許汝煒，李貴森

(1.瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院腎臟內(nèi)科，四川 瀘州 646000；2.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院腎臟內(nèi)科暨腎臟病研究所，四川 成都 610072)

免疫調(diào)節(jié)分子
——人類白細胞抗原-G的研究進展

許汝煒1,2，李貴森2△

(1.瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院腎臟內(nèi)科，四川 瀘州 646000；2.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院腎臟內(nèi)科暨腎臟病研究所，四川 成都 610072)

人類白細胞抗原-G(human leucocyte antigen-G，HLA-G)屬于非經(jīng)典的HLA I類分子，由于其多態(tài)性低及限制性組織分布等特點區(qū)別于經(jīng)典的HLA I類分子。通過其mRNA的可變剪接形成7種異構(gòu)體，包括4種膜結(jié)合型及3種可溶型。HLA-G通過受體介導(dǎo)與幾乎所有免疫細胞交互作用在先天及適應(yīng)性免疫時均發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。它最初被發(fā)現(xiàn)表達于母胎界面的絨毛外滋養(yǎng)層細胞，參與母體對胎兒的耐受，生理情況下HLA-G高表達于一些免疫豁免組織及造血系細胞，病理狀態(tài)下則異位表達在例如惡性腫瘤、病毒感染及自身免疫性疾病等。本文著重介紹HLA-G的基因及蛋白質(zhì)表達特點及HLA-G表達水平與不同疾病的關(guān)系。

HLA-G，免疫調(diào)節(jié)，異位表達

Geraghty等[1]于1987年發(fā)現(xiàn)了一種與經(jīng)典的I類人類白細胞抗原(human leukocyte antigen，HLA)不同的HLA分子，后來被命名為HLA-G。HLA-G與經(jīng)典的HLA I類分子高度同源，但其不論是結(jié)構(gòu)還是功能均有別于經(jīng)典的HLA I類分子。近年對于HLA-G的生理和病理效應(yīng)及機制做了較深入的研究，本文就這些研究進展做一綜述。

1 HLA-G分子的生物學(xué)特點

1.1 HLA-G基因及其表達 HLA-G基因全長4144bp(NG_029039)，位于主要組織相容性復(fù)合體(major histocompatibility complex，MHC)位點的6p21.3區(qū)域內(nèi)，包含8個外顯子，編碼338個氨基酸的蛋白質(zhì)。HLA-G是單次I型跨膜蛋白，包括一個信號肽，三個功能區(qū)(α1～α3)，以及一個疏水性跨膜區(qū)和胞漿區(qū)。根據(jù)mRNA可變剪接，以及與β2微球蛋白的關(guān)系，HLA-G分子有七種不同異構(gòu)體，其中HLA-G1～-G4為膜結(jié)合型抗原(mHLA-G)，HLA-G5～-G7為可溶性抗原(sHLA-G)[2，3]。sHLA-G 可以由mRNA通過可變剪接產(chǎn)生，也可以是膜結(jié)合型通過蛋白水解脫落產(chǎn)生。HLA-G的7種亞型均含有α1結(jié)構(gòu)域，推測α1與其免疫耐受功能有關(guān)。

1.2 HLA-G基因和蛋白質(zhì)的特點 與經(jīng)典的HLAⅠ類分子不同，HLA-G具有基因及蛋白的多態(tài)性低、獨特的表達調(diào)節(jié)、限制性的組織學(xué)分布等特點[2，3]：①基因多態(tài)性低，其蛋白水平的多態(tài)性更低[3～5]。截止目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其有218個單核甘酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism，SNP)位點，僅有極少數(shù)會直接引起氨基酸序列改變，包括錯義突變，移碼變異及剪接變異等(IMGT/HLA database，January 2015)。基因序列變異分布有明顯的種族差異。②獨特的表達調(diào)節(jié)：由于HLA-G 5’端存在修飾的增強子A以及缺少干擾素刺激反應(yīng)元件，使之對NF-κB和IFN-β刺激缺乏反應(yīng)[5]。此外，啟動子區(qū)存在多個SNP位點，會影響其mRNA的表達，穩(wěn)定性，定位及翻譯[5～7]。而3’端非翻譯區(qū)(3’ untranslated region，3’UTR)基因變異可能影響HLA-G mRNA的表達水平、穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)化、遷移率和剪接等[5，7]。例如，研究發(fā)現(xiàn)其3’UTR的14bp插入缺失(insertion/deletion，Indel)多態(tài)性(rs66554220)位點會影響其mRNA的表達與穩(wěn)定性，缺失型會穩(wěn)定其mRNA，導(dǎo)致HLA-G的表達水平更高。③限制性的組織分布：HLA-G最早發(fā)現(xiàn)于母胎界面的絨毛膜滋養(yǎng)層細胞上，在生理條件下，HLA-G高表達于一些“免疫赦免”部位，如胸腺上皮細胞、CD14+單核細胞等[2，3]。HLA-G在一些病理狀態(tài)下可以異位表達：如腫瘤、病毒感染、炎性及自身免疫性疾病以及移植功能良好的器官[2，3]。

