免疫调节分子——人类白细胞抗原-G的研究进展

许汝炜，李贵森

(1.泸州医学院附属医院肾脏内科，四川 泸州 646000；2.四川省医学科学院·四川省人民医院肾脏内科暨肾脏病研究所，四川 成都 610072)

免疫调节分子
——人类白细胞抗原-G的研究进展

许汝炜1,2，李贵森2△

(1.泸州医学院附属医院肾脏内科，四川 泸州 646000；2.四川省医学科学院·四川省人民医院肾脏内科暨肾脏病研究所，四川 成都 610072)

人类白细胞抗原-G(human leucocyte antigen-G，HLA-G)属于非经典的HLA I类分子，由于其多态性低及限制性组织分布等特点区别于经典的HLA I类分子。通过其mRNA的可变剪接形成7种异构体，包括4种膜结合型及3种可溶型。HLA-G通过受体介导与几乎所有免疫细胞交互作用在先天及适应性免疫时均发挥免疫调节作用。它最初被发现表达于母胎界面的绒毛外滋养层细胞，参与母体对胎儿的耐受，生理情况下HLA-G高表达于一些免疫豁免组织及造血系细胞，病理状态下则异位表达在例如恶性肿瘤、病毒感染及自身免疫性疾病等。本文着重介绍HLA-G的基因及蛋白质表达特点及HLA-G表达水平与不同疾病的关系。

HLA-G，免疫调节，异位表达

Geraghty等[1]于1987年发现了一种与经典的I类人类白细胞抗原(human leukocyte antigen，HLA)不同的HLA分子，后来被命名为HLA-G。HLA-G与经典的HLA I类分子高度同源，但其不论是结构还是功能均有别于经典的HLA I类分子。近年对于HLA-G的生理和病理效应及机制做了较深入的研究，本文就这些研究进展做一综述。

1 HLA-G分子的生物学特点

1.1 HLA-G基因及其表达 HLA-G基因全长4144bp(NG_029039)，位于主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex，MHC)位点的6p21.3区域内，包含8个外显子，编码338个氨基酸的蛋白质。HLA-G是单次I型跨膜蛋白，包括一个信号肽，三个功能区(α1～α3)，以及一个疏水性跨膜区和胞浆区。根据mRNA可变剪接，以及与β2微球蛋白的关系，HLA-G分子有七种不同异构体，其中HLA-G1～-G4为膜结合型抗原(mHLA-G)，HLA-G5～-G7为可溶性抗原(sHLA-G)[2，3]。sHLA-G 可以由mRNA通过可变剪接产生，也可以是膜结合型通过蛋白水解脱落产生。HLA-G的7种亚型均含有α1结构域，推测α1与其免疫耐受功能有关。

1.2 HLA-G基因和蛋白质的特点 与经典的HLAⅠ类分子不同，HLA-G具有基因及蛋白的多态性低、独特的表达调节、限制性的组织学分布等特点[2，3]：①基因多态性低，其蛋白水平的多态性更低[3～5]。截止目前已经发现其有218个单核甘酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)位点，仅有极少数会直接引起氨基酸序列改变，包括错义突变，移码变异及剪接变异等(IMGT/HLA database，January 2015)。基因序列变异分布有明显的种族差异。②独特的表达调节：由于HLA-G 5’端存在修饰的增强子A以及缺少干扰素刺激反应元件，使之对NF-κB和IFN-β刺激缺乏反应[5]。此外，启动子区存在多个SNP位点，会影响其mRNA的表达，稳定性，定位及翻译[5～7]。而3’端非翻译区(3’ untranslated region，3’UTR)基因变异可能影响HLA-G mRNA的表达水平、稳定性、转化、迁移率和剪接等[5，7]。例如，研究发现其3’UTR的14bp插入缺失(insertion/deletion，Indel)多态性(rs66554220)位点会影响其mRNA的表达与稳定性，缺失型会稳定其mRNA，导致HLA-G的表达水平更高。③限制性的组织分布：HLA-G最早发现于母胎界面的绒毛膜滋养层细胞上，在生理条件下，HLA-G高表达于一些“免疫赦免”部位，如胸腺上皮细胞、CD14+单核细胞等[2，3]。HLA-G在一些病理状态下可以异位表达：如肿瘤、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受体及相关蛋白质 HLA-G需要与免疫细胞上受体结合发挥作用，其受体包括白细胞免疫球蛋白样受体B1(leukocyte immunoglobulin-like receptor B1，LILRB1，也叫ILT2/CD85j)和LILRB2(或ILT4/CD85d)，杀伤细胞免疫球蛋白样受体2DL4(killer cell immunoglobulin-like receptor 2DL4，KIR2DL4，也叫CD158d)，CD8和CD160等[2，3]。HLA-G可以高表达于人类树突细胞DC-10上，DC-10树突细胞在HLA-G介导的长期免疫耐受中起重要作用[8]。LILRB1主要表达于NK细胞、T细胞、树突细胞和蜕膜巨噬细胞；LILRB2主要表达于单核细胞、巨噬细胞和树突细胞[2，3]。这些受体可以与其他HLA I类分子结合，但与HLA-G的亲合力更强[2，3]。

