HLA基因在子痫前期中的研究进展
2020-02-16刘玉芬邢天容佟丽波
刘玉芬 邢天容 佟丽波
佳木斯大学附属第一医院妇产科,黑龙江省佳木斯市 154007
近几年,子痫前期发病率逐年升高,对国内国外孕产妇及围产儿造成的损伤巨大,严重危及母儿生命安全。由此,子痫前期不断被人们所重视,对该疾病发病机制在不同领域同时进行深入研究;其中,遗传因素尤为研究的重中之重,目前被锁定的有较多种候选基因,在诸多候选基因组中,HLA基因深入诸多学者研究范畴;根据多项研究结果结合来看,子痫前期的发生发展大多是由HLA基因分子通过介导母胎免疫耐受、自父亲来源的基因多样性、各等位基因的分型频率不同等来影响的;以下对关于HLA不同基因型与子痫前期发病的关系逐一解析。
1 子痫前期概述
子痫前期是妊娠期高血压疾病中的一类,在近几年对国内外孕产妇及围产儿所造成的损伤巨大,甚至导致母儿的死亡;并且近几年该病发病率出现显著升高,不断地被人们所重视,对其发病机制在不同领域同时进行深入研究;子痫前期疾病的发展是呈动态性、持续性,表现为疾病发展的延续性,而无论哪一程度均可对孕产妇及胎儿造成严重的损伤,故最新指南已对子痫前期不再区分轻重度[1];该疾病的发病机制也是众说纷纭,但是,目前为止尚未有任何一种学说能够完全解释该疾病的发生发展,因此可以得知,子痫前期是多因素、多机制相互交织、相互协同共同导致;近些年,免疫遗传学技术的不断发展,不少学者已将子痫前期的发病机制研究领域上升到分子水平,免疫机制失衡以及遗传学说备受关注,成为不少学者及医务工作者研究的重点,认为子痫前期的发生与基因多态性有较大关系,并且在这一领域也有不少研究成果。
2 HLA的结构与功能
人类在处于胚胎第五周时就可以产生人类白细胞抗原(Human leukocyte antigen,HLA),到目前为止,HLA遗传系统是最复杂,最具有多样性,可以最全面的解释人类遗传学的遗传系统,对HLA的研究早已应用于器官移植、免疫平衡、法医鉴定、人类遗传学以及各系统疾病的发病机制等不同领域。
HLA基因位于人类第六号染色体短臂,该基因所表达的分子、炎症因子等可以在不同细胞表面发挥不同的作用,主要参与免疫应答中的抗原提呈,从而使人体内组成不同组织、器官的细胞相互影响、相互促进、相互拮抗[2]。处于HLA范围内的基因座位,根据其编码HLA分子的分布、多态性与功能不同分为3个主区[3]:分别为位于复合体最远端的Ⅰ类,分布于人体内所有具有细胞核的细胞表面,此类基因分为经典基因和非经典基因两种,HLA-A、B、C基因属于经典基因范畴,其主要功能是将内源性抗原提呈给CD8+T淋巴细胞;非经典基因包括HLA-E、F、G等100多余基因座;Ⅱ类基因位于着丝粒近端,其结构和功能最复杂,也最丰富,该类基因分布于专职APC细胞表面,包括B淋巴细胞和胸腺上皮细胞等。Ⅱ类基因主要由3个不同的亚区组成,分别为DP、DQ和DR,其中,DR亚区是Ⅱ类基因区域中多态性最丰富的基因。主要功能是将经过处理的抗原提呈给CD4+T淋巴细胞,从而引起免疫应答。位于复合体Ⅰ类和Ⅱ类基因中间的则为Ⅲ类基因,主要为与补体、炎症介质相关的基因,其功能主要是参与补体发挥相应的作用。HLA基因涉及多个领域,且为多个领域研究的候选基因,妇产科领域亦是如此。
3 HLA基因与子痫前期
