与部分PG的发生相关，在PG和化脓性汗腺炎受损部位的皮肤中，IL-1β、IL-17、TNF-a、IL-8、CXCL1/2/3和CXCL16均出现过表达，特别是IL-1β及其受体的过表达，提示炎性小体在PG以及PG相关综合征中存在激活作用。且测序结果显示，患者存在多种炎症基因突变，其中包括NLRP12基因(突变位点：c.116G>T、c.1206C>G)[52]。因此，结合前文所述的NLRP12对炎症反应的调节功能，考虑NLRP12功能异常对部分PG的发生有影响，但具体发病机制仍需继续探索。
除上述几种疾病外，作为调控多项炎症反应的调控因子，NLRP12也被认为与多种恶性肿瘤的发生相关，可作为前列腺癌、乳腺癌等多种恶性肿瘤的诊疗、预后参考指标[53,54,55,56]，相关发病机制有待进一步研究。
目前关于NLRP12-AIDs的细胞、分子水平研究也较少，机制尚未明确。其临床表型范围较广，可家族性发病，也可散发，儿童、成人均可发病，无明显性别差异，易与幼年特发性关节炎及其他AIDs混淆，诊断和治疗存在一定难度。为进一步精确诊断，可借助基因检测，结合实验室检查结果、临床疗效等多方面进行综合判断。同时，医师也应加强对NLRP12-AIDs的认识和了解，尽可能做到早诊断、早治疗。
虽然本研究从结构、功能等多方面对NLRP12蛋白进行了阐述，近年来对NLRP12的研究也逐渐深入，但其功能和致病机制、相关临床诊疗等多方面尚不明确，仍需进一步研究。相信随着积极的研究探索，人们对NLRP12的认识会越发全面，对临床诊治也能有显著帮助。
所有作者均声明不存在利益冲突
