《Archives of Virology》：The role of DPP4 in viral infections: from receptor biology to antiviral target
二肽基肽酶4（DPP4）是一种Ⅱ型跨膜丝氨酸蛋白酶，在代谢调控与免疫调节中具有多样生理作用。除其固有功能外，DPP4还已成为多类病毒为驱动感染与致病过程而利用的关键宿主因子。该综述综合阐述了DPP4与病毒病原体之间的多层面相互作用。研究人员考察了中东呼吸综合征冠状病毒（MERS）和猪血凝性脑脊髓炎病毒（PHEV）等冠状病毒直接受体结合的结构基础，以及人星状病毒所采用的双受体入侵机制。此外，该综述还探讨了人类免疫缺陷病毒1型（HIV-1）和丙型肝炎病毒（HCV）等病毒如何利用DPP4的酶学与非酶学功能调控T细胞活化并促进病毒持续存在。最后，文章评估了药理学干预前景，包括DPP4抑制剂、单克隆抗体以及可溶性诱饵受体等宿主定向治疗策略。通过梳理这些多样化的病毒利用策略，本文为将DPP4理解为一种兼具多重功能的伴职蛋白（moonlighting protein）以及一种有前景的广谱抗病毒干预靶点提供了系统性理论框架。
Introduction
文章首先系统介绍了二肽基肽酶4（DPP4）/分化簇26（CD26）的分子结构、生物化学性质及其广泛生理功能。DPP4属于高度糖基化的Ⅱ型跨膜丝氨酸蛋白酶，膜型DPP4（mDPP4）为同源二聚体糖蛋白，经N端疏水区锚定于细胞膜；可溶型DPP4（sDPP4）则来源于其胞外结构域的剪切释放，并以具有酶活性的二聚体形式循环存在。DPP4单体胞外区由β-螺旋桨结构域和催化性α/β水解酶结构域构成，后者含有催化三联体Ser630/Asp708/His740，决定其对N端倒数第二位为脯氨酸或丙氨酸底物的切割特异性。文章强调，底物经侧向开口进入活性位点对于正确取向和高效裂解具有关键意义。
在表达谱方面，mDPP4广泛分布于小肠刷状缘、肾近曲小管、胆小管、血管内皮细胞、活化T淋巴细胞和自然杀伤细胞等多种细胞表面；sDPP4则存在于血浆、精液、脑脊液、胆汁等多种体液。文中进一步指出，多种蛋白酶可介导DPP4脱落，包括基质金属蛋白酶（MMP）家族成员及其他丝氨酸蛋白酶，不同病理状态下其来源与调控机制仍未完全明确。由于sDPP4水平在2型糖尿病（T2DM）、肥胖、非酒精性脂肪性肝病、肿瘤等疾病中升高，而在类风湿关节炎和妊娠中降低，作者认为DPP4蛋白水解加工可能是代谢性疾病和系统性病理过程的重要调控节点。
文章还总结了DPP4丰富的底物谱，包括神经肽Y、P物质、胰高血糖素样肽1和2（GLP-1/GLP-2）、葡萄糖依赖性促胰岛素多肽（GIP）以及多种趋化因子，提示其在神经内分泌、代谢与免疫调节中的中心作用。同时，DPP4还可发生糖基化、氧化、唾液酸化和磷酸化等修饰，并通过不同结构域与腺苷脱氨酶（ADA）、窖蛋白-1（Cav-1）、胶原、纤连蛋白等多种配体相互作用。基于其催化和非催化、膜结合和可溶双重属性，文章将DPP4界定为典型的伴职蛋白，其功能横跨血糖稳态、细胞迁移、细胞增殖及免疫调控等多个层面。
DPP4 and the immune system
在免疫系统部分，文章重点论述了DPP4通过酶学和非酶学双重机制调控免疫反应。其蛋白水解活性能够直接降解免疫相关分子，而其非催化功能则使其作为强效共刺激分子参与T细胞活化信号转导。除T细胞外，DPP4还表达于B细胞、自然杀伤细胞、树突状细胞和巨噬细胞，说明其免疫调控作用具有广泛细胞基础。
