KIR2DL3/HLA-C1基因組合與HCV感染相關性研究進展

胥展志(綜述)，李 暉(審校)

(1.成都中醫藥大學附屬醫院感染科，成都 610072； 2.成都中醫藥大學臨床醫學院,成都 610072)

丙型肝炎病毒(hepatitis C virus，HCV)為單股正鏈RNA病毒，呈球形，共有6個基因型及80多個基因亞型。丙型病毒性肝炎是一種由HCV感染引起的病毒性肝炎,不僅嚴重影響人類健康的醫學問題，也是加重社會經濟負擔的社會問題。據統計，有近1.7億人感染HCV，約占全球總人口3%[1]。殺傷細胞免疫球蛋白樣受體(killer cell immunoglobulin-like receptor，KIR)主要表達在自然殺傷(natural killer,NK)細胞CD56dim亞群[2]和部分T細胞膜表面，通過特異性識別細胞表達的主要組織相容性復合體中的Ⅰ類分子參與調節NK細胞的活性[3]。KIR的配體為主要組織相容性復合體中Ⅰ類分子，包括人類白細胞抗原(human leukocyte antigen，HLA)-A、-B、-C，KIR與相應HLA配體結合，在感染性疾病中起重要作用[4]。KIR2DL3為KIR基因家族中的一員，其特異性同源配體為HLA-C1，研究表明，KIR2DL3/HLA-C1基因組合與HCV感染具有相關性[5]。

1 KIR2DL3受體

KIR分為抑制型(DL)和活化型(DS)兩組，KIR2DL3為抑制型KIR2D基因，由8個外顯子和一個無功能的外顯子3組成，第1、2外顯子編碼前導肽，第4、5外顯子編碼D1、D2Ig樣結構域，第6外顯子編碼莖區，第7外顯子編碼跨膜區，第8、9外顯子編碼胞質尾區[6]。KIR2DL3編碼的蛋白含有2個由外顯子編碼的胞外免疫球樣結構域(2D)以及長(L)的胞內區，胞內區編碼有兩個免疫受體酪氨酸抑制基序，其模式為V/I/LxYxxL/V保守序列，每個免疫受體酪氨酸抑制基序中有一個酪氨酸殘基，免疫受體酪氨酸抑制基序可被蛋白酪氨酸激酶磷酸化，并由此啟動信號轉導分子的活化并產生級聯反應，向NK細胞轉導抑制性信號。

KIR2DL3編碼基因具有多態性，正式命名的等位基因共有7個，它們之間的差異主要在于有 1～8個堿基的不同，這些堿基突變位點分布相對分散，除第2外顯子外都存在突變位點[7]。KIR2DL2和KIR2DL3分屬單倍型B和A[8]。KIR基因具有高度同源型，研究表明KIR2DL2和KIR2DL3位于同一基因座位上，當個體KIR2DL2基因陽性，則該個體最多有一個KIR2DL3等位基因；若個體KIR2DL2基因陰性，則可能含有兩個 KIR2DL3等位基因，這類含有兩個2DL3的基因個體稱為純合子[8]。

2 KIRDL3/HLA-C1受體配體組合

目前，大多數KIR的配體為被病毒感染細胞表面的HLA-Ⅰ類分子。KIR2D與HLA-C相結合的過程中HLA分子中2個關鍵位置的氨基酸殘基影響兩者結合的特異性。研究表明,KIR2DL與HLA-C等位基因產物特異性結合與HLA-C分子中α1區域的77位和80位有關；KIR2DL3通過識別α1螺旋的Ser77/Asn80殘基與HLA-C1的同種異型體結合，包括HLA-Cw*01、-Cw*03、-Cw*07、-Cw*08、-Cw*12、-Cw*14和 Cw*16，其共同特點是HLA第80位氨基酸殘基為天冬氨酸，因此稱為HLA-C1組(HLA-CAsn80)，具有NKⅡ特異性[9]。

KIR基因具有高度的多態性，基因的穩定表達是明顯隨機組合，一些啟動子的多態性導致轉錄結合位點缺失并影響基因表達的頻數[10]。Becker等[11]對KIR的基因型分析發現，即使KIR基因組相似，KIR的表達水平和頻率也不一定相同。

