免疫調(diào)節(jié)分子
——人類白細(xì)胞抗原-G的研究進展

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(xì)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(xì)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(xì)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(dá)于母胎界面的絨毛外滋養(yǎng)層細(xì)胞，參與母體對胎兒的耐受，生理情況下HLA-G高表達(dá)于一些免疫豁免組織及造血系細(xì)胞，病理狀態(tài)下則異位表達(dá)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(dá)特點及HLA-G表達(dá)水平與不同疾病的關(guān)系。

HLA-G，免疫調(diào)節(jié)，異位表達(dá)

Geraghty等[1]于1987年發(fā)現(xiàn)了一種與經(jīng)典的I類人類白細(xì)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(dá) 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(dá)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)?；蛐蛄凶儺惙植加忻黠@的種族差異。②獨特的表達(dá)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(dá)，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(dá)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(dá)與穩(wěn)定性，缺失型會穩(wěn)定其mRNA，導(dǎo)致HLA-G的表達(dá)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(xì)胞上，在生理條件下，HLA-G高表達(dá)于一些“免疫赦免”部位，如胸腺上皮細(xì)胞、CD14+單核細(xì)胞等[2，3]。HLA-G在一些病理狀態(tài)下可以異位表達(dá)：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(xì)胞上受體結(jié)合發(fā)揮作用，其受體包括白細(xì)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(xì)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(dá)于人類樹突細(xì)胞DC-10上，DC-10樹突細(xì)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(dá)于NK細(xì)胞、T細(xì)胞、樹突細(xì)胞和蛻膜巨噬細(xì)胞；LILRB2主要表達(dá)于單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹突細(xì)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(dá)于正常妊娠時母胎界面的絨毛膜滋養(yǎng)層細(xì)胞。HLA-G在孕早期高表達(dá)，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(xì)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(xì)胞毒性T細(xì)胞、蛻膜NK細(xì)胞及細(xì)胞毒性細(xì)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(dá)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(xì)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(fù)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(dá)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(xì)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(fù)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(dá)，包括實體瘤如黑色素瘤、消化道腫瘤、腎透明細(xì)胞癌、乳腺癌、多形性膠質(zhì)母細(xì)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(xì)胞系中存在HLA-G mRNA和蛋白表達(dá)；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(dá)，HLA-G黑色素瘤中的表達(dá)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(dá)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(xì)胞癌中7例(58%)有HLA-G抗原陽性表達(dá)，而其他類型腎癌和正常腎組織則不表達(dá)HLA-G抗原。進一步研究發(fā)現(xiàn)，HLA-G陰性的腎癌細(xì)胞不能抵抗免疫細(xì)胞的殺傷作用，而HLA-G陽性者可抵御多種免疫細(xì)胞如CTL、NK細(xì)胞及LAK細(xì)胞的殺傷效應(yīng)。近年來研究表明在惡性B淋巴細(xì)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(xì)胞亦是免疫細(xì)胞，其能表達(dá)HLA-G的抑制性受體ILT-2，HLA-G與受體ILT-2結(jié)合后，腫瘤細(xì)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(xì)胞增殖時表達(dá)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(dá)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(dá)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(xì)菌、病毒和寄生蟲等)感染后HLA-G表達(dá)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(xì)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(xì)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(dá)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(dá)，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(xì)胞及皮膚組織中也存在較弱的HLA-G表達(dá)；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。

[1] Geraghty DE，Koller BH，Orr HT.A human major histocompatibility complex class I gene that encodes a protein with a shortened cytoplasmic segment[J].Proc Natl Acad Sci USA，1987，84(24)：9145-9149.

[2] Kamishikiryo J，Maenaka K.HLA-G molecule[J].Curr Pharm Des，2009，15(28)： 3318-3324.

[3] Alegre E，Rizzo R，Bortolotti D，et al.Some basic aspects of HLA-G biology[J].J Immunol Res，2014，3： 657625.

[4] Misra MK，Prakash S，Kapoor R，et al.Association of HLA-G promoter and 14-bp insertion-deletion variants with acute allograft rejection and end-stage renal disease[J].Tissue Antigens，2013，82(5)： 317-326.

[5] Lynge-Nilsson L，Djurisic S，Hviid TV.Controlling the Immunological Crosstalk during Conception and Pregnancy： HLA-G in Reproduction[J].Front Immunol，2014，5： 198.

