人類白細胞抗原G參與免疫調節(jié)研究進展①

趙桂增 張晨光

(新鄉(xiāng)醫(yī)學院醫(yī)學檢驗學院,新鄉(xiāng) 453000)

人類白細胞抗原G(human leukocyte antigen G，HLA-G)是一種功能性非經(jīng)典HLA-Ib類分子，其糖蛋白重鏈通過非共價鍵與β2微球蛋白結合，具備類似經(jīng)典HLA-Ⅰ類抗原結構，擁有七種異構體的表達形式(膜型HLA-G1～HLA-G4、分泌型HLA-G5～HLA-G7)。生理條件下，HLA-G僅表達在胎盤滋養(yǎng)層細胞、胸腺、角膜、指甲基質、胰腺、紅細胞和內皮細胞的前體。病理條件下，HLA-G可異常表達于腫瘤、病毒感染、自身免疫性疾病和單核細胞上[1]。目前認為，HLA-G是免疫耐受分子，作用在母胎界面維持母胎免疫耐受，促進移植物耐受，減少炎癥和免疫應答，有利于腫瘤的發(fā)生發(fā)展[2，3]。

1 HLA-G分子的免疫調節(jié)功能

作為機體內重要的免疫耐受分子，HLA-G在免疫調節(jié)中發(fā)揮重要作用。膜型和分泌型HLA-G通過與自然殺傷細胞(natural killer cells，NK)、樹突狀細胞(dendritic cells，DC)、CD8+T細胞及中性粒細胞上抑制性受體[ILT-2(LILRB1/CD85j)、ILT-4(LILRB2/CD85d)和KIR2DL4]結合發(fā)揮免疫抑制特性，可有效抑制CD4+T細胞增殖，抑制 NK細胞、CD8+T細胞的殺傷功能，抑制DC抗原遞呈、B細胞分化和上調抗炎細胞因子IL-10的分泌，調節(jié)固有免疫和適應性免疫(圖1)。

1.1HLA-G通過與抑制性受體結合直接抑制免疫細胞

1.1.1HLA-G對NK細胞的作用 第一個被證實的HLA-G功能是其對蛻膜NK細胞的直接抑制作用[4]。研究表明，通過與NK細胞上的受體ILT2相互作用，由靶細胞(滋養(yǎng)層細胞、腫瘤細胞、轉染細胞系)表達的膜型HLA-G1或可溶性HLA-G5存在于微環(huán)境中，抑制NK細胞的自然殺傷功能，從而保護表達HLA-G的細胞[5]。HLA-G甚至可以抑制MICA/NKG2D誘導的激活，從而抑制免疫細胞的功能[6]。HLA-G與ILT2相互作用還可抑制IFN-γ的分泌，下調趨化因子受體，抑制外周血NK細胞的趨化作用[7]。

圖1 HLA-G分子的免疫調節(jié)功能Fig.1 Immunomodulatory functions of HLA-G

1.1.2HLA-G對T細胞的作用 識別HLA-G分子的受體ILT2在初始型T細胞中處于低水平表達，但在HLA-G分子富集的環(huán)境下表達上調[8]。HLA-G可抑制CD4+T細胞的同種異體增殖和CD8+T細胞的殺傷功能，同時誘導細胞因子表達譜向Th2型細胞轉化并產(chǎn)生TNF-α、IFN-γ和IL-10 等細胞因子[9]。

1.1.3HLA-G對B細胞的作用 HLA-G通過與ILT2相互作用，抑制起源于外周血和次級淋巴器官(如扁桃體)B細胞的增殖、分化以及抗體分泌。這種抑制是由于在富含IL-10的細胞因子環(huán)境中使B細胞處于G0/G1期。在同種異體移植中，部分是由于B細胞分泌抗移植物的抗體，從而導致移植失敗[10]。因此，HLA-G對同種異體B細胞的抑制作用，有可能成為預防移植物排斥治療的新策略。

1.1.4HLA-G對DC細胞的作用 當HLA-G與樹突狀細胞上的ILT2和ILT4受體結合時，HLA-G在樹突狀細胞等抗原遞呈細胞(antigen presenting cell，APC)上的功能才得以顯現(xiàn)。ILT2受體可調節(jié)單核細胞的一種或多種抗原提呈功能，如抗原的攝取和提呈、遷移能力、細胞因子的產(chǎn)生和共刺激表達等。在HLA-G存在的情況下，APC在體外不能刺激T細胞的增殖反應；在體內，HLA-G與ILT4相互作用阻礙DC成熟，導致移植物遲發(fā)性同種異體排斥反應[11]。其他研究報道，HLA-G可以激活MHCⅡ表達途徑，誘導共刺激分子(如CD80和CD86)和IL-12的分泌[12]。

