HLA-G在部分头颈部恶性肿瘤中表达研究进展
2014-08-15徐喜龙郭晓光王龙龙
徐喜龙 郭晓光 王龙龙
内蒙古科技大学包头医学院2011 级肿瘤外科,内蒙古包头 014030
头颈部肿瘤是包括原发于鼻腔、鼻窦及鼻咽、口咽、喉咽、颈段食管、甲状腺、涎腺、口腔、喉、耳的肿瘤。全球每年新增约65 万头颈部恶性肿瘤病例,发病率约为14/10 万,死亡率约50%,我国年发病率约为15.22/10 万,占全身恶性肿瘤的5%.严重威胁人类健康。
人类白细胞抗原G(HLA-G)也被称为非经典HLA-Ⅰ类抗原分子,因为它不同于经典的HLA 类I 类分子的遗传多样性,结构,表达和功能。HLA-G 最初发现在母胎界面绒毛滋养层细胞中的表达,先后发现在黑色素瘤、乳腺癌、食道癌、胃癌、肾癌等恶性肿瘤中表达,可以诱导HLA-G 的表达的疾病,包括癌症,肝移植,多发性硬化症,炎症性疾病和病毒感染(主要为人乳头瘤病毒)。近年来,国内外开展大量关于HLA-G 在肿瘤免疫过程中的作用及其在头颈部恶性肿瘤中表达的研究。本文就HLA-G 分子特点、功能及其与肿瘤的相关性和在部分头颈部恶性肿瘤中的表达进行综述。
1 HLA-G 分子特点
HLA-G 位于HLA 基因复合体内,位于人类6 号染色体,其不同于其他类HLA I 类分子,主要表现在[1]①限制蛋白质变异;②存在一些膜结合和可溶性亚型所产生的初级转录的选择性剪接;③独特的分子结构,有限多态性,它分布于α1,α2 和α3 结构域有43 个等位基因多态性;④调节免疫反应;⑤限制在组织中的表达,分布较局限。此外它多态性可以使其产生7 种替代基因编码四个膜结合型(HLA-G1-HLA-G4)和三个分泌亚型(可溶性HLA-G,HLA-G5 的HLA-G7),缺乏跨膜结构域。另外,HLA-G1也可以被释放到培养基中由蛋白水解裂解形成可溶性HLA-G1[2]。所有的HLA-G 异构体都包含有α1 胞外结构域,可能与HLA-G免疫抑制相关。在生理条件下,HLA-G 表达主要限制在胎儿组织如羊膜细胞,红细胞前体细胞滋养细胞,包括角膜,胸腺,胰岛细胞,血管内皮细胞的前体和外周血淋巴细胞以及其他免疫细胞,如树突状细胞(DC)和巨噬细胞。
2 HLA-G 的功能特点
2.1 HLA-G 与免疫能力
HLA-G 可以通过直接结合各种抑制性受体从而起到免疫抑制作用,如免疫球蛋白样转录体2(ILT2/CD85j/LILRB1)、免疫球蛋白样转录体4(ILT4/CD58d/LILRB2)及杀伤细胞抑制性受体KIR2DL4/CD158d。这些受体除了表 在NK 细胞(KIR2DL4、ILT2) 上外,也在T 细胞和B 细胞(ILT2)、单核/ 巨噬细胞(ILT2、ILT4)、树突状细胞(ILT2、ILT4) 上表达[3]。HLA-G 与相应受体结合后,抑制CD4 T细胞功能与增殖,减弱NK 细胞杀伤功能,使APC 抗原提呈和分泌细胞因子减少,抑制细胞免疫耐受功能。
2.2 HLA-G 与免疫应答
HLA-G 可以直接与不同的免疫细胞亚群结合,其包括NK细胞,T 细胞和专业的抗原呈递细胞(APC),以及通过这些受体内皮细胞[3]。其中NK 细胞活性的平衡信号分别来自于刺激型和产生相反作用的抑制型,并在这方面,HLA-G 主要通过与抑制性受体LILRB1 的相互作用,抑制NK 细胞活性[4,5]。LILRB1 具有较高的亲和力HLA-G 的比其他的HLA I 类分子的亲和力增加的结果,形成为HLA-G 的二硫键的二聚体和三聚体。HLA-G 与不同的免疫细胞亚群结合相互作用是伴随着在免疫反应的不同阶段,如分化,增殖,细胞溶解和细胞因子分泌的产生。
