摘要：人类白细胞抗原 (HLA) -G是一类非经典HLAⅠb类分子, 早期的研究主要集中在妊娠免疫, HLA-G可保护胎儿免受母体免疫系统的攻击。近几年越来越多的研究发现HLA-G在诱导器官移植物免疫耐受、协助肿瘤细胞以及病毒的免疫逃逸中发挥着重要作用。因此将HLA-G作为器官移植、恶性肿瘤和病毒感染等疾病诊断和治疗的靶点已逐渐成为学者关注的热点。本文就HLA-G的基因多态性与分子结构、HLA-G在临床医学中应用的最新进展做一总结。

　　关键词：人类白细胞抗原-G (HLA-G) ; 器官移植; 基因多态性; 肿瘤; 病毒感染; 自身免疫性疾病; 妊娠; 免疫逃逸;

　　人类白细胞抗原 (HLA) -G属于非经典HLAⅠb类分子, 1987年由Geraghty首次克隆成功[1]。HLA-G最初被发现表达在母-胎界面的绒毛外滋养层细胞, 保护胎儿免受母体攻击, 是形成母胎耐受的重要机制之一。之后陆续有研究发现HLA-G在器官移植、肿瘤以及自身免疫性疾病等方面均发挥着重要的作用。本文就HLA-G的基因多态性与分子结构、HLA-G在临床医学中应用的最新进展做一总结。

　　1 HLA-G的基因多态性与分子结构

　　HLA-G基因全长6.0 kbp, 与HLA-A、B、C基因有86%的相似度。HLA-G基因多态性比其他HLAⅠ类分子低。截止至2018年1月, 被世界卫生组织 (World Health Organization, WHO) 命名委员会正式命名的HLA-G等位基因共有58个, 其中包括3个无效等位基因 (HLA-G*0105N、*0113N和*0121N) 。此外, HLA-G基因的单核苷酸多态性位点数目较多, 可能参与HLA-G基因转录调控。现已证实3'非翻译区 (3'untranslated region, 3'UTR) 中14-base pair碱基插入/缺失多态性14-bp Ins/Del (rs371194629) 、+3142G/C (rs1063320) 和+3187A/G (rs9380142) 与HLA-G表达调控有关。研究还证实+3142G、+3187A与低水平的HLA-G信使核糖核酸 (m RNA) 和可溶性HLA-G表达相关。近两年研究最为广泛的是14-bp Ins/Del多态性, 它不仅涉及多种疾病的发生发展, 也在HLA-G可变剪接和维持其m RNA稳定性中起重要作用[2]。

　　HLA-G定位于第6号染色体短臂21.31区, 由8个外显子和7个内含子组成。通过HLA-G m RNA的交替剪接可形成7种剪接异构体:4种膜结合型分子 (HLA-G1、G2、G3、G4) 和3种可溶性分子 (HLA-G5、G6、G7) 。其中HLA-G1、G5的胞外区含α1、α2和α3结构域, 可非共价结合β2-微球蛋白 (β2-M) 。此外, HLA-G的分子结构多样复杂, 既可以单体或多聚体形式存在, 也可经泛素化、硝基化或糖基化等修饰后存在[3]。新近研究指出膜结合型HLA-G分子还可通过金属基质蛋白酶的水解作用脱落或通过外泌体等微囊泡释放到外周血中[4,5]。

　　2 HLA-G在临床医学中的应用

　　2.1 HLA-G与妊娠

　　HLA-G最初的研究主要集中在妊娠领域。胎儿作为一个“外源移植物”不仅未受母体免疫系统攻击, 反而得到了母体免疫系统保护直至分娩, 表达在母-胎界面滋养层细胞上的HLA-G发挥着重要作用。已知CD56bright自然杀伤细胞 (natural killer cell, NK细胞) 大量存在于妊娠期蜕膜组织并分泌多种细胞因子参与调控妊娠中滋养层细胞的浸润和血管重塑[6], 在受精和妊娠中起重要作用。Guo等[7]在HTR-8/SVneo细胞中转染微小核糖核酸 (micro RNA, mi R) -133a使HLA-G下降并影响了功能性蜕膜NK细胞的产生, 提示HLA-G的表达下降抑制了蜕膜NK细胞功能, 可能参与反复流产的发生。Manaster等[8]发现mi R-148a和mi R-152通过结合HLA-G的3'UTR使HLA-G表达下降, 从而影响NK细胞的杀伤功能。HLA-G 14-bp Ins/Del多态性可能参与了先兆子痫的发生, 然而最新研究发现母亲HLA-G 14-bp Ins/Del多态性与先兆子痫的发生风险无关, 但不能排除胎儿HLA-G 14-bp Ins/Del多态性对先兆子痫的影响[9]。