1.3 HLA-G受體及相關(guān)蛋白質(zhì) HLA-G需要與免疫細胞上受體結(jié)合發(fā)揮作用，其受體包括白細胞免疫球蛋白樣受體B1(leukocyte immunoglobulin-like receptor B1，LILRB1，也叫ILT2/CD85j)和LILRB2(或ILT4/CD85d)，殺傷細胞免疫球蛋白樣受體2DL4(killer cell immunoglobulin-like receptor 2DL4，KIR2DL4，也叫CD158d)，CD8和CD160等[2，3]。HLA-G可以高表達于人類樹突細胞DC-10上，DC-10樹突細胞在HLA-G介導(dǎo)的長期免疫耐受中起重要作用[8]。LILRB1主要表達于NK細胞、T細胞、樹突細胞和蛻膜巨噬細胞；LILRB2主要表達于單核細胞、巨噬細胞和樹突細胞[2，3]。這些受體可以與其他HLA I類分子結(jié)合，但與HLA-G的親合力更強[2，3]。

HLA-G分子可以分為β2微球蛋白(β2-microglobulin，β2-M)相關(guān)形式(β2-M associated form)和無β2-M形式(β2-M free form)，前者包括HLA-G1和HLA-G5，其他五種異構(gòu)體屬于無β2-M形式[2]。β2-M在HLA-G與受體結(jié)合及發(fā)揮效應(yīng)中起重要作用，其中LILRB1與HLA-G結(jié)合需要依賴于β2-M的存在，而LILRB2可以識別兩種形式的HLA-G[2]。

2 HLA-G與妊娠

HLA-G最初發(fā)現(xiàn)表達于正常妊娠時母胎界面的絨毛膜滋養(yǎng)層細胞。HLA-G在孕早期高表達，孕中晚期逐漸降低。正常妊娠婦女外周血中HLA-G水平較未妊娠婦女高2～5倍，而復(fù)發(fā)性流產(chǎn)及經(jīng)歷3次以上的試管嬰兒植入失敗的婦女外周血HLA-G的水平顯著低于成功妊娠婦女[9]。HLA-G通過與免疫細胞表面抑制性受體結(jié)合而發(fā)揮免疫抑制功能，使胎兒免受母體免疫系統(tǒng)如細胞毒性T細胞、蛻膜NK細胞及細胞毒性細胞因子的攻擊，在胎盤形成及早期妊娠中起重要作用[5，10]。低水平或缺乏HLA-G與一些病理妊娠相關(guān)，包括先兆子癇、復(fù)發(fā)性流產(chǎn)、早產(chǎn)等[5，10]。研究發(fā)現(xiàn)，HLA-G多態(tài)性也可以通過影響HLA-G表達水平、影響HLA-G mRNA剪接或穩(wěn)定性從而導(dǎo)致母體發(fā)生病理妊娠[5，10]。

還有研究表明在含有sHLA-G的培養(yǎng)基中形成的胚胎植入后成功妊娠率較對照組高，且HLA-G有助于胚泡植入宮壁，參與胎兒絨毛滋養(yǎng)層細胞侵入蛻膜和螺旋動脈的重建[5，9]。顯示HLA-G在預(yù)測早期妊娠成功、輔助生殖技術(shù)及診斷妊娠并發(fā)癥上有一定的臨床意義。