在非酶学层面，DPP4可与CD45、Cav-1、纤连蛋白、CXC趋化因子受体4（CXCR4）、含半胱天冬酶募集结构域蛋白1（CARMA1）、甘露糖-6-磷酸/胰岛素样生长因子Ⅱ受体（M6P/IGFIIR）和ADA等形成分子互作网络。其中，DPP4作为ADA锚定蛋白的作用尤为关键：通过将ADA富集于细胞表面，促进免疫抑制性腺苷分解，从而增强T细胞活化。另一方面，mDPP4与CD45相关分子复合体的形成可影响脂筏中酪氨酸磷酸化状态，促进T细胞受体信号转导。sDPP4则可通过与M6P/IGFIIR结合，介导T细胞内吞、共刺激信号和增殖，并增强其跨内皮迁移能力。此外，在抗原提呈细胞中，mDPP4与Cav-1结合可促进NF-κB通路激活和T细胞增殖。整体而言，作者将DPP4视为T细胞功能的重要标志分子和免疫稳态调节枢纽。
Viruses and DPP4
本部分从总体上提出，不同病毒对DPP4的利用模式并不相同：部分病毒将其作为直接入侵受体，部分病毒则主要劫持其酶学或免疫调节功能，以塑造有利于病毒持续感染的微环境。这一框架构成全文后续各病毒实例分析的逻辑主线。
Human immunodeficiency virus (HIV)
文章指出，HIV与DPP4的关系主要体现在免疫损伤与免疫逃逸层面，而非将DPP4作为经典入侵受体。HIV感染早期，循环sDPP4水平及活性显著下降，且这一变化与肠道CD4
+ Th17细胞丢失密切相关，因此sDPP4被认为是反映严重肠道免疫损伤和疾病快速进展的潜在替代生物标志物。与疾病进展者相比，HIV控制者通常保留更高的DPP4酶活性及DPP4阳性T细胞频率。
HIV-1 gp120 and Tat
在机制层面，作者重点分析了HIV-1包膜糖蛋白gp120和转录激活蛋白Tat对DPP4不同功能模块的靶向。gp120可阻断ADA与DPP4结合，这一过程依赖gp120的C3区，并受CXCR4参与调节。研究显示，DPP4与CXCR4可在淋巴细胞表面形成分子复合体；gp120与该复合体相互作用后诱导构象变化，使ADA从DPP4上解离，进而削弱T细胞活化所需的共刺激支持。除非酶学调控外，DPP4还可通过裂解CXCL12/SDF-1α改变HIV易感性。完整CXCL12能与CXCR4结合并诱导其内吞，从而阻断X4型HIV-1入侵；但经DPP4切割后，CXCL12对CXCR4亲和力下降，保护作用减弱，病毒更易利用CXCR4入胞。相对地，在R5型HIV-1中，DPP4对CCL5及部分CCR5配体的切割可增强其对CCR5的阻断能力，从而提高抗病毒效应。Tat蛋白则直接结合DPP4并抑制其酶活性，且该作用受DPP4高唾液酸化状态增强。作者借此说明，HIV-1并非单一方向地利用DPP4，而是通过对其不同模块的精细干预，重塑T细胞信号转导与局部趋化因子网络。
Coronavirus
关于冠状病毒，文章指出DPP4在不同成员中的作用存在显著分化：在某些病毒中是明确定义的受体，在另一些病毒中则仅为候选相关因子或辅助分子。因此，对其结构界面和跨种传播潜能的分析成为本节重点。
Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus (MERS-CoV)
MERS-CoV是DPP4作为病毒受体的经典范例。文章总结了晶体结构研究结果：MERS-CoV刺突蛋白受体结合结构域（RBD）直接识别DPP4胞外区β-螺旋桨结构域，主要接触区域位于叶片IV和V，而非催化位点。该界面呈现高度形状和电荷互补性，DPP4若干关键氨基酸残基与病毒RBD形成氢键、盐桥及疏水相互作用。人群中某些天然单核苷酸多态性若改变这些关键残基，可显著削弱刺突结合并降低病毒复制能力，提示受体微小变异即可深刻影响宿主易感性。文章还将MERS-CoV临床上重症下呼吸道感染而人际传播有限的特征，与DPP4在下呼吸道高表达、而鼻上皮多纤毛细胞中表达有限这一组织分布模式联系起来。
Bat and pangolin coronaviruses