　　2.2 HLA-G与器官移植

　　HLA-G作为一种重要的免疫调节分子, 近几年已经被广泛应用于器官移植领域的研究。HLA-G能通过与表达在NK细胞表面的KIR2DL4 (CD158d) 和表达于所有免疫细胞的ILT-2 (LILRB1/CD85j) 等结合, 发挥直接诱导免疫耐受的作用。此外HLA-G还能通过诱导生成调节性T细胞 (Treg细胞) 和耐受型树突状细胞等, 长时间地诱导免疫耐受。

　　2.2.1 HLA-G与心脏移植

　　2000年, Lila等[10]首次在心脏移植中发现了HLA-G的表达, 他们通过检测36例心脏移植受体心内膜、心肌和血清标本中的HLA-G含量, 证实了HLA-G的表达与移植术后排斥反应有关。随后Luque等[11]证实了可溶性HLA-G分子可促进心脏移植受体对异体心脏的接受程度, 提示可能通过对比移植前和移植后可溶性HLA-G含量来对移植效果进行评估。有研究表明, 18%的心脏移植受体心内膜、心肌活组织检查中都显示出HLA-G的高表达, 而低表达或不表达HLA-G的心脏移植受体急性排斥反应的发生率更高, 高表达HLA-G的受体心脏移植物血管病变的发生率更低[12,13], 提示HLA-G高表达与心脏移植受体的良好预后有关。

　　2.2.2 HLA-G与肝移植

　　肝脏被称为“免疫特惠器官”, 同种肝移植术后免疫排斥反应的发生率和程度显著低于其他实质器官。研究表明血浆中或细胞表面HLA-G的表达与肝移植或肝-肾联合移植的排斥反应发生率及预后具有相关性, HLA-G可作为一个可信的指标监测机体的免疫状态和指导免疫抑制剂的使用[14]。HLA-G表达与移植肝的免疫耐受具有显著相关性, HLA-G可能通过Foxp3来发挥免疫调节作用[15]。

　　2.2.3 HLA-G与肾移植

　　目前有大量研究发现HLA-G表达和HLA-G基因多态性与肾移植术后排斥反应发生和慢性移植肾失功密切相关。Crispim等[16]发现HLA-G高表达的肾移植受体术后排斥反应的发生率仅10%, 显著低于HLA-G低表达受体, 同时HLA-G的表达水平与免疫抑制剂的使用紧密相关。Rebmann等[17]发现可溶性HLA-G高表达预示着肾移植或者肾-胰腺联合移植后移植物存活率较高, 研究者应用流式细胞术连续监测66例肾移植受体术前与术后外周血淋巴细胞中CD4+和CD8+T细胞表达HLA-G的情况, 健康人以及肾移植受体术后不同时间均未在CD8+T细胞中检测到HLA-G的表达。肾移植受体术后1周, 外周血CD4+T细胞中的HLA-G表达率降低, 而实施免疫抑制疗法后呈现不断上升的趋势, 术后1个月CD4+T细胞中的HLA-G表达率达到高峰, 而2个月后HLA-G表达率又逐渐下降, 但较移植术前仍保持在较高水平。发生排斥反应的受体中HLA-G表达率显著低于稳定期受体。

　　2.3 HLA-G与病毒感染性疾病

　　已知在巨细胞病毒 (CMV) 感染者中, 膜结合型和可溶性HLA-G都升高。Yan等[18]发现在急性CMV感染中, 单核细胞表面HLA-G、血浆可溶性HLA-G和白细胞介素 (IL) -10水平明显增加。此外在急性人巨细胞病毒 (human cytomegalovirus, HCMV) 性肺炎患者的支气管肺泡巨噬细胞中也发现了HLA-G蛋白表达。Albayati等[19]发现, 在健康人群或携带CMV但无临床表现的潜伏感染者中, 表达HLA-G的淋巴细胞比例和血清可溶性HLA-G含量均低。然而, 他们从CMV阳性者中分离纯化出B细胞并用CMV抗原刺激后发现, HLA-G m RNA表达水平显著增高, 且培养上清中的可溶性HLA-G也升高。此外, 他们还发现在CMV阳性和阴性者的NK细胞和CD56+T细胞上的HLA-G配体KIR2DL4的表达水平无明显差异。这些结果均提示CMV影响HLA-G表达, 可能有助于病毒免疫逃逸。