HLA-G分子可以分为β2微球蛋白(β2-microglobulin，β2-M)相关形式(β2-M associated form)和无β2-M形式(β2-M free form)，前者包括HLA-G1和HLA-G5，其他五种异构体属于无β2-M形式[2]。β2-M在HLA-G与受体结合及发挥效应中起重要作用，其中LILRB1与HLA-G结合需要依赖于β2-M的存在，而LILRB2可以识别两种形式的HLA-G[2]。

2 HLA-G与妊娠

HLA-G最初发现表达于正常妊娠时母胎界面的绒毛膜滋养层细胞。HLA-G在孕早期高表达，孕中晚期逐渐降低。正常妊娠妇女外周血中HLA-G水平较未妊娠妇女高2～5倍，而复发性流产及经历3次以上的试管婴儿植入失败的妇女外周血HLA-G的水平显著低于成功妊娠妇女[9]。HLA-G通过与免疫细胞表面抑制性受体结合而发挥免疫抑制功能，使胎儿免受母体免疫系统如细胞毒性T细胞、蜕膜NK细胞及细胞毒性细胞因子的攻击，在胎盘形成及早期妊娠中起重要作用[5，10]。低水平或缺乏HLA-G与一些病理妊娠相关，包括先兆子痫、复发性流产、早产等[5，10]。研究发现，HLA-G多态性也可以通过影响HLA-G表达水平、影响HLA-G mRNA剪接或稳定性从而导致母体发生病理妊娠[5，10]。

还有研究表明在含有sHLA-G的培养基中形成的胚胎植入后成功妊娠率较对照组高，且HLA-G有助于胚泡植入宫壁，参与胎儿绒毛滋养层细胞侵入蜕膜和螺旋动脉的重建[5，9]。显示HLA-G在预测早期妊娠成功、辅助生殖技术及诊断妊娠并发症上有一定的临床意义。

3 HLA-G与移植

免疫抑制对移植的器官存活有重要意义，既往的研究证实，在心、肝、肺、肾等多种器官移植的患者中，高水平的HLA-G同移植后急性、慢排斥反应呈负相关[12～14]。例如对于肾移植的患者，发生排异的个体血清中sHLA-G水平要明显低于无排异的患者，同时排异患者肾组织HLA-G mRNA水平与血清中sHLA-G也有很好的相关性[13]。对于心脏移植患者也观察到移植后sHLA-G水平同免疫治疗相关，移植后1月发生严重排斥反应的患者血中sHLA-G水平明显低于耐受良好者，提示其可作为治疗和预后的指标[11]。对63例肺移植的研究也显示，早期肺组织中表达HLA-G是慢性移植肺失功能的保护因素[风险比0.13(0.03～0.58)，P= 0.008][14]。在干细胞及骨髓移植中也观察到HLA-G的水平与移植物抗宿主病(graft-versus-host disease，GVHD)的发生减少呈负相关[15]。目前关于HLA-G与移植的关系多是观察性研究，还缺乏一些有效的干预措施来主动调节HLA-G。

4 HLA-G与疾病的关系

4.1 恶性肿瘤 肿瘤与免疫系统相互作用包括三个时相：免疫清除(elimination)、免疫平衡(equilibrium)和免疫逃逸(escape)，HLA-G可以干扰每个时相的免疫作用，导致肿瘤逃避免疫监视和清除[16]。在许多肿瘤及肿瘤浸润组织中都可检测到HLA-G表达，包括实体瘤如黑色素瘤、消化道肿瘤、肾透明细胞癌、乳腺癌、多形性胶质母细胞瘤以及血液系统肿瘤如急慢性白血病和霍奇金淋巴瘤等。最初Paul等发现黑色素瘤细胞系中存在HLA-G mRNA和蛋白表达；而对于黑色素瘤患者皮肤活检中，仅在肿瘤发生部位皮肤检出HLA-G抗原表达，HLA-G黑色素瘤中的表达显著高于皮肤良性病变[17]。黑色素瘤患者血清HLA-G浓度与肿瘤临床分期和大小密切相关。