2.3 HLA-G 与免疫调节
HLA-G 对免疫系统的间接调节主要通过能使T 细胞分化成为抑制性T 细胞,起到免疫抑制作用。HLA-G1 能够诱导T 细胞分化成CD3+、CD4low 或CD3+、CD8low 等具有免疫抑制作用的细胞,并依赖IL-10 发挥免疫抑制功能。Yu-HWA Huang[6]等人研究发现也证实HLA-G 的调节性T 细胞介导的抑制作用严重依赖于分泌的IL-10,而不是TGF-β。此外,HLA-G 还可以通过其反馈机制发挥其抑制活性。
3 HLA-G 与肿瘤发生的功能相关性
3.1 HLA-G 与肿瘤发生的功能基础
越来越多的证据表明,疾病的产生是由基因和环境相互作用,包括癌症的发生,其在病因学中起到重要作用。肿瘤微环境的变化可能参与HLA-G 的表达调控。然而,对于他们中的大多数的分子机制尚待阐明。在肿瘤中,已被证明能发挥重要的作用,HLAG 能够产生介导的免疫抑制状态的微环境,促使肿瘤浸润,以及诱导免疫细胞产生免疫抑制的分子。
3.2 HLA-G 与肿瘤发生发展功能相关性
HLA-G 可能涉及到肿瘤免疫的免疫抑制、免疫监视和免疫逃逸。①其第一个步骤是清除阶段,涉及消除肿瘤细胞的适应性和先天免疫系统的细胞。在这个阶段,Th1 细胞因子如IFN-γ,肿瘤浸润淋巴细胞(TIL),NK 细胞可能在识别并杀死肿瘤细胞中起到十分重要作用。HLA-G 是能够诱导产生耐受性树突状细胞[7],抑制NK 细胞或T 细胞[8],从而产生免疫抑制,使肿瘤细胞存活。②第二步骤是保留肿瘤细胞的持久性的平衡阶段,即一部分肿瘤细胞进入休眠,而一部分肿瘤细胞发生突变,使其具有新的免疫原性,宿主免疫系统降低对具有免疫原性的肿瘤增殖的选择。使具有低免疫原性的肿瘤细胞得以生存,这个阶段的特点是HLA-G的启动子[9],如去甲基化和组蛋白乙酰化导致转录激活HLA-G的表达。免疫监视在这一阶段可能起到重要作用[10]。③最后一个阶段,称为免疫逃逸,突变的肿瘤细胞适应宿主而生存,可能至少部分是由于免疫逃逸,促进肿瘤的发展。例如,慢性炎症,与活化的NF-JB 增加了产生HLA-G 分子导致的蛋白水解脱落的结构[11]。研究证实,肿瘤衍生的细胞因子IL-10 和TGFB,缺血、缺氧,均可诱导HLA-G 表达[12]。这些过程共同导致肿瘤促进肿瘤抗原特异性免疫应答,促进肿瘤细胞的逃逸[10,13]。此外炎症过程中,进一步诱发恶性转化的HLA-G 在巨噬细胞浸润。因此炎症可能促进肿瘤的发展。使HLA-G 上调肿瘤细胞的增长。
最后,HLA-G 的功能相关性根据其表达的肿瘤细胞或肿瘤浸润细胞的不同。当肿瘤细胞表达时,它构成了一个有效的方式逃避免疫监视发挥其免疫抑制特性。所以,当HLA-G 表达时则有益于肿瘤侵润。因此,其对免疫细胞的影响可以促进肿瘤发生,并可能与肿瘤生长有关。
4 HLA-G 的表达在头颈恶性肿瘤中的功能意义
4.1 鼻咽癌
