HLA基因及其多态性与IVF—ET治疗结局的研究进展

何培+李正伟+许益娟+张若鹏

摘要：在不孕症患者中，行体外受精-胚胎移植治疗后，机体对其的反应，在很大程度上取决于个体间基因组的差异。研究指出，人类白细胞抗原（HLA）多态性与体外受精-胚胎移植妊娠结局有关，现此文就该研究领域的进展做了综述。

关键词：HLA基因；基因多态性；IVF-ET治疗结局；进展

20世纪60年代后期，Robert G Edwards与Steptoe开始了人类体外受精的临床研究[1]。他们首先采用激素刺激不孕症女性患者的卵巢，然后腹腔镜下获取成熟卵母细胞并成功进行体外受精，继续体外培养发育到8细胞胚胎，并尝试将胚胎移植回该患者的子宫内。经过上百次失败并克服诸多关键技术难题，最终于1978年7月25日，世界第一例“试管婴儿”Louise Brown诞生，宣告人类体外受精技术取得成功。此后，体外受精技术在全世界蓬勃开展。体外受精-胚胎移植[2]（in vitro fertilization and embryo transfer，IVF-ET）是指将不孕症患者夫妇的卵子与精子取出体外，在体外培养系统中受精并发育成胚胎后，将胚胎移植入子宫腔内以实现妊娠的技术。HLA即人类主要组织相容性复合体（MHC，major histocompatibility system），位于6号染色体短臂，长约4000 kb[3-5]。它由一系列紧密连锁的基因座组成，是迄今为止所知的人类最复杂的遗传系统，约占人类基因组的1/3000[6]。是人类基因组计划完成并公布的人体中最复杂的免疫复合体，它具有种族、民族的特异性以及基因多态性，是人体在遗传学方面重要的标志[7]。近些年来，模式生物基因组、微生物基因组以及人类基因组得到充分认识。

1 HLA基因分类

1.1 HLA I类区域 I类分子是由两条多肽链组成，其中包括α微球蛋白和β2微球蛋白，α链有三个功能区，分别为α1、α2、α3，抗原多态性是由α1和α2功能区决定的，恒定区是α3功能区，经典区HLA-A、B、C位点以及非经典区HLA-E、F、G位点等都属于HLA I类基因，它的产物表达在有核细胞的表面，其作用包括预防肿瘤、抵抗病毒以及在免疫系统中识别自我和非我。

1.2 HLAII类区域 α和β链组成的糖蛋白组成II类分子，经典区HLA-DR、DQ、DP位点和非经典区HLA-DN、DM、DO位点等组成了HLA II类基因，在巨噬细胞、B细胞及活化的T细胞表面分布，其产物主要参与与抗原的处理、加工和提呈。

1.3 HLAIII类区域 III类基因为补体区，位于HLA I类和HLA II类基因之间，编码补体C2、C4A、C4B，备介素因子（Bf）和甾醇类21-羟化酶。

2 HLA-I类基因

2.1 HLA-A、B等位基因与高龄产妇 许多研究发现IVF-ET临床结局与女性患者的年龄密切相关，因而以为年龄是影响临床结局的重要因素之一。首先，随着女性年龄增加， 其卵巢中储备的卵母细胞数目逐渐减少[8]，卵基因巢储备功能的下降导致即使应用了较大剂量的促性激素仍不能够得到满意数量的卵泡，因而就难以产生足够的优质胚胎；其次，随年龄增加，卵母细胞胞质内的过氧化反应增强，导致氧自由基增加，可损伤到细胞核DNA 和线粒体DNA，致使能量供应物质（ATP）减少，减数分裂受到不同程度的负面影响。如配子或胚胎发生了染色体异常和/或非整倍体，就会导致临床妊娠率下降，自然流产率等不良妊娠结局增加。但近年来随着老化免疫学的研究成为老化研究的热点之一。老年人免疫指标的改变对揭示人类长寿的原因有重要的实际意义，对于“长寿老年人”的免疫学机制，以及免疫指标与HLA等位基因的相关性还有待于深入的研究，并结合不同年龄段人群的相关指标做免疫動态研究。HLA是复杂的人类多态性遗传系统，因人种、地域及研究角度的不同而存在很大的差异。有研究[9]发现HLA-A、B等位基因与人类的寿命有关联，可以认为HLA-A29和HLA-B13可能是人类长寿的有利基因，而HLA-B61可能是人类长寿的不利基因。这一研究的突破，将可能会使高龄对不良孕产妇行IVF-ET的治疗，产生一个新的突破口。以期提高“试管婴儿”的活婴分娩率。