竇立萍等[12]對150例北方漢族健康受試者進行KIR基因型分析，檢測到16種KIR基因型，KIR2DL3的基因分布頻率為100%，KIR2DL1為100%，KIR2DL2為20%，KIR3DL1為95%。Leung等[13]對73例無關供者的基因型及表現型進行分析，在同時存在KIR2DL3和KIR2DL2基因的個體中反轉錄聚合酶鏈反應檢測發現100%的供者表達KIR2DL3，只有58%的供者表達KIR2DL2。Norman等[14]對三類人群進行KIR基因型分析，其中62例非洲人中KIR2DL3頻率為85%，108例特立尼達拉人(南亞)KIR2DL3頻率為83%，78例巴基斯坦人(南亞)KIR2DL3頻率為91%。Yawata等[15]報道，日本人群以KIR2DL3*001等位基因為主，頻率分布分別為77%和87%。Keaney等[16]研究發現，白種人群體KIR2DL3*001和KIR2DL3*002頻率大體相同，分別為37%和29%。

田偉等[17]發現，中國南方漢族人群中HLA-Cw*07、*01、*03為最常見的HLA-Cw基因，之前被認為罕見的HLA-Cw*08頻率也達到10.56%。梁曉嵐等[18]對中國北方漢族人群基因型進行分析，發現了 30個HLA-Cw等位基因，分布頻率最高的為Cw*0102、0702和0602。蔣立新等[19]對173例健康個體進行KIR/HLA基因型分析發現，>92%的個體表達抑制性KIR(2DL1,2DL2/3,3DL1和3DL2)；2DL3/HLA-C1的頻率高達97.1%，2DL2/HLA-C1,2DL1/HLA-C2和 3DL1/Bw4的頻率分別為24.3%,45.7%和59.0%。

3 KIR2DL3/HLA-C1組合與HCV感染的相關性

Khakoo等[20]認為，大約20%的HCV感染個體能夠靠自身免疫系統清除掉這些病毒，KIR2DL3/HLA-C1在其中發揮作用，可能為將來HCV的抗病毒免疫提供新的方向。

Knapp等[21]發現，有過HCV暴露(共用針頭或注射器)但HCV抗體和HCV-RNA陰性的吸毒者與感染HCV的吸毒者相比，KIR2DL3/HLA-C1純合子出現頻率顯著增高；KIR2DL3/HLA-C1組合更有利于干擾素α治療的患者形成持續病毒應答狀態，其中KIR2DL3/HLA-Cw*03的表達頻率最高。

Knapp等[22]對74例HCV暴露未感染者，89例HCV自體清除者及234例慢性丙型肝炎患者進行基因型分析，發現HCV暴露后未感染組KIR2DL3/HLA-C1純合子的表達顯著高于慢性丙型肝炎組，認為KIR2DL3/HLA-C1與HCV暴露后的病毒血癥自體清除具有獨立相關性，在HCV暴露未感染事件中抗HCV感染與KIR2DL3/HLA-C1純合子具有明顯相關性。

KIR2DL3/2DL3純合子在HCV感染中比KIR2DL2/2DL3雜合子更有優勢，但是這種情況不是絕對的。VandenBussche等[24]讓KIR2DL2*004表型特定的多態殘基突變，并表達在人細胞株上，流式細胞術檢測發現含有蘇氨酸41位點(T41)的受體均沒有表達。共聚焦顯微鏡顯示含有T41位點的受體留滯在細胞內細胞核周圍，提示KIR2DL3/KIR2DL2(T41)雜合的個體在HCV感染中具有與KIR2DL3純合個體相同或更強的優勢。

此外，Zeromski等[26]認為KIR2DL3/HLA-C1是HCV感染良好預后的信號。Samuel[27]認為KIR2DL2/KIR2DL2-HLA-C1C2基因型在治療中為最低效基因型,因為累積抑制性信號是由KIR2DL1和KIR2DL2產生，而聚乙二醇干擾素α能誘導產生HLA-Ⅰ類分子，作用于感染細胞和NK細胞，使KIR2DL2的抑制性信號增強。

Vejbaesya等[28]對泰國110例慢性丙型肝炎抗病毒治療患者進行基因型分析后得出了與上述觀點相反的結論，認為 KIR2DL2/2DL3和KIR2DL2/2DL3-HLA-C1C1與抗病毒治療無應答狀態有關。Lv等[29]發現在抗病毒治療的過程中，功能性NK細胞增加，抑制性受體NKG2A和KIR2DL3的表達卻減少。