1.1.5HLA-G對中性粒細胞的作用 最近證實，原代人嗜中性粒細胞表達ILT4，這種表達是在髓母細胞系PLB-985分化為“中性粒細胞”過程中誘導表達的，從而將中性粒細胞定位成HLA-G新的潛在靶點[13]。功能測定表明，HLA-G確實抑制了嗜中性粒細胞的吞噬功能，也抑制了CD32a誘導的活性氧產(chǎn)生。此外，炎癥刺激誘導的中性粒細胞脫顆粒增加了ILT4的表達，這是由于細胞內物質迅速移位到細胞表面所致。因此，HLA-G介導ILT4的上調對中性粒細胞吞噬功能的抑制作用增強。

1.2HLA-G作用于免疫細胞的間接抑制作用

1.2.1HLA-G誘導調節(jié)性T細胞 調節(jié)性T細胞被認為是維持正常免疫平衡的核心，在移植、腫瘤、自身免疫性疾病、過敏、感染等疾病中起關鍵作用。誘導的調節(jié)性T細胞來源于抗原刺激后的外周T細胞庫，這種調節(jié)性T細胞也可以在體外被誘導。研究證明HLA-G陰性的APC在體外能誘導同種異體T細胞的活化和增殖[14]，而表達HLA-G1的APC則能誘導調節(jié)性T細胞的分化，這些調節(jié)性T細胞對刺激反應不敏感，并能抑制同種異體反應。

1.2.2HLA-G誘導抑制性受體表達上調 一項研究利用細胞系和外周血單個核細胞，證實細胞表面HLA-G1和分泌型HLA-G5能夠上調APCs(ILT2和ILT4)、NK細胞(ILT2和KIR2DL4)和CD4+T細胞(ILT2和KIR2DL4)的受體表達[15]。通過這種機制，HLA-G可以提高表達HLA-G受體細胞的激活閾值，從而降低免疫應答,增加細胞對自身免疫抑制功能的敏感性。

1.2.3HLA-G通過Trogocytosis的作用機制 Trogocytosis是指細胞間通過細胞接觸快速獲取包膜片段或相關分子的現(xiàn)象，它依賴于包膜片段的轉移[16]。它不是單個分子的轉移，而是一種攜帶膜內和跨膜蛋白的完整膜片段,其所獲得的分子僅在有限的時間內停留在新細胞宿主的表面，但仍具有功能。因此，通過Trogocytosis，一個細胞可以暫時使用它本身不表達的蛋白質。研究發(fā)現(xiàn)含有HLA-G的膜片段可以通過細胞分裂從抗原遞呈細胞轉移到T淋巴細胞，從靶細胞轉移到活化的NK細胞和單核細胞，以及在自體單核細胞之間的轉移，從而發(fā)揮免疫耐受功能[17]。

2 HLA-G介導移植免疫耐受

免疫耐受對移植器官的存活有著極其重要意義，迄今為止，對超過1 500例曾經(jīng)進行過心臟、腎臟、肝臟移植的患者研究發(fā)現(xiàn)，在移植物或患者血漿中高表達HLA-G的移植物更容易存活[18]。最新研究表明，供者HLA-G基因多態(tài)性對腎移植急性排斥反應的易感性有顯著性差異[19]。14 bp插入/缺失和+3142GG基因型可改變HLA-G的表達水平,對腎移植排斥反應具有保護作用，而有些基因型就沒有免疫耐受功能。這就要求我們關注HLA-G的同時，必須深入剖析HLA-G發(fā)揮免疫耐受的作用機制。

HLA-G在減少移植物排斥反應中的作用可能與其受體ILT2和ILT4的相互作用有關[20]。HLA-G與其受體相互作用可以抑制CD8+T細胞和NK細胞的細胞毒活性；抑制CD4+T細胞同種異體增殖；抑制同種異體反應性T細胞的細胞周期進程以及APC的成熟。

B細胞介導的體液免疫在移植排斥反應中也特別重要，它通過產(chǎn)生同種異體抗體而導致急性和慢性移植物功能障礙。研究發(fā)現(xiàn)，在肺移植患者體內檢測到HLA-G表達的同時，檢測到的抗HLA抗體的比例顯著降低，這反映了HLA-G對體液免疫的潛在保護作用[21]。這也與最近證實的HLA-G對B細胞增殖、分化和抗體分泌的抑制作用一致[22]。

