人類白細(xì)胞抗原G參與免疫調(diào)節(jié)研究進展①

趙桂增 張晨光

(新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)檢驗學(xué)院,新鄉(xiāng) 453000)

人類白細(xì)胞抗原G(human leukocyte antigen G，HLA-G)是一種功能性非經(jīng)典HLA-Ib類分子，其糖蛋白重鏈通過非共價鍵與β2微球蛋白結(jié)合，具備類似經(jīng)典HLA-Ⅰ類抗原結(jié)構(gòu)，擁有七種異構(gòu)體的表達形式(膜型HLA-G1～HLA-G4、分泌型HLA-G5～HLA-G7)。生理條件下，HLA-G僅表達在胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞、胸腺、角膜、指甲基質(zhì)、胰腺、紅細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的前體。病理條件下，HLA-G可異常表達于腫瘤、病毒感染、自身免疫性疾病和單核細(xì)胞上[1]。目前認(rèn)為，HLA-G是免疫耐受分子，作用在母胎界面維持母胎免疫耐受，促進移植物耐受，減少炎癥和免疫應(yīng)答，有利于腫瘤的發(fā)生發(fā)展[2，3]。

1 HLA-G分子的免疫調(diào)節(jié)功能

作為機體內(nèi)重要的免疫耐受分子，HLA-G在免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。膜型和分泌型HLA-G通過與自然殺傷細(xì)胞(natural killer cells，NK)、樹突狀細(xì)胞(dendritic cells，DC)、CD8+T細(xì)胞及中性粒細(xì)胞上抑制性受體[ILT-2(LILRB1/CD85j)、ILT-4(LILRB2/CD85d)和KIR2DL4]結(jié)合發(fā)揮免疫抑制特性，可有效抑制CD4+T細(xì)胞增殖，抑制 NK細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞的殺傷功能，抑制DC抗原遞呈、B細(xì)胞分化和上調(diào)抗炎細(xì)胞因子IL-10的分泌，調(diào)節(jié)固有免疫和適應(yīng)性免疫(圖1)。

1.1HLA-G通過與抑制性受體結(jié)合直接抑制免疫細(xì)胞

1.1.1HLA-G對NK細(xì)胞的作用 第一個被證實的HLA-G功能是其對蛻膜NK細(xì)胞的直接抑制作用[4]。研究表明，通過與NK細(xì)胞上的受體ILT2相互作用，由靶細(xì)胞(滋養(yǎng)層細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞、轉(zhuǎn)染細(xì)胞系)表達的膜型HLA-G1或可溶性HLA-G5存在于微環(huán)境中，抑制NK細(xì)胞的自然殺傷功能，從而保護表達HLA-G的細(xì)胞[5]。HLA-G甚至可以抑制MICA/NKG2D誘導(dǎo)的激活，從而抑制免疫細(xì)胞的功能[6]。HLA-G與ILT2相互作用還可抑制IFN-γ的分泌，下調(diào)趨化因子受體，抑制外周血NK細(xì)胞的趨化作用[7]。

圖1 HLA-G分子的免疫調(diào)節(jié)功能Fig.1 Immunomodulatory functions of HLA-G

1.1.2HLA-G對T細(xì)胞的作用 識別HLA-G分子的受體ILT2在初始型T細(xì)胞中處于低水平表達，但在HLA-G分子富集的環(huán)境下表達上調(diào)[8]。HLA-G可抑制CD4+T細(xì)胞的同種異體增殖和CD8+T細(xì)胞的殺傷功能，同時誘導(dǎo)細(xì)胞因子表達譜向Th2型細(xì)胞轉(zhuǎn)化并產(chǎn)生TNF-α、IFN-γ和IL-10 等細(xì)胞因子[9]。

1.1.3HLA-G對B細(xì)胞的作用 HLA-G通過與ILT2相互作用，抑制起源于外周血和次級淋巴器官(如扁桃體)B細(xì)胞的增殖、分化以及抗體分泌。這種抑制是由于在富含IL-10的細(xì)胞因子環(huán)境中使B細(xì)胞處于G0/G1期。在同種異體移植中，部分是由于B細(xì)胞分泌抗移植物的抗體，從而導(dǎo)致移植失敗[10]。因此，HLA-G對同種異體B細(xì)胞的抑制作用，有可能成為預(yù)防移植物排斥治療的新策略。

1.1.4HLA-G對DC細(xì)胞的作用 當(dāng)HLA-G與樹突狀細(xì)胞上的ILT2和ILT4受體結(jié)合時，HLA-G在樹突狀細(xì)胞等抗原遞呈細(xì)胞(antigen presenting cell，APC)上的功能才得以顯現(xiàn)。ILT2受體可調(diào)節(jié)單核細(xì)胞的一種或多種抗原提呈功能，如抗原的攝取和提呈、遷移能力、細(xì)胞因子的產(chǎn)生和共刺激表達等。在HLA-G存在的情況下，APC在體外不能刺激T細(xì)胞的增殖反應(yīng)；在體內(nèi)，HLA-G與ILT4相互作用阻礙DC成熟，導(dǎo)致移植物遲發(fā)性同種異體排斥反應(yīng)[11]。其他研究報道，HLA-G可以激活MHCⅡ表達途徑，誘導(dǎo)共刺激分子(如CD80和CD86)和IL-12的分泌[12]。