作者进一步讨论了蝙蝠和穿山甲相关冠状病毒的比较研究，以阐释MERS样病毒跨种传播的分子基础。蝙蝠来源Ty-BatCoV-HKU4的RBD可结合人DPP4（hDPP4），支持蝙蝠起源假说，但其与hDPP4亲和力远低于MERS-CoV，且刺突蛋白不能被人细胞蛋白酶高效加工，需额外胰蛋白酶活化，构成直接跨种传播障碍。相比之下，穿山甲来源MERS样病毒MjHKU4r-CoV-1在RBD中获得了提高hDPP4亲和力的关键残基，并具有furin切割位点，从而在受体识别与蛋白酶预激活两个层面更接近MERS-CoV。结构分析表明，这些病毒虽结合同一DPP4区域，但界面氨基酸微小改变即可显著改变亲和力与宿主范围，揭示了病毒人畜共患潜能形成的渐进式适应路径。
Porcine hemagglutinating encephalomyelitis virus (PHEV)
对于PHEV，文章指出其同样利用DPP4作为关键结合靶标和功能性入侵辅因子。PHEV刺突RBD结合DPP4 β-螺旋桨结构域叶片IV和V，整体位置与MERS-CoV相似，但其与DPP4表面N-连接糖链关系更为突出。特定糖基化位点不仅参与接触界面，也构成一定空间屏障；去除这些糖链可增强PHEV结合和入侵。作者据此强调，糖基化既可被病毒适应性利用，也可成为跨物种传播屏障，是理解受体兼容性的重要变量。
SARS-CoV-2
在SARS-CoV-2部分，文章持谨慎审视态度。尽管疫情初期计算模拟和临床伴随疾病观察提示DPP4可能参与COVID-19发生发展，但多项高灵敏度实验证据未能证明纯化人DPP4与SARS-CoV-2刺突蛋白或其RBD之间存在特异性高亲和力结合。细胞实验也显示，ACE2而非DPP4赋予细胞对SARS-CoV-2刺突介导入侵的易感性。因此，现有证据不支持将DPP4视为SARS-CoV-2受体或核心受体。不过，文章也指出，DPP4仍可能通过参与葡萄糖稳态与代谢炎症网络，间接影响COVID-19病理生理过程。
Human hepatitis C virus (HCV)
对于HCV，DPP4的作用主要体现为免疫病理调节。文章指出，慢性HCV感染患者常伴血浆sDPP4活性升高，DPP4通过切割关键趋化因子CXCL10，生成对受体亲和力下降且可能具有拮抗作用的截短形式，削弱抗病毒淋巴细胞向肝脏募集，从而形成免疫屏障并促进病毒持续存在。较高sDPP4水平还与较差治疗应答、较低功能性HCV特异性CD8
+T细胞水平以及不良代谢结局相关。文章据此提出，抑制DPP4酶活可能通过保留完整CXCL10等免疫活性肽的生物学功能而改善病毒控制，并减轻胰岛素抵抗等肝外代谢并发症。
Human astrovirus
在人星状病毒部分，作者总结了CRISPR-Cas9筛选研究所确立的DPP4关键入侵因子地位。体外实验表明，敲除DPP4可显著降低肠上皮细胞易感性，而在非许可细胞中过表达DPP4则足以赋予感染敏感性；使用抗DPP4抗体预处理也可阻断感染。经典人星状病毒的入侵呈现双受体模式：DPP4介导初始黏附，新生儿Fc受体（FcRn）进一步促进网格蛋白介导内吞与病毒脱壳。尽管病毒刺突蛋白与DPP4的直接结合尚未被完全证实，但这一双受体模型为解释其入侵步骤提供了较为一致的框架，也提示DPP4与FcRn均可作为可药物化靶点。
Pharmacological inhibition of DPP4
在治疗学部分，文章围绕宿主定向治疗（Host-Directed Therapy）概念，对DPP4靶向策略进行系统梳理。作者首先区分了几类主要干预模式：一是以调节宿主炎症和代谢环境为目的的小分子DPP4抑制剂，即gliptins；二是通过遮挡病毒结合表位阻断受体-病毒相互作用的抗DPP4单克隆抗体；三是模拟天然受体界面的可溶性诱饵受体；四是基于结构界面设计的竞争性或别构性多肽抑制剂。文章强调，宿主靶向策略相较直接抗病毒药物具有更高的耐药屏障，并可能适用于多种共享宿主因子的相关病毒。