此外HLA-G能有效降低Th1細胞因子(IFN-γ、IL-2、TNF-α等)分泌,誘導Th2細胞因子(IL-3、IL-4、IL-10等)產(chǎn)生。最后，HLA-G在體外可上調人內皮細胞的表達，這也可能是一種預防移植后免疫介導的內皮損傷的策略。

3 HLA-G介導腫瘤免疫耐受

免疫系統(tǒng)能夠識別腫瘤細胞及非正常的抗原表達，從而維護機體的正常運轉。但是為了生存，腫瘤必須擊敗宿主的免疫系統(tǒng)，這個過程包括三個基本階段：免疫消除、免疫平衡和免疫逃逸。HLA-G可以干擾每個階段免疫作用，導致腫瘤逃避免疫監(jiān)視和清除[23]。

3.1免疫消除階段 在消除階段，腫瘤細胞被免疫系統(tǒng)檢測并被清除。根據(jù)腫瘤細胞的不同，這一過程可能涉及固有細胞 (如中性粒細胞、巨噬細胞、NK細胞)或適應性細胞 (APCs、T細胞、B細胞)的免疫亞群。HLA-G可通過抑制性受體ILT2和ILT4來抑制CD8+T細胞和NK細胞的殺傷功能。因此，腫瘤可以利用HLA-G來保護自己不受已經(jīng)激活的免疫效應的影響。腫瘤部位HLA-G的存在也可能抑制中性粒細胞的細胞因子和趨化因子的分泌，從而干擾效應細胞的募集。此外，腫瘤還可通過APCs誘導HLA-G的表達，在這種情況下，可能被抑制的不是免疫效應功能，而是它們的產(chǎn)生。HLA-G的表達有助于某些腫瘤細胞逃離消除階段。

3.2免疫平衡階段 在消除階段，大部分腫瘤細胞被免疫系統(tǒng)清除。然而，有些細胞可能會存活下來進入平衡階段。在這個階段，HLA-G處于低水平表達，但卻為腫瘤細胞的逃逸提供了機會。HLA-G的低表達可抑制免疫細胞的反應性，促進調節(jié)性細胞的產(chǎn)生和IL-10等免疫抑制因子的分泌，同時抑制免疫細胞趨化作用。因此，低表達的HLA-G給腫瘤制造了更多進化的機會，使腫瘤細胞偏離平衡階段，開始逃逸階段。

3.3逃逸階段 要在免疫能力強的宿主中存活下來，腫瘤細胞必須繞過所有的免疫防御。在逃避期，腫瘤細胞失去了重要的免疫識別分子，并傾向于僅在細胞表面表達HLA-G，使其對效應細胞的敏感性降低，為快速生長的腫瘤創(chuàng)造了一個缺氧的微環(huán)境，促進血管生成、侵襲和轉移，并誘導腫瘤細胞表達HLA-G。此外，在這一階段產(chǎn)生的免疫抑制細胞因子IL-10上調HLA-G的表達[24]。

在許多腫瘤及腫瘤浸潤組織中都可檢測到HLA-G表達，這也從側面反映了HLA-G在腫瘤感染機體中不可或缺的作用，大量實驗證實 HLA-G可以幫助腫瘤細胞逃離免疫監(jiān)視、輔助轉移，因此，檢測 HLA-G可以為臨床診斷、治療腫瘤提供新的思路。

4 展望

總之，HLA-G是重要的免疫耐受分子，無論移植物還是腫瘤組織中HLA-G都伴隨著免疫抑制，通過抑制機體免疫系統(tǒng)使其發(fā)揮著重要的生物學功能。HLA-G的免疫抑制性在機體中具有兩個相反角色，在妊娠障礙和器官移植的免疫治療中，應考慮通過上調 HLA-G的表達，從而保護胎兒和移植物的存活和功能；在腫瘤的免疫治療中，則應干擾、阻斷甚至下調 HLA-G 來切斷免疫逃逸途徑，改變腫瘤生存環(huán)境，使免疫系統(tǒng)有效清除腫瘤細胞。HLA-G的表達為臨床免疫耐受的誘導、移植物的生存、腫瘤免疫逃逸提供了新的策略和思路。提示 HLA-G 可以作為潛在的臨床診斷、預后評估以及免疫治療的靶點。