3.1 HLA-G与子痫前期 HLA-G分子表达在未分化的人胚胎干细胞和胚泡内细胞团细胞上[4];HLA-G基因在介导母儿免疫耐受中起到较大作用,不仅可以与特异性抑制性受体结合,防止母体对胎儿的免疫攻击,而且还能与特定受体结合后促进血管生长因子的分泌,从而促进胎盘血管的正常滋生以及胚胎组织向子宫内膜的安全着床[2];因此,HLA-G基因的表达下降,可以直接影响胎盘血管的重铸、绒毛组织的着床,无法正常供应胎盘营养;并且同时会增加母体对胎儿的免疫攻击,而这种免疫失衡的状态又加重了胎盘无法正常形成[5-7],从而导致子痫前期的发生。HLA-G基因多态性与基因的缺失/插入都曾有学者对其进行研究,对于HLA-G基因多态性与子痫前期疾病的相关性存在争议;过去,有学者认为HLA-G 5’-URR区-725SNP多态性与重度子痫前期无明显联系[8];而近几年,张展等人[9]在HLA-G 5’-URR区发现8个SNP,在两组进行比较的过程中又认为其与重度子痫前期的遗传易感性是有差异存在的;Humphmyhl对HLA-G中3’非转录区外显子8中是否缺失14个核苷酸的多态性进行对照组和子痫患者比较,得出结论,认为其HLA-G基因多态性与子痫无相关性;而张展等人[10-11]分别在对母儿、父亲来源的HLA-G基因14bp插入、缺失的研究中发现,母体14bp缺失纯合子与子痫前期的发病呈反向相关;并且父亲与胎儿之间基因配伍如为父亲呈缺失纯合子/胎儿呈缺失纯合子可以明显降低母亲患早发型重度子痫前期的发病风险;因此,我们不难得出,HLA-G基因14bp插入多态性影响HLA-G的结构,从而影响了mRNA的转录以及蛋白翻译,使相关因子表达量下降,打破了母胎之间原有的免疫平衡,进而可能导致重度子痫前期的发生发展;吴乾渝等人[12]通过非同位素地高辛标记的寡核苷酸探针杂交技术对妊娠期高血压疾病患者及健康孕妇进行比较其HLA-G等位基因的分型得知HLA-G等位基因分型频率在两组之间无明显差异;综上所述,可以看出,目前HLA-G基因的表达可以通过不同的机制使母胎之间出现免疫失衡的状态,进而影响子痫前期的发生率;但是两者之间是否完全存在单一相关性仍未完全达成共识,不可否认HLA-G基因对子痫前期所起到的作用是多因素、多机制的,需要我们进一步探究其因。
3.2 HLA-A、B、Cw与子痫前期 HLA-A、B、Cw基因均属于HLA-Ⅰ类基因,其作用主要与排斥反应、免疫应答有关,既往对该类基因的研究较少,近些年,随着对妊娠期高血压疾病—子痫前期免疫遗传学方面的不断认识,人们对该基因正在逐步探索中;Johnson等[13]在实验中发现夫妻双方间的HLA-A和B 基因之间的相容性增加,将明显增加子痫前期的患病率;而另有学者却没有发现在患有子痫前期的夫妻双方之间HLA-B基因间的相容性增加的现象[14];Wiktor等[15]对患有子痫前期疾病患者的基因分析中得出HLA-B13基因分型频率明显比对照组增多,而患有该疾病患者的丈夫其HLA-B22基因分型频率明显比对照组增多,由此可知,HLA-B基因分型中存在促进先兆子痫发病的易感基因;张展等[16]通过PCR-SSP技术对子痫前期夫妇及正常晚期妊娠夫妇进行HLA-A基因分型、基因配伍分析中发现:子痫前期组丈夫HLA-A24基因频率高于正常晚期妊娠组丈夫;子痫前期夫妻双方共同携带HLA-A11频率明显高于对照组;但各项结果均无统计学差异,尚未得出确切结论,考虑其可能与样本量小、环境因素以及单基因局限性等有关。