[6] Amiot L，Vu N，Samson M.Immunomodulatory properties of HLA-G in infectious diseases[J].J Immunol Res，2014，15： 298569.

[7] Donadi EA，Castelli EC，Arnaiz-Villena A，et al.Implications of the polymorphism of HLA-G on its function，regulation，evolution and disease association[J].Cell Mol Life Sci，2011，68(3)： 369-395.

[8] Amodio G，Sales de Albuquerque R，Gregori S.New insights into HLA-G mediated tolerance[J].Tissue Antigens，2014，84(3)： 255-263.

[9] Djurisic S，Hviid TV.HLA Class Ib Molecules and Immune Cells in Pregnancy and Preeclampsia[J].Front Immunol，2014，5： 652.

[10] Hsu P，Nanan RK.Innate and adaptive immune interactions at the fetal-maternal interface in healthy human pregnancy and pre-eclampsia[J].Front Immunol，2014，5： 125.

[11]Twito T，Joseph J，Mociornita A，et al.The 14bp deletion in the HLA-G gene indicates a low risk for acute cellular rejection in heart transplant recipients[J].J Heart Lung Transplant，2011，30(7)：778-782.

[12]White SR，F(xiàn)loreth T，Liao C，et al.Association of soluble HLA-G with acute rejection episodes and early development of bronchiolitis obliterans in lung transplantation[J].PLoS One，2014，9(7)： e103643.

[13]Polakova K，Bandzuchova H，Zilinska Z，et al.Analysis of HLA-G expression in serum and biopsy samples of kidney transplant recipients[J].Immunobiology，2014，10：17.

[14]Brugiere O，Thabut G，Krawice-Radanne I，et al.Role of HLA-G as a Predictive Marker of Low Risk of Chronic Rejection in Lung Transplant Recipients： A Clinical Prospective Study[J].Am J Transplant，2015，15(2)：461-471.

[15]Boukouaci W，Busson M，F(xiàn)ortier C，et al.Association of HLA-G low expressor genotype with severe acute graft-versus-host disease after sibling bone marrow transplantation[J].Front Immunol，2011，2：74

[16]Rouas-Freiss N，Moreau P，LeMaoult J，et al.The dual role of HLA-G in cancer[J].J Immunol Res，2014，31： 359748.

[17]Paul P，Rouas-Freiss N，Khalil-Daher I，et al.HLA-G expression in melanoma： a way for tumor cells to escape from immunosurveillance[J].Proc Natl Acad Sci USA，1998，95(8)： 4510-4515.

[18]Li T，Huang H，Liao D，et al.Genetic polymorphism in HLA-G 3'UTR 14-bp ins/del and risk of cancer： a meta-analysis of case-control study[J].Mol Genet Genomics，2015，9：25573780.

[19]Urbonas V，Eidukaite A，Tamuliene I.The predictive value of soluble biomarkers(CD14 subtype，interleukin-2 receptor，human leucocyte antigen-G)and procalcitonin in the detection of bacteremia and sepsis in pediatric oncology patients with chemotherapy-induced febrile neutropenia[J].Cytokine，2013，62(1)： 34-37.

[20]Khorrami S，Mohammadpour H，Shahzamani K，et al.The relationship between HLA-G and viral loads in non-responder HCV-infected patients after combined therapy with IFN-alpha2alpha and ribavirin[J].Hum Immunol，2015，76(2-3)：181-186.

[21]Amiot L，Vu N，Rauch M，et al.Expression of HLA-G by mast cells is associated with hepatitis C virus-induced liver fibrosis[J].J Hepatol，2014，60(2)： 245-252.

[22]Rizzo R，Bortolotti D，Bolzani S，et al.HLA-G Molecules in Autoimmune Diseases and Infections[J].Front Immunol，2014，5： 592.

[23]Ines Z，Ben YH，Bortolotti D，et al.Association betweeen sHLA-G and HLA-G 14bp deletion/insertion polymorphism in Crohn’s disease[J].Int Immunol，2015，10：1093.

[24]Zhang X，Li S，Zhang Y，et al.Meta-analysis of the relationship between 14bp insertion/deletion polymorphism of HLA-G gene and susceptibility to systemic lupus erythematosus[J].Hum Immunol，2014，75(12)： 1171-1176.

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