4 KIR2DL3/HLA-C1組合與肝移植后HCV再感染的相關性

肝移植后的HCV再感染具有普遍性。研究發現，大多數患者會再次出現丙型肝炎，其中30%在5年后發展成為肝硬化[20]。

de Arias等[30]對151對肝移植供受者進行了回顧性研究，發現肝移植受者KIR2DL3的表達與丙型肝炎的復發及肝纖維化的進展具有相關性，表達KIR2DL3的同時HLA-KIR配體不符的患者比KIR2DL3缺失及HLA-KIR配體相符的患者明顯更易出現丙型肝炎的復發；HLA-KIR配體與供體不符的患者只在KIR2DL3表達的情況下發生肝纖維化；丙型肝炎復發與2DL1、2DL2、3DL1、2DS1、2DS2、2DS4和3DS1無關；HCV感染復發的患者比未復發的患者HLA-Cw*02表達明顯增高；HLA-Cw*08表達的個體更易引起嚴重的肝纖維化。

Askar等[31]發現，攜帶KIR2DL3基因型的患者肝移植后HCV抗感染治療不能形成持續的病毒應答。Knapp等[21]認為，KIR2DL3-HLAC1純合子在肝移植后對HCV感染的作用使該基因組合的有益效應降低，這也解釋了目前還沒把KIR2DL3-HLAC1純合子完全作為個體優勢因素的原因。Bishara等[32]認為攜帶HLA-C表型的患者更容易發生肝移植排斥反應，這可能為解釋KIR2DL3/HLA-C1促進移植后HCV感染提供了切入點。

5 KIR2DL3/HLA-C1組合在HCV感染中發揮病毒清除作用的機制

目前認為，KIR2DL3/HLA-C1組合有利于HCV的清除主要是由于HLA-C1和KIR2DL3的親和力比和KIR2DLl/HLA-C2、KIR2DL2/HLA-C1低，減少了NK細胞的抑制信號，間接增強了NK細胞對HCV的清除作用[5]。

KIR2D與不同的HLA-C分子結合時，兩個Ig樣結構域大多形成某一角度(60°～80°),KIR2D的多態性殘基位于兩個結構域之間，形成與HLA-C分子作用的界面。KIR2DL3結合配體的Ig樣結構域與KIR2DL2非常相似，但在莖區、跨膜區和胞質區更類似于KIR2DL1。D1區16位點和D2區148位點影響著KIR2DL2和KIR2DL3的親和力[33-34]。結構上，兩者在D1和D2域互補，其協同作用可改變結合位點的結合強度：16位點的脯氨酸與148位點的精氨酸加強KIR2DL2結合位點，卻削弱了KIR2DL3結合位點，晶體結構表明KIR2D鉸鏈轉角可增強C2、降低C1的結合[2]。

Winter等[35]研究發現，KIR2DL3-Fc融合蛋白與HLA-C1轉染子的結合力弱于KIR2DL1-Fc融合蛋白與HLA-C2轉染子的結合，而表面等離子體共振檢測顯示KIR2DL3/HLA-C1與KIR2DL1/HLA-C2的親和力基本相同。假設2DL1與2DL3對各自配體的親和力相近，KIR2DL3定義為弱抑制性的基礎可能在于其胞質尾區控制的負信號與其他基因不同[36]。

目前認為，KIR2DL3/HLA-C1對于HCV的清除僅是在急性病毒感染[37]，病毒載量較小的階段[5]。KIR陽性T細胞上KIR2DL3對各個階段的慢性感染作用也尚無明確依據，在慢性感染中這類細胞的數量與健康對照組無差異。

KIR特定表達在NK細胞CD56dim亞群上，慢性HCV感染個體中這類富含穿孔素和顆粒酶的亞群數量減少，提示KIR在慢性感染階段的作用弱化[2]。Zeromski等[26]認為在HCV感染的慢性期，NK細胞的功能受損，其細胞毒性作用可導致肝臟損傷，細胞呈現出從NK1到NK2的變化，分泌免疫抑制細胞因子。同時，一些HCV多肽導致NK細胞抗病毒活性降低。

Ahlenstiel等[4]發現，KIR2DL3陽性NK細胞在病毒感染的早期能分泌更多干擾素γ，表現出更強的細胞脫顆粒，對感染的肝細胞具有直接的殺傷作用。而KIR2DL3陽性NK細胞的這一作用體現在感染后的9 h內，17 h后其促進干擾素γ的分泌量與KIR2DL2陽性NK細胞沒有明顯差別。