3 HLA-G與移植

免疫抑制對移植的器官存活有重要意義，既往的研究證實，在心、肝、肺、腎等多種器官移植的患者中，高水平的HLA-G同移植后急性、慢排斥反應(yīng)呈負相關(guān)[12～14]。例如對于腎移植的患者，發(fā)生排異的個體血清中sHLA-G水平要明顯低于無排異的患者，同時排異患者腎組織HLA-G mRNA水平與血清中sHLA-G也有很好的相關(guān)性[13]。對于心臟移植患者也觀察到移植后sHLA-G水平同免疫治療相關(guān)，移植后1月發(fā)生嚴(yán)重排斥反應(yīng)的患者血中sHLA-G水平明顯低于耐受良好者，提示其可作為治療和預(yù)后的指標(biāo)[11]。對63例肺移植的研究也顯示，早期肺組織中表達HLA-G是慢性移植肺失功能的保護因素[風(fēng)險比0.13(0.03～0.58)，P= 0.008][14]。在干細胞及骨髓移植中也觀察到HLA-G的水平與移植物抗宿主病(graft-versus-host disease，GVHD)的發(fā)生減少呈負相關(guān)[15]。目前關(guān)于HLA-G與移植的關(guān)系多是觀察性研究，還缺乏一些有效的干預(yù)措施來主動調(diào)節(jié)HLA-G。

4 HLA-G與疾病的關(guān)系

4.1 惡性腫瘤 腫瘤與免疫系統(tǒng)相互作用包括三個時相：免疫清除(elimination)、免疫平衡(equilibrium)和免疫逃逸(escape)，HLA-G可以干擾每個時相的免疫作用，導(dǎo)致腫瘤逃避免疫監(jiān)視和清除[16]。在許多腫瘤及腫瘤浸潤組織中都可檢測到HLA-G表達，包括實體瘤如黑色素瘤、消化道腫瘤、腎透明細胞癌、乳腺癌、多形性膠質(zhì)母細胞瘤以及血液系統(tǒng)腫瘤如急慢性白血病和霍奇金淋巴瘤等。最初Paul等發(fā)現(xiàn)黑色素瘤細胞系中存在HLA-G mRNA和蛋白表達；而對于黑色素瘤患者皮膚活檢中，僅在腫瘤發(fā)生部位皮膚檢出HLA-G抗原表達，HLA-G黑色素瘤中的表達顯著高于皮膚良性病變[17]。黑色素瘤患者血清HLA-G濃度與腫瘤臨床分期和大小密切相關(guān)。

對于腎癌的研究發(fā)現(xiàn)，HLA-G表達與腎腫瘤組織病理分型有關(guān)，在38例不同類型腎癌標(biāo)本中，12例透明細胞癌中7例(58%)有HLA-G抗原陽性表達，而其他類型腎癌和正常腎組織則不表達HLA-G抗原。進一步研究發(fā)現(xiàn)，HLA-G陰性的腎癌細胞不能抵抗免疫細胞的殺傷作用，而HLA-G陽性者可抵御多種免疫細胞如CTL、NK細胞及LAK細胞的殺傷效應(yīng)。近年來研究表明在惡性B淋巴細胞腫瘤中HLA-G扮演了一個雙重角色，因血液惡性腫瘤時腫瘤細胞亦是免疫細胞，其能表達HLA-G的抑制性受體ILT-2，HLA-G與受體ILT-2結(jié)合后，腫瘤細胞一方面表現(xiàn)出抑制免疫系統(tǒng)的抗腫瘤效應(yīng)，另一方面則通過ILT-2在惡性淋巴細胞增殖時表達出抑制增殖信號，其作用關(guān)鍵在于以上兩者的平衡[16]。

許多研究也顯示HLA-G基因多態(tài)性與腫瘤易感性相關(guān)，主要集中在HLA-G 3'UTR 14bp插入缺失多態(tài)性位點。最近發(fā)表的一個meta分析納入了14個研究共2757例癌癥患者和3972例對照，結(jié)果顯示該插入缺失多態(tài)性與總體癌癥患者的易感性無明顯相關(guān)性，但亞組分析顯示該多態(tài)性與乳腺癌易感性增加相關(guān)[18]。