2.2 HLAI类基因多态性与免疫排斥反应 免疫学研究以为，同种性质的物质移植的现象是妊娠，异种移植的排斥的结果是流产[10]。在临床妊娠过程中，胚胎是一种半同体抗原但不受母体排斥而存在，这和蜕膜组织中有正常的免疫微环境有关。胚胎源性抗原与母体的免疫系统形成免疫平衡状态，这是胚胎得以存活的前提条件，一旦这种平衡被打破，导致母体与胚胎免疫失衡，将可能造成反复胚胎种植失败或流产的发生，在胚胎种植过程中免疫学调控发挥重要的角色[11]。有研究报道，人成纤维细胞被HLA-A2的反义核酸技术处理后再被移植入帕金森病大鼠纹状体，异种移植排斥反应程度可降低以及细胞的存活时间延长[12-14]。刘建生等人[15]根据这个原理，设计筛选出2个相对效果较好的小干扰 RNA片段，随机选择1个并将有效的序列克隆入慢病毒载体并进行包装后， HLA-A2在 293T细胞中的表达能有效地沉默。可在实验中获得的siRNA-HLA-A2能有效沉默人胚肺中HLA-A2基因的表达，减弱或抑制感染了siRNA-HLA-A2的人胚肺成纤维细胞HLA-A2抗原的数量，从而达到减弱细胞的免疫有排斥反应的发生。该实验给了我们生殖医学人员新的启发，研究HLA某种基因有效沉默IVF-ET胚胎着床时的免疫排斥反应，从而有效提高胚胎着床率，进一步提高子宫容受性，为提升IVF-ET临床妊娠率找到了一个新的方向。

3 HLA基因多态性与流产

部分不良孕产妇行IVF-ET治疗后，临床妊娠后仍有些不明原因流产。研究表明，流产（abortion）是指妊娠不足28w、胎儿体重不足1000 g而终止者。是临床常见的妊娠并发症，约1%～3%的夫妇经历过流产。流产在妇产科疾病常见，妊娠妇女的身体健康受到极大伤害。但是目前仍有部分妊娠妇女流产原因不明。

过去针对流产与HLA的相关研究很多，但是针对不同人种，会产生不同的研究结果，有一项针对印度人的调查显示，HLA-G*010105和HLA-G*010108两个等位基因在正常生育的妇女中检测不出来，但是这两个基因在反复流产妇女中却可以检测其出现的频率，而且在正常生育的妇女中HLA-G010103的频率明显低于反复流产患者[16]。结果显示，反复妊娠丢失与HLA-G的多态性有关[17]。另一项在波兰人的研究中，在正常生育妇女和反复流产患者中12个HLA-G等位基因频率无太大的差异[18]。或许是人种和地区的差异造成了这一现象。某项研究认为[19]，人类白细胞抗原DQBI*0303单元型可能与RSA发病密切相关，但是对于DQBI*0303单元型如何引起RSA的作用机制应该进一步研究，以便明确其在RSA发生中的具体作用。研究表明[20]HLA区域中TNF等位基因以及它与TNF水平的关系与不明原因习惯性流产有关，并根据对比研究，结论表明：TNF-B G252A 基因多态性与不明原因流产相关。如何改变、抑制或敲出TNF-B G252A 基因多态性，改善不明原因流产的妊娠结局，将是我们生殖医学医务工作者另一个研究方向。

4 HLA基因多态性与妊娠

最新外文研究报道[21]：在行IVF-ET移植后，将患者分为妊娠失败组和成功组，利用高通量基因表达谱测序比较两者在3个不同阶段（IVF-ET-I期、卵巢刺激-II期、胚胎移植后15 d阶段-III期）的差异表达基因并进行分析，结果显示 基于KEGG富集通路分析，选择主要组织相容性复合体-A（HLA-A）、 白介素-1β（IL-1β）、主要组织相容性复合体-DQA1（HLA-DQA1）、血红蛋白D（HBD）、微小染色体维持缺陷蛋白4（MCM4）等5个基因对妊娠结局影响最为重要。并且显示在妊娠失败组中，阶段II中，HLA-A表达降低，而在阶段III中表达急剧升高；而在妊娠成功组中，妊娠期间HLA-A表达逐渐降低，远低于妊娠失败组。妊娠失败组中， HLA-DQA1在妊娠持续期间表达增加；而在妊娠成功组中，表达持续降低，但表达量始终高于妊娠失败组。妊娠失败组中，IL-1β在妊娠持续期间表达增加；研究显示HLA-A和 HLA-DQA1与妊娠发育、持续密切相关，提示HLA-A和 HLA-DQA1也可作为妊娠预测的分子标记物。并为IVF-ET反复妊娠失败的患者提供了靶向治疗的可能。

另外还有报道指出[22]，在进化过程中，HLA的多态性越来越丰富，单倍型数目也逐步增加。研究 HLA单倍型与疾病的关系，可以得到比研究单个HLA位点等位基因与疾病的相关性更多的信息。这将会对于不良孕产妇行IVF-ET治疗提供新的方向。

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编辑/成森