6 結 語

KIR2DL3/HLA-C1在人群中有較高的出現頻率；KIR2DL3/HLA-C1在NK細胞介導的抗病毒免疫中發揮重要作用，KIR2DL3/HLA-C1純合子與HCV感染的相關性更為顯著；KIR2DL3/HLA-C1抗病毒作用體現在HCV感染早期；肝移植受者供者KIR-HLA不符時，KIR2DL3/HLA-C1是引起HCV感染復發和肝纖維化的不利因素；關于KIR2DL3/HLA-C1作用的分子機制還有待進一步研究。

[1] Jesudian AB,Gambarin-Gelwan M,Jacobson IM,etal.Advances in the treatment of hepatitis C virus infection[J].Gastroenterol Hepatol(N Y),2012,8(2):91-101.

[2] Moesta AK,Norman PJ,Yawata M,etal.Synergistic polymorphism at two positions distal to the ligand-binding site makes KIR2DL2 a stronger receptor for HLA-C than KIR2DL3[J].J Immunol,2008,180(6):3969-3979.

[3] Orarige JS,Bmlas ZK.Natural killer cells in human health and disease[J].C1in Immunol,2006,118(10):1-10.

[4] Ahlenstiel G,Martin MP,Gao X,etal.Distinct KIR/HLA compound genotypes affect the kinetics of human antiviral natural killer cell responses[J].J Clin Invest,2008,118(3):1017-1026.

[5] Romero V,Azocar J,Zúiga J,etal.Interaction of NK inhibitory receptor genes with HLA-C and MHC class Ⅱ alleles in hepatitis C virus infection outcome[J].Mol Immunol,2008,45(9):2429-2436.

[6] Marsh SG,Parham P,Dupont B,etal.Killer-cel1 immunoglobulin like receptor(KIR) nomenclature report,2002[J].Tissue Antigens,2003,62(1):79-86.

[7] 朱發明,姜侃,呂沁風,等.浙江漢族人群KIR2DL基因遺傳多態性[J].中華醫學遺傳學雜志,2007,24(1):88-90.

[8] Uhrberg M,Parham P,Wernet P,etal.Definition of gene content for nine common group B haplotypes of the Caucasoid population:KIR haplotypes contain between seven and eleven KIR genes[J].Immunogenetics,2002,54(4):221-229.

[9] Falk CS,Schendel DJ.HLA-C revisited.Ten years of change[J].Immunol Res,1997,16(2):203-214.

[10] Li H,Pascal V,Martin MP,etal.Genetic control of variegated KIR gene expression:polymorphisms of the bi-directional KIR3DL1 promoter are associated with distinct frequencies of gene expression[J].PLoS Genet,2008,4(11):e1000254.

[11] Becker S,Tonn T,Fussel T,etal.Assessment of killer cell immunoglobulin like receptor expression and correspending HLA class Ⅰ phenotypes demonstrates heterogenous KIR expression independent of anticipated HLA class Ⅰ ligands[J].Hum Immunol,2003,64(2):183-193.

[12] 竇立萍,達萬明,趙丹丹，等.中國漢族人群中KIR分布規律及其在HLA相合親緣造血干細胞移植中的作用[J].中國醫學雜志,2007,87(44):3111-3114.

[13] Leung W,Iyengar R,Triplett B,etal.Comparison of killer Ig-like receptor genotyping and phenotyping for selection of allogeneic blood stem cell donor[J].J Immunol,2005,174(10):6540-6545.

[14] Norman PJ,Carrington CV,Byng M,etal.Natural killer cell immunoglobulin-like receptor(KIR)locus profiles in African and South Asian populations[J].Genes Immun,2002,3(2):86-95.

[15] Yawata M,Yawata N,Draghi M,etal.Roles for HLA and KIR polymorphisms in natural killer cell repertoire selection and modulation of effector function[J].J Exp Med,2006,203(3):633-645.

[16] Keaney L,Williams F,Meenagh A,etal.investigatioin of killer cell immunoglobulin-like receptor gene diversity Ⅲ KIR2DL3[J].Tissue Antigens,2004，64(2):188-194.

[17] 田偉,李立新,周勁峰,等.中國南方漢族人群HLA-Cw座位基因多態性分析[J].中華微生物學和免疫學雜志,2002,22(1):95-98.

