KIR基因多態(tài)性與肝移植研究進(jìn)展

李雪松，陳小平 綜述 肖露露 審校

1解放軍第458醫(yī)院 肝膽普通外科，廣東廣州 510602；2廣州器官移植配型中心，廣東廣州 510095

自然殺傷(natural killer，NK)細(xì)胞參與機(jī)體的天然免疫及獲得性細(xì)胞免疫，構(gòu)成機(jī)體的防御屏障，其功能主要通過表達(dá)于細(xì)胞表面的殺傷細(xì)胞免疫球蛋白樣受體(killer immunoglobulin-like receptor，KIR)，識(shí)別表達(dá)于靶細(xì)胞表面的HLA-I類分子，轉(zhuǎn)導(dǎo)激活或抑制信號(hào)來調(diào)節(jié)，當(dāng)靶細(xì)胞不表達(dá)或表達(dá)自我缺失的HLA-I類分子時(shí)，NK細(xì)胞被激活，發(fā)生溶細(xì)胞反應(yīng)?，F(xiàn)在，越來越多的研究表明，NK細(xì)胞在移植免疫中也扮演“多面手”的角色，參與造血干細(xì)胞、實(shí)體器官移植中急、慢性排斥反應(yīng)和移植物耐受的過程[1]。目前NK細(xì)胞及其受體KIR與造血干細(xì)胞移植的報(bào)道較多，但有關(guān)KIR在實(shí)體器官移植特別是肝移植中的研究較少，其結(jié)果仍然存在不少爭(zhēng)議，有待進(jìn)一步深入探討，現(xiàn)綜述近年來NK細(xì)胞及其表面受體KIR在肝移植中的研究進(jìn)展。

1 KIR基因遺傳多態(tài)性及生物學(xué)功能

KIR基因位于人染色體19q13.4，具有高度的多態(tài)性，主要表達(dá)于NK細(xì)胞及部分T細(xì)胞表面。KIR基因編碼的蛋白屬免疫球蛋白超家族成員，分為胞外區(qū)、跨膜區(qū)及細(xì)胞質(zhì)區(qū)，依其編碼的蛋白胞外區(qū)免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域(Ig)的數(shù)目，可分為KIR2D、KIR3D； 按細(xì)胞質(zhì)區(qū)內(nèi)是否含有免疫受體酪氨酸抑制基序(immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motifs，ITIM)，分為L(zhǎng)型和S型，L型含1~2個(gè)ITIM，介導(dǎo)抑制信號(hào)，S型不含ITIM，介導(dǎo)活化信號(hào)[2]。目前已知18個(gè)KIR基因，即KIR1D、KIR2DL1-5、KIR3DL1-5、KIR3DS1、Xv、X和KIR2DP1。其中Xv、X和KIR2DP1為假基因，KIR2DL4、KIR3DL2和KIR3DL3為框架基因(見圖1)。不同的KIR基因以一定的規(guī)律組合，形成KIR基因的單體型，A類型基因組合只含一種活化型KIR，即2DS4，B類型基因組合含除2DS4外的2DS1-3、2DS5、3DS1的不同組合[3-4]。NK細(xì)胞表面受體KIR主要與MHC-I類分子結(jié)合，包括HLA-C、HLA－Bw4。生理情況下，激活型KIR與MHC-I類分子的結(jié)合力很弱，而抑制型KIR的作用占主導(dǎo)地位(見圖2)。NK細(xì)胞通過抑制型KIR識(shí)別自身的MHC-I類分子，使其處于抑制狀態(tài)，防止NK細(xì)胞對(duì)自身的殺傷作用。而在病理情況下，包括腫瘤、感染，移植等狀況下，靶細(xì)胞表面的MHC-I表達(dá)異?；虿槐磉_(dá)，KIR的配體缺失，于是NK細(xì)胞的抑制作用減弱，導(dǎo)致NK細(xì)胞激活并殺傷靶細(xì)胞[5]。

圖 1 正常漢族人群KIR基因及等位基因頻率[4]

圖 2 抑制型KIR受體與HLA-I類分子之間的相互作用示意圖[3]