此人同时在HLA-B基因做出相应的研究,结果显示:HLA-B13基因在基因分型的分布以及夫妻双方基因配伍中均起重要作用[17],这与Wiktor所得到的结论大致相同;夫妻双方或母胎之间某种特定的配伍可能恰巧导致先兆子痫的发病,但所谓的特定配伍目前还无法明确;曾有学者通过特异性寡核苷酸探针杂交法分型对丹麦患有子痫前期的患者以及正常晚期妊娠的孕妇进行实验,得出的结论为HLA-B基因与子痫前期疾病的发生发展无明显联系[18];与张展得出的结论并不一致,出现此种情况考虑因地域、种族、人群的不同,以及生存环境的差异导致;通过对多位学者所得出的结论综合分析,既存在相同结论,又存在完全相反的结论,由此可知,子痫前期疾病的发病机制与HLA基因之间具有相关性,但两者之间的关系错综复杂,无法仅通过某单一因素解释,进一步研究可能需要考虑不同地区基因分布不同、环境可能影响基因的改变、不同夫妻双方基因配伍不同等方面综合分析,因此,也加大了探究子痫前期在免疫遗传学方面的难度。有关HLA-Cw基因的有关报道更为少见,仅有少部分学者在对HLA-Cw进行研究,所得出的结论略为相似,大致认同母胎之间该基因的多态性、基因配伍不同可能降低或者增加子痫前期的发病风险[19]。
3.3 HLA-DR、DQ与子痫前期 HLA-DR、DQ基因属于HLA-Ⅱ类基因,主要是通过其功能基因的多样性发挥作用;因DRB1、DQB1这两个功能基因,又相对是Ⅱ类区域中多态性最为丰富的基因,因此列入不少学者所研究的范畴,Mahmoud[20]通过对181例孕妇先兆子痫病例为基础的基因组DNA和228例无先兆子痫史的孕妇作为对照研究表明,缺乏基因座HLA-DQB1 * 0602可能是先兆子痫的风险因素。也就是说,HLA-DQB1 * 0602可以作为一种保护基因,降低母亲患子痫前期的风险;朱茶仙[21]通过应用顺序特异性引物聚合酶链反应技术进行基因测定的方法,对20例妊娠期高血压疾病患者与18例正常孕妇通过病例—对照研究得出,体内存在有DRB1*0405、DQB1*0502基因的生育期妇女在怀孕时患妊娠期高血压疾病的风险较大。除外母体内存在有与子痫前期发病有关的易感基因以外,在父源基因中同样存在与该疾病发病有关的易感基因;张展等人[22]在对父源HLA-DRB1等位基因频率分析中发现,父亲来源的HLA-DRB1*04基因可能是导致子痫前期发病的易感基因;并且,在HLA-DRB1座位等位基因位点单核苷酸的多样性也有所涉及,刘国成[23]应用病例—对照试验研究方法进行试验得出DRB1*03基因第二外显子+109位点C→G多态性与妊娠期高血压疾病具有相关性;从而可得出,HLA-DR、DQ座位上的等位基因不仅有可以促进子痫前期发病的易感基因,同时,还存在有降低其发病风险的保护基因,两者之间相互拮抗,共同维持母胎之间的免疫平衡,一旦易感基因表达增加,或保护基因表达降低,均可使子痫前期的发生风险显著增加;而在HLA基因单个SNP位点的特异性研究较少,在妇产科领域仍存在较大的盲点,有待进一步开展。
综上所述,母体孕育胎儿的过程类似于器官移植,而母儿之间免疫耐受的产生则是环境、种族、基因等多种因素,免疫失衡、基因多样性、血管内皮损伤等多重机制相互作用的过程;其中,HLA基因分子大多通过介导母胎免疫耐受、自父亲来源的基因多样性、各等位基因的分型频率不同以及各等位基因位点的单核苷酸多样性来影响子痫前期的发生发展;虽然在基因分子水平已有一定的研究进展,但子痫前期发生机制、病理变化涉及人体多个系统、多个器官,其复杂性显而易见,现无法用确切的某种机制来解释;相信随着在该领域研究的不断深入,可以有更多的突破,人类可以尽早地干预妊娠期高血压疾病——子痫前期的发生,从而改善子痫前期母儿的预后。