Gliptins and their mechanism of action
关于gliptins，文章指出其已获批的基础机制是抑制DPP4酶活，减少内源性肠促胰素如GLP-1和GIP降解，从而改善T2DM患者血糖控制。在病毒感染背景下，其潜在价值更多体现在免疫调节与微环境重塑。例如在MERS相关模型中，西格列汀可逆转病毒诱导的巨噬细胞免疫抑制；在人星状病毒中，其可抑制感染；在HCV中，临床观察提示DPP4抑制剂可能降低病毒复制及肝细胞癌风险；在HIV中，现有随机对照试验主要证明了其安全性和耐受性，并为未来评估其缓解持续性免疫激活的价值提供依据。与此同时，作者也提醒，DPP4抑制剂虽然总体心血管安全性较好，但其对T细胞增殖和炎症因子产生的影响，可能在某些慢性感染或机会性感染背景下带来特异性风险。
Monoclonal antibodies targeting DPP4
抗DPP4单克隆抗体策略的核心在于通过空间位阻直接阻断病毒与受体结合。文章总结了若干体外研究，显示特定抗DPP4抗体可有效抑制MERS-CoV感染，且天然配体ADA本身也具有竞争性拮抗MERS-CoV感染的现象，为该策略提供了概念验证。不过，作者强调，与靶向病毒刺突的抗体相比，抗宿主DPP4抗体虽然更不易受病毒突变逃逸影响，但也更可能产生“靶上、非病原体”副作用，因此临床转化需在抗病毒稳定性与宿主安全性之间取得平衡。
Soluble DPP4 as receptors
可溶性DPP4诱饵受体被描述为极具吸引力的生物制剂平台。工程化sDPP4可在循环中竞争性结合病毒颗粒，阻止其接触靶细胞。为提高稳定性与效力，研究者将DPP4胞外区与免疫球蛋白Fc片段融合，并通过活性位点突变消除其天然酶活，以减少对宿主代谢信号的干扰。文章认为，这类诱饵受体相比单克隆抗体更不易被病毒通过简单表位变异逃逸，因为病毒若失去与诱饵结合能力，往往也会同时削弱与天然细胞受体的结合能力。这一特点使其在应对新发病毒时具有平台化、快速开发的潜力。
Peptide-based competitive inhibition
最后，文章讨论了基于病毒RBD-DPP4高分辨率结构信息设计的短肽抑制剂。其思路包括模拟受体或病毒关键结合模体以竞争性阻断相互作用，以及靶向别构位点，通过诱导关键环区构象变化间接抑制结合。作者指出，这类策略理论上有望提高对病毒界面突变的耐受性，但实际应用仍受体内蛋白水解降解和递送效率限制，需要纳米颗粒或气雾化系统等先进递送技术支持。
Perspectives
在展望部分，文章提出若干关键未决问题：其一，尽管MERS-CoV对人DPP4具有高亲和力，为何人际传播仍然有限，提示受体亲和力之外仍存在组织分布、蛋白酶激活和宿主屏障等多重限制因素；其二，DPP4究竟在多大程度上决定人星状病毒组织嗜性与种属特异性，以及其与FcRn协同内吞的精确机制仍待厘清；其三，未来药物设计应从全局性酶抑制转向更精确的分子策略，如选择性阻断β-螺旋桨病毒结合位点、同时保留催化三联体和ADA结合口袋功能，以降低对葡萄糖调控和T细胞信号传导的副作用。作者还强调，人源鼻腔与肺气道类器官模型对于解释动物模型与临床表现差异、评估组织特异性嗜性具有重要意义。
Conclusion
结论部分归纳认为，DPP4在病毒感染中兼具“结构性入口”和“功能性调控器”双重角色。MERS-CoV等病毒主要利用其作为细胞进入的物理受体，而HIV-1与HCV等则更多劫持其信号转导与酶活功能，以削弱宿主抗病毒免疫并促进持续感染。文章最终强调，针对DPP4的抗病毒干预必须坚持安全性与精准性原则，因为DPP4同时深度参与血糖稳态和T细胞活化，任何非特异性封闭都可能带来代谢性或免疫性不良后果。这一判断也构成全文对下一代宿主定向抗病毒策略的核心立场。