[18] 梁曉嵐,韓俊領,李茜,等.中國北方漢族人群HLA-Cw*高分辨等位基因頻率分析[J].中國實驗血液學雜志,2010,18(2):486-489.

[19] 蔣立新,許聯紅,戚傳平,等.江蘇漢族人群殺傷細胞免疫球蛋白樣受體及其特異性配體HLA分析[J].細胞與分子免疫學雜志,2012,28(8):863-865.

[20] Khakoo SI,Thio CL,Martin MP,etal.HLA and NK cell inhibitory receptor genes in resolving hepatitis C virus infection[J].Science,2004,305(5685):872-874.

[21] Knapp S,Warshow U,Ho KM,etal.Consistent beneficial effects of killer cell immunoglobulin-like receptor 2DL3 and group 1 human leukocyte antigen-C following exposure to hepatitis C virus[J].Hepatology,2010,51(4):1168-1175.

[22] Knapp S,Warshow U,Ho KM,etal.A polymorphism in IL28B distinguishes exposed,uninfected individuals from spontaneous resolvers of HCV infection[J].Gastroenterology,2011,141(1):320-325,325.e1-2.

[24] VandenBussche CJ,Dakshanamurthy S,Posch PE,etal.A single polymorphism disrupts the killer Ig-like receptor 2DL2/2DL3 D1 domain[J].J Immunol,2006,177(8):5347-5357.

[25] Vidal-Castieira JR,López-Vázquez A,Díaz-Pea R,etal.Effect of killer immunoglobulin-like receptors in the response to combined treatment in patients with chronic hepatitis C virus infection[J].J Virol,2010,84(1):475-481.

[26] Zeromski J,Lisewska IM,Kaczmarek M,etal.NK cells prevalence,subsets and function in viral hepatitis C[J].Arch Immunol Ther Exp(Warsz),2011,59(6):449-455.

[27] Samuel CE.Antiviral actions of interferons[J].Clin Microbiol Rev,2001,14(4):778-809.

[28] Vejbaesya S,Nonnoi Y,Tanwandee T,etal.Killer cell immunoglobulin-like receptors and response to antiviral treatment in Thai patients with chronic hepatitis C virus genotype 3a[J].J Med Virol,2011,83(10):1733-1737.

[29] Lv J,Jin QL,Sun HB,etal.Antiviral treatment alters the frequency of activating and inhibitory receptor-expressing natural killer cells in chronic hepatitis B virus infected patients[J].Mediators Inflamm,2012,2012:804043.

[30] de Arias AE,Haworth SE,Belli LS,etal.Killer cell immunoglobulin-like receptor genotype and killer cell immuno-globulin-like receptor-human leukocyte antigen C ligand compatibility affect these verity of hepatitis C virus recurrence after liver transplantation[J].Liver Transpl,2009,15(4):390-399.

[31] Askar M,Avery R,Corey R,etal.Lack of killer immunoglobulin-like receptor 2DS2(KIR2DS2) and KIR2DL2 is associated with poor responses to therapy of recurrent hepatitis C virus in liver transplant recipients[J].Liver Transpl,2009,15(11):1557-1563.

[32] Bishara A,Brautbara C,Zamir G,etal.Impact of HLA-C and Bw epitopes disparity on liver transplantation outcome[J].Hum Immunol,2005,66(11):1099-1105.

[33] Boyington JC,Motyka SA,Schuck P,etal.Crystal structure of an NK cell immunoglobulin-like receptor in complex with its class Ⅰ MHC ligand[J].Nature,2000,405(6):537-543.

[34] Rajagopalan S,Long EO.The direct binding of a p58 killer cell inhibitory receptor to human histocompatibility leukocyte antigen(HLA)-Cw4 exhibits peptide[J].J Exp Med,1997,185(8):1523-1528.

[35] Winter CC,Gumperz JE,Parham P,etal.Direct binding and functional transfer of NK cell inhibitory receptors reveal novel patterns of HLA-C allotype recognition[J].J Immunol，1998,161(2):571-577.

[36] Rajagopalan S,Long EO.Understanding how combinations of HLA and KIR genes influence disease[J].J Exp Med,2005,201(7):1025-1029.

[37] Paladino N,Flores AC,Marcos CY,etal.Increased frequencies of activating natural killer receptors are associated with liver injury in individuals who do not eliminate hepatitis C virus[J].Tissue Antigens,2007,69(1):109-111.