　　Eskandari等[20]对199例慢性乙型肝炎 (乙肝) 患者和197名健康对照者的HLA-G 14-bp Ins/Del多态性进行检测后发现, 14-bp Ins/Del基因型在健康对照者中出现频率更高, 提示HLA-G 14-bp Ins/Del多态性可作为慢性乙肝基因易感性的标志物。Zhang等[21]的研究也证实14-bp Del等位基因与持续的乙肝病毒血症和其不良预后有关。Laaribi等[22]检测慢性乙肝患者的可溶性HLA-G1、G5发现, 可溶性HLA-G可能在慢性乙肝感染转归中起关键作用, 提示可溶性HLA-G可作为慢性乙肝的新型免疫疗法靶点用于临床。此外也有研究表明HLA-G抑制NK细胞、细胞毒T淋巴细胞 (CTL) 的产生和功能发挥与丙型肝炎病毒感染有关[23]。

　　既往研究表明未经治疗的人类免疫缺陷病毒 (human immunodeficiency virus, HIV) 感染者可溶性HLA-G比健康对照者高, 且HIV感染者的血浆可溶性HLA-G表达升高是单核细胞、树突状细胞的胞内分泌所致[24,25]。高效联合抗病毒反转录治疗可显著降低患者可溶性HLA-G表达, 这可能与病毒被清除和CD4+T细胞增多有关[26]。最新研究表明HIV-1特异性CD8+T细胞上HLA-G的表达与HIV-1免疫控制有关[27]。

　　2.4 HLA-G与肿瘤

　　自Paul等[28]首次在肿瘤细胞中发现HLA-G表达后, HLA-G已成为越来越多肿瘤研究者关注的焦点。HLA-G几乎在所有肿瘤组织中均高表达, 与肿瘤分化程度、患者预后密切相关, 提示HLA-G在肿瘤发展和免疫逃逸中发挥着重要作用。此外, HLA-G作为一个免疫检测指标, 已被用于多种类型的原发或转移性肿瘤、恶性积液和肿瘤浸润细胞, 特别是肾透明细胞癌的检测中[29]。

　　Riteau等[30]首次在HLA-G阳性的黑色素瘤细胞上清中发现了包裹着HLA-G的膜泡 (HLA-G-EVs) , 且HLA-G-EVs可能在肿瘤免疫逃逸中起作用。Grange等[31]研究发现在肾癌细胞中的HLA-G-EVs阻碍了树突状细胞分化, 从而抑制T细胞增殖活化。对于乳腺癌患者, 研究发现HLA-G水平增高不仅与较差的预后有关, 还和新辅助化学药物治疗效果具有很大的相关性。也有研究表明在乳腺癌患者的血清中检测出了与转移癌发生相关的、高水平的可溶性HLA-G, 提示可溶性HLA-G可作为乳腺癌预后的检测标志物[32]。此外HLA-G 14-bp Ins/Del多态性也是乳腺癌的风险因素之一[33]。

　　2.5 HLA-G与自身免疫性疾病

　　Cavalcanti等[34]通过检测50例儿童系统性红斑狼疮患者的HLA-G 3'UTR多态性后发现, 患者和健康对照者的HLA-G 3'UTR等位基因、基因型和单倍体频率无明显差异。但出现血液学改变的患者可溶性HLA-G表达量比还未出现血液学改变的患者表达量低, 提示可溶性HLA-G可能是儿童系统性红斑狼疮的发病机制之一。Poomarimuthu等[35]进行了风湿性心脏病的家族性研究, 他们检测了99个风湿性心脏病家族 (其中包括99例风湿性心脏病患者、144名父辈和126名健康子女) 的14-bp Ins/Del和+3142 C/G多态性后发现+3142 C/G基因型可能是风湿性心脏病发展的主要危险因素。

　　3 展望

　　HLA-G作为一个组织分布和基因多态性都高度局限的分子, 在过去30年间被广泛研究, 它可形成7种剪接异构体, 并通过与免疫细胞表面受体结合发挥其免疫调节功能。最近HLA-G还被发现可以通过外泌体等膜泡释放入外周血发挥效应。HLA-G介导的免疫耐受功能有助于保护器官移植物长期存活和胎儿在母体茁壮成长, 相反地, 肿瘤细胞和病毒感染细胞诱导表达的HLA-G却有助于肿瘤和病毒的免疫逃逸。外泌体、基因工程和干细胞技术的飞速发展, 将为HLA-G在临床医学中应用带来了新的思路, 相信在不久的将来, HLA-G将会作为一种新的检测和治疗靶点应用于临床。

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