对于肾癌的研究发现，HLA-G表达与肾肿瘤组织病理分型有关，在38例不同类型肾癌标本中，12例透明细胞癌中7例(58%)有HLA-G抗原阳性表达，而其他类型肾癌和正常肾组织则不表达HLA-G抗原。进一步研究发现，HLA-G阴性的肾癌细胞不能抵抗免疫细胞的杀伤作用，而HLA-G阳性者可抵御多种免疫细胞如CTL、NK细胞及LAK细胞的杀伤效应。近年来研究表明在恶性B淋巴细胞肿瘤中HLA-G扮演了一个双重角色，因血液恶性肿瘤时肿瘤细胞亦是免疫细胞，其能表达HLA-G的抑制性受体ILT-2，HLA-G与受体ILT-2结合后，肿瘤细胞一方面表现出抑制免疫系统的抗肿瘤效应，另一方面则通过ILT-2在恶性淋巴细胞增殖时表达出抑制增殖信号，其作用关键在于以上两者的平衡[16]。

许多研究也显示HLA-G基因多态性与肿瘤易感性相关，主要集中在HLA-G 3'UTR 14bp插入缺失多态性位点。最近发表的一个meta分析纳入了14个研究共2757例癌症患者和3972例对照，结果显示该插入缺失多态性与总体癌症患者的易感性无明显相关性，但亚组分析显示该多态性与乳腺癌易感性增加相关[18]。

总之，大量研究显示[16]： HLA-G主要表达于恶变的组织，且多见于恶性实体肿瘤组织学分级高、临床分期较晚的病例，与恶性肿瘤的渗出、转移及浸润相关，这些证据均支持HLA-G可能参与肿瘤的形成和发展，也可能用于肿瘤的预测预后、指导免疫治疗，可能成为一个新的肿瘤标志物[16]。HLA-G在肿瘤组织的异常表达可能与其基因启动子的去甲基化和多种免疫抑制性因子的激活有关。

4.2 感染性疾病 多项研究分别观察多种病原体(如细菌、病毒和寄生虫等)感染后HLA-G表达水平的变化[6]。在严重的菌血症或败血症休克时可检测到患者血浆中sHLA-G5，提示其可能抑制了中性粒细胞活性致感染大量扩散有关，但是它并不能区别这些患者是菌血症/败血症还是不明原因发热[19]。病毒感染时HLA-G水平有较明显改变，如巨细胞病毒、疱疹病毒、丙型肝炎病毒及嗜神经病毒(单纯疱疹病毒1型及狂犬病毒)等感染时均发现了HLA-G表达水平的上调[6]。其中以HIV感染研究最多，未治疗的HIV患者血浆HLA-G水平明显增高，多项研究表明HLA-G水平同HIV病程进展有关，在初期感染及病程快速进展时，HLA-G水平升高，但在慢性病程及病程长期未进展时HLA-G降至普通水平[6]。HLA-G在丙型肝炎病毒感染时高表达，并且HLA-G与这些患者的治疗反应以及肝脏纤维化相关[20，21]。

关于HLA-G与寄生虫感染的关系也有少量报道，包括疟原虫、利什曼原虫、弓形虫等[6]。例如有报道发现，HIV阴性的内脏利什曼病患者中sHLA-G阳性率为35%，而同时存在内脏利什曼病与HIV阳性者，sHLA-G阳性率为50%；但是二者同时感染者，血清sHLA-G阳性率及平均水平均较单独感染HIV的患者低，作者认为血清sHLA-G升高并发生二者同时感染的患者预期寿命可能更短[6]。

4.3 炎性疾病及自身免疫性疾病 在多种自身免疫性疾病患者血清中均发现sHLA-G水平升高，例如系统性红斑狼疮(SLE)、克罗恩病、类风湿性关节炎、幼年特发性关节炎、银屑病等[22]。这些患者血清sHLA-G水平增高可能与其疾病发生相关，同时在多种自身免疫疾病患者也发现这些疾病与该基因3'UTR 14bp插入缺失多态性相关[22～24]。

研究发现，SLE患者血清sHLA-G水平较对照组明显升高，同时这些患者周围淋巴细胞及皮肤组织中也存在较弱的HLA-G表达；但是sHLA-G水平与SLE疾病活动指数无明显相关性。有作者还研究了HLA-G多态性与SLE发生的关系，提示SLE易感性与该基因3'UTR 14bp插入缺失多态性相关。对7个研究1864例患者及2259例对照进行meta分析显示，不论是在亚洲人还是高加索人中，插入型会显著增加个体对SLE的易感性[24]。

总之，HLA-G是一类重要的免疫调节分子，主要通过抑制性受体发挥免疫抑制作用，这种免疫抑制效应有时对机体有利，例如妊娠及移植；有时对机体有害，例如肿瘤或病毒感染。研究其不同亚型与临床疾病的关系及增高的机制，有助于深入了解这些疾病的发病机制，并有可能为临床提供新的生物标志物和治疗靶点。

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The research progress of Immunomodulatory molecules：HLA-G

XU Ru-wei，LI Gui-sen

国家自然科学基金资助项目(编号：81170666)

R392

B

1672-6170(2015)04-0167-04

2015-03-04；

2015-03-28)

△通讯作者