鼻咽癌是头颈部的一种恶性肿瘤,大多来源于鼻咽上皮,有明显地域差异,我国南方发病率较高。由于鼻咽部解剖位置隐蔽,鼻咽癌早期症状不典型,所以早期诊断是鼻咽癌患者生存的关键。由于鼻咽部的淋巴组织丰富,免疫相关基因可能有助于鼻咽癌的发展。Man-Bo Ca[14]等人采用免疫组化对552例鼻咽癌患者研究发现,HLA-G 表达437例,占鼻咽癌患者总数79.2%,说明HLAG 蛋白的过度表达可能与鼻咽癌相关。HLA-G 蛋白的表达,此外在正常鼻咽上皮组织未见表达。因此,在鼻咽癌中HLA-G 可能发挥了重要作用。此外,另外观察到187/552(33.9%)鼻咽癌组织高表达HLA-G。而这些鼻咽癌患者中,HLA-G 的高表达与肿瘤N分期,复发和转移及组织学类型相关(P<0.05)。因此,HLA-G 表达与鼻咽癌的预后可能密切相关。
4.2 甲状腺乳头状癌
甲状腺乳头状癌(PTC)是最常见头颈部恶性肿瘤,发生淋巴结转移早,具有高频复发,远处转移特点,因此早期诊断和治疗是改善预后较好的存活率的关键,NUNES LM[15]等人在石蜡包埋甲状腺活检70 甲状腺乳头状癌患者(其中40 人已转移)进行了评估。观察甲状腺乳头状癌肿瘤细胞中HLA-G 的染色,发现HLAG 在发生伴有淋巴结转移(P=0.0006)和包膜浸润(P=0.02)的PTC 肿瘤细胞中明显表达。HLA-G 在甲状腺癌表达可能会削弱PTC 高效的抗肿瘤免疫。这表明HLA-G 可能在甲状腺乳头状癌有预后价值。此外,Dardano A[16]等人通过对甲状腺乳头状癌患者中循环可溶性HLA-G 评估,认为甲状腺乳头状癌的侵袭转移与血浆可溶性HLA-G 水平存在相关关系。
4.3 口腔鳞状细胞癌
在我国口腔癌并不少见,其发生率约占全身恶性肿瘤的1.75%~5.18%,并呈逐年上升的趋势,温州医学院刘海鑫,施更生等人[17]用免疫组织化学法检测口腔鳞状细胞癌及正常口腔黏膜组织HLA-G 的表达情况,发现HLA-G 分子在口腔鳞状细胞癌组织中的阳性表达率为55.77%(29/52),在正常口腔黏膜组织中无表达(0/20)。HLA-G 分子表达与口腔鳞状细胞癌临床TNM 分期有相关性(P<0.05),但与年龄、性别、肿瘤分化程度之间不能明确相关关系。HLA-G 分子可能与口腔鳞状细胞癌细胞的免疫逃避有密切关系进而促进了口腔鳞状细胞癌的发生发展。
4.4 喉癌
Silva TG[18]等人系统地比较了HLA-G 在良性,恶性和恶性喉癌病变的表达,收集喉部病变109例,其中27例喉乳头状瘤,17例发育异常,10例原位喉癌,27 喉癌无转移,28例转移性喉鳞癌和10例正常喉标本,采用免疫组化方法。结果显示非经典HLA 分子根据喉部病变不同表现出明显的分布格局。在良性和癌前病变HLA-G 的表达增加,在浸润性癌和相应有转移淋巴结中逐渐下降。实验说明低表达HLA-G 的出现是喉部恶性病变的良好指标。
此外,研究发现HLA-G 在皮肤基底细胞癌、喉癌、黑色素瘤、视网膜肿瘤等头颈部恶性肿瘤中均有阳性表达,而在头颈部涎腺恶性肿瘤中未见报道。研究证实HLA-G 主要表达在实体肿瘤和血液系统恶性肿瘤[19],随着近年来头颈部恶性肿瘤日趋增多,由于其广泛的表达,HLA-G 的也可以作为癌症患者的治疗目标,这将作为一个长远目标加以解决。并判断其预后。
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