2 KIR與肝移植

由于KIR和HLA-I類分子的高度多態(tài)性，臨床移植時(shí)HLA/KIR不相合的情況多見，因此在造血干細(xì)胞移植中，由HLA/KIR不匹配引發(fā)NK細(xì)胞的同種異體反應(yīng)性對(duì)異基因造血干細(xì)胞移植預(yù)后具有顯著影響，在實(shí)體器官移植中，Velickovic等在腎移植中發(fā)現(xiàn)當(dāng)受者有較多的激活型KIR與供者的MHC-I類分子相匹配時(shí)，受者的NK細(xì)胞對(duì)供腎的殺傷作用就會(huì)增大，但與急性排斥反應(yīng)無(wú)顯著關(guān)系[6-7]。這些研究成果為進(jìn)一步研究NK細(xì)胞受體KIR在肝移植后移植免疫中的作用提供了理論基礎(chǔ)。

2.1 受者NK細(xì)胞KIR對(duì)肝移植的影響在肝移植中，受者對(duì)移植物的排斥或耐受對(duì)預(yù)后起重要作用。Bishara等對(duì)34例肝移植受者進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)供者HLA-I類分子與受者NK細(xì)胞受體KIR不匹配率越高，移植后急性排斥反應(yīng)的發(fā)生率也越高，其結(jié)論表明，KIR配體錯(cuò)配可能是肝移植后早期排斥反應(yīng)發(fā)生的危險(xiǎn)因素之一，NK細(xì)胞參與了肝移植后的早期排斥反應(yīng)[8-9]。Bishara等[10]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，供受者HLA-C一致的受者，移植后第一年內(nèi)急排反應(yīng)的發(fā)生率明顯低于HLA-C不一致的受者。Hanvesakul等[11]對(duì)大樣本肝移植供受者的HLA-I類分子基因型進(jìn)行了更進(jìn)一步的研究，發(fā)現(xiàn)供者若含有至少一個(gè)HLA-C2等位基因，移植物慢性排斥及纖維化的發(fā)生率明顯降低，移植物失活減少16.2%，10年存活率提升13.6%。這些錯(cuò)配分析均表明，在肝移植中HLA-C是抑制型KIR最主要的配體，HLA-C含兩組等位基因，HLA-C1和HLA-C2，其中，HLA-C2對(duì)NK細(xì)胞的抑制作用更強(qiáng)，調(diào)節(jié)HLA-C與KIR的相互作用可能是改善肝移植物及病人長(zhǎng)期存活的重要途徑[12]。針對(duì)KIR與HLA-C的這種特異性，Tran等[12]測(cè)定了913例尸肝供者的HLA-C基因型，結(jié)果表明，供者HLA-C2基因型的存在或缺失與移植物長(zhǎng)期存活并沒有明顯關(guān)系，與之前Hanvesakul等得出的結(jié)論矛盾。那么究竟供者HLA-C與KIR的相互作用是否在肝移植排斥及肝移植預(yù)后中起作用，可能還需要進(jìn)行多中心、多種族人群的研究[13-15]，同時(shí)，供受者錯(cuò)配分析結(jié)果的不吻合，提示需要去進(jìn)一步探索新的研究思路。

2.2 供者NK細(xì)胞KIR對(duì)肝移植的影響由于肝移植前對(duì)供肝的灌注，使得很少人關(guān)注供者NK細(xì)胞對(duì)肝移植的影響。但肝移植后移植物抗宿主病同樣有可能發(fā)生，Moroso等證實(shí)肝移植后仍有供者來源的NK細(xì)胞進(jìn)入到受者體內(nèi)，因此他們首次從供者NK細(xì)胞對(duì)受者采用了“配體缺失”和“自我缺失”兩種經(jīng)典模型，對(duì)153個(gè)供者NK細(xì)胞受體KIR及供受者對(duì)的HLA-C基因進(jìn)行了測(cè)序，統(tǒng)計(jì)并分析HLA/KIR的錯(cuò)配是否對(duì)急性排斥反應(yīng)、移植物存活及受者存活的影響。結(jié)果表明：沒有發(fā)現(xiàn)供者NK細(xì)胞的KIR與受體HLA-I類分子的錯(cuò)配與肝移植預(yù)后相關(guān)，供者來源的NK細(xì)胞并沒有在肝移植的預(yù)后中起顯著作用[16-17]。