總之，大量研究顯示[16]： HLA-G主要表達于惡變的組織，且多見于惡性實體腫瘤組織學(xué)分級高、臨床分期較晚的病例，與惡性腫瘤的滲出、轉(zhuǎn)移及浸潤相關(guān)，這些證據(jù)均支持HLA-G可能參與腫瘤的形成和發(fā)展，也可能用于腫瘤的預(yù)測預(yù)后、指導(dǎo)免疫治療，可能成為一個新的腫瘤標(biāo)志物[16]。HLA-G在腫瘤組織的異常表達可能與其基因啟動子的去甲基化和多種免疫抑制性因子的激活有關(guān)。

4.2 感染性疾病 多項研究分別觀察多種病原體(如細菌、病毒和寄生蟲等)感染后HLA-G表達水平的變化[6]。在嚴(yán)重的菌血癥或敗血癥休克時可檢測到患者血漿中sHLA-G5，提示其可能抑制了中性粒細胞活性致感染大量擴散有關(guān)，但是它并不能區(qū)別這些患者是菌血癥/敗血癥還是不明原因發(fā)熱[19]。病毒感染時HLA-G水平有較明顯改變，如巨細胞病毒、皰疹病毒、丙型肝炎病毒及嗜神經(jīng)病毒(單純皰疹病毒1型及狂犬病毒)等感染時均發(fā)現(xiàn)了HLA-G表達水平的上調(diào)[6]。其中以HIV感染研究最多，未治療的HIV患者血漿HLA-G水平明顯增高，多項研究表明HLA-G水平同HIV病程進展有關(guān)，在初期感染及病程快速進展時，HLA-G水平升高，但在慢性病程及病程長期未進展時HLA-G降至普通水平[6]。HLA-G在丙型肝炎病毒感染時高表達，并且HLA-G與這些患者的治療反應(yīng)以及肝臟纖維化相關(guān)[20，21]。

關(guān)于HLA-G與寄生蟲感染的關(guān)系也有少量報道，包括瘧原蟲、利什曼原蟲、弓形蟲等[6]。例如有報道發(fā)現(xiàn)，HIV陰性的內(nèi)臟利什曼病患者中sHLA-G陽性率為35%，而同時存在內(nèi)臟利什曼病與HIV陽性者，sHLA-G陽性率為50%；但是二者同時感染者，血清sHLA-G陽性率及平均水平均較單獨感染HIV的患者低，作者認(rèn)為血清sHLA-G升高并發(fā)生二者同時感染的患者預(yù)期壽命可能更短[6]。

4.3 炎性疾病及自身免疫性疾病 在多種自身免疫性疾病患者血清中均發(fā)現(xiàn)sHLA-G水平升高，例如系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)、克羅恩病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、幼年特發(fā)性關(guān)節(jié)炎、銀屑病等[22]。這些患者血清sHLA-G水平增高可能與其疾病發(fā)生相關(guān)，同時在多種自身免疫疾病患者也發(fā)現(xiàn)這些疾病與該基因3'UTR 14bp插入缺失多態(tài)性相關(guān)[22～24]。

研究發(fā)現(xiàn)，SLE患者血清sHLA-G水平較對照組明顯升高，同時這些患者周圍淋巴細胞及皮膚組織中也存在較弱的HLA-G表達；但是sHLA-G水平與SLE疾病活動指數(shù)無明顯相關(guān)性。有作者還研究了HLA-G多態(tài)性與SLE發(fā)生的關(guān)系，提示SLE易感性與該基因3'UTR 14bp插入缺失多態(tài)性相關(guān)。對7個研究1864例患者及2259例對照進行meta分析顯示，不論是在亞洲人還是高加索人中，插入型會顯著增加個體對SLE的易感性[24]。

總之，HLA-G是一類重要的免疫調(diào)節(jié)分子，主要通過抑制性受體發(fā)揮免疫抑制作用，這種免疫抑制效應(yīng)有時對機體有利，例如妊娠及移植；有時對機體有害，例如腫瘤或病毒感染。研究其不同亞型與臨床疾病的關(guān)系及增高的機制，有助于深入了解這些疾病的發(fā)病機制，并有可能為臨床提供新的生物標(biāo)志物和治療靶點。

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The research progress of Immunomodulatory molecules：HLA-G

XU Ru-wei，LI Gui-sen

國家自然科學(xué)基金資助項目(編號：81170666)

R392

B

1672-6170(2015)04-0167-04

2015-03-04；

2015-03-28)

△通訊作者