2.3 NK殺傷效應(yīng)對(duì)移植后藥物使用的影響Eissens等[18]在造血干細(xì)胞移植的活體及離體實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：環(huán)孢素A、雷帕霉素及甲潑尼龍均可通過改變NK細(xì)胞表面受體的表達(dá)，影響NK細(xì)胞的表型及功能，其中CsA處理的NK細(xì)胞呈NKG2A+KIR-NCR+表型，而雷帕霉素及MPA處理的NK細(xì)胞則呈NKG2A-KIR+NCR+/-表型，并且失去了其對(duì)靶細(xì)胞的溶解作用[19]，可見免疫抑制藥物可通過改變NK細(xì)胞表型，限制其細(xì)胞毒性功能，減輕急性排斥反應(yīng)，使移植物耐受。但是在肝移植中，過度的使用免疫抑制藥物，并沒有明顯減少排斥反應(yīng)的發(fā)生，反而增加了藥物對(duì)人體的不良反應(yīng)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，免疫抑制劑的應(yīng)用是肝移植術(shù)后發(fā)生腎功能衰竭的最大誘因，尤其是神經(jīng)鈣蛋白阻滯劑(環(huán)孢素A和他克莫司)[18]，已經(jīng)被證實(shí)能誘導(dǎo)腎毒性，所以長(zhǎng)期來看，在肝移植中，進(jìn)一步研究KIR的功能及信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，調(diào)節(jié)NK細(xì)胞的殺傷效應(yīng)，減少免疫抑制藥物的使用，避免免疫抑制藥物的不良反應(yīng)，對(duì)在活體中發(fā)揮NK細(xì)胞的最大有利作用具有重要指導(dǎo)意義。

2.4 NK殺傷效應(yīng)與肝移植后腎功能衰竭的影響肝移植術(shù)后急性腎功能衰竭是常見的并發(fā)癥之一，也是移植術(shù)后病死率的重要影響因素之一，腎功能衰竭是多因素作用的結(jié)果，最主要的原因是移植后的缺血再灌注損傷，免疫抑制藥物的腎毒性，以及感染等并發(fā)癥。在急性腎損傷(acute kidney injury，AKI)的過程中，與炎癥反應(yīng)有關(guān)，大量的中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及NK細(xì)胞進(jìn)入腎組織，產(chǎn)生大量炎癥介質(zhì)導(dǎo)致腎小管的損傷。NK細(xì)胞能直接殺傷小管上皮細(xì)胞以及誘導(dǎo)小管上皮細(xì)胞凋亡，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已證實(shí)，去除小鼠體內(nèi)的NK細(xì)胞對(duì)AKI有保護(hù)作用，而被動(dòng)轉(zhuǎn)入NK細(xì)胞會(huì)加重小鼠的AKI[20-23]。NK細(xì)胞在腎損傷中的殺傷效應(yīng)，不僅需要HLA-C的錯(cuò)配，同時(shí)也與其細(xì)胞表面特異性的激活KIR的表達(dá)相關(guān)。將來，如果運(yùn)用特定的如單鏈抗體、基因沉默等技術(shù)，那么消除NK細(xì)胞對(duì)移植后腎損傷的作用值得進(jìn)一步的研究。

3 展望

從目前的研究看來，NK細(xì)胞參與了移植過程，并且通過KIR及其配體之間的相互作用，可能對(duì)移植物的急、慢性排斥反應(yīng)或移植物耐受發(fā)揮雙面作用，但是目前對(duì)實(shí)體器官移植尤其是肝移植的影響仍然不太明了。這可能是由于目前我們對(duì)NK細(xì)胞及其KIR的生物學(xué)功能，NK細(xì)胞在移植中與其他免疫細(xì)胞間復(fù)雜的相互作用關(guān)系了解仍然受限所致。隨著將來對(duì)如何控制KIR的表達(dá)以及對(duì)KIR與其配體功能的進(jìn)一步研究，將對(duì)臨床肝移植急性排斥反應(yīng)的控制、合理免疫治療及改善移植患者的預(yù)后有重要意義。

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