1.1.5HLA-G對中性粒細(xì)胞的作用 最近證實，原代人嗜中性粒細(xì)胞表達ILT4，這種表達是在髓母細(xì)胞系PLB-985分化為“中性粒細(xì)胞”過程中誘導(dǎo)表達的，從而將中性粒細(xì)胞定位成HLA-G新的潛在靶點[13]。功能測定表明，HLA-G確實抑制了嗜中性粒細(xì)胞的吞噬功能，也抑制了CD32a誘導(dǎo)的活性氧產(chǎn)生。此外，炎癥刺激誘導(dǎo)的中性粒細(xì)胞脫顆粒增加了ILT4的表達，這是由于細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)迅速移位到細(xì)胞表面所致。因此，HLA-G介導(dǎo)ILT4的上調(diào)對中性粒細(xì)胞吞噬功能的抑制作用增強。

1.2HLA-G作用于免疫細(xì)胞的間接抑制作用

1.2.1HLA-G誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞被認(rèn)為是維持正常免疫平衡的核心，在移植、腫瘤、自身免疫性疾病、過敏、感染等疾病中起關(guān)鍵作用。誘導(dǎo)的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞來源于抗原刺激后的外周T細(xì)胞庫，這種調(diào)節(jié)性T細(xì)胞也可以在體外被誘導(dǎo)。研究證明HLA-G陰性的APC在體外能誘導(dǎo)同種異體T細(xì)胞的活化和增殖[14]，而表達HLA-G1的APC則能誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的分化，這些調(diào)節(jié)性T細(xì)胞對刺激反應(yīng)不敏感，并能抑制同種異體反應(yīng)。

1.2.2HLA-G誘導(dǎo)抑制性受體表達上調(diào) 一項研究利用細(xì)胞系和外周血單個核細(xì)胞，證實細(xì)胞表面HLA-G1和分泌型HLA-G5能夠上調(diào)APCs(ILT2和ILT4)、NK細(xì)胞(ILT2和KIR2DL4)和CD4+T細(xì)胞(ILT2和KIR2DL4)的受體表達[15]。通過這種機制，HLA-G可以提高表達HLA-G受體細(xì)胞的激活閾值，從而降低免疫應(yīng)答,增加細(xì)胞對自身免疫抑制功能的敏感性。

1.2.3HLA-G通過Trogocytosis的作用機制 Trogocytosis是指細(xì)胞間通過細(xì)胞接觸快速獲取包膜片段或相關(guān)分子的現(xiàn)象，它依賴于包膜片段的轉(zhuǎn)移[16]。它不是單個分子的轉(zhuǎn)移，而是一種攜帶膜內(nèi)和跨膜蛋白的完整膜片段,其所獲得的分子僅在有限的時間內(nèi)停留在新細(xì)胞宿主的表面，但仍具有功能。因此，通過Trogocytosis，一個細(xì)胞可以暫時使用它本身不表達的蛋白質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)含有HLA-G的膜片段可以通過細(xì)胞分裂從抗原遞呈細(xì)胞轉(zhuǎn)移到T淋巴細(xì)胞，從靶細(xì)胞轉(zhuǎn)移到活化的NK細(xì)胞和單核細(xì)胞，以及在自體單核細(xì)胞之間的轉(zhuǎn)移，從而發(fā)揮免疫耐受功能[17]。

2 HLA-G介導(dǎo)移植免疫耐受

免疫耐受對移植器官的存活有著極其重要意義，迄今為止，對超過1 500例曾經(jīng)進行過心臟、腎臟、肝臟移植的患者研究發(fā)現(xiàn)，在移植物或患者血漿中高表達HLA-G的移植物更容易存活[18]。最新研究表明，供者HLA-G基因多態(tài)性對腎移植急性排斥反應(yīng)的易感性有顯著性差異[19]。14 bp插入/缺失和+3142GG基因型可改變HLA-G的表達水平,對腎移植排斥反應(yīng)具有保護作用，而有些基因型就沒有免疫耐受功能。這就要求我們關(guān)注HLA-G的同時，必須深入剖析HLA-G發(fā)揮免疫耐受的作用機制。

HLA-G在減少移植物排斥反應(yīng)中的作用可能與其受體ILT2和ILT4的相互作用有關(guān)[20]。HLA-G與其受體相互作用可以抑制CD8+T細(xì)胞和NK細(xì)胞的細(xì)胞毒活性；抑制CD4+T細(xì)胞同種異體增殖；抑制同種異體反應(yīng)性T細(xì)胞的細(xì)胞周期進程以及APC的成熟。

B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫在移植排斥反應(yīng)中也特別重要，它通過產(chǎn)生同種異體抗體而導(dǎo)致急性和慢性移植物功能障礙。研究發(fā)現(xiàn)，在肺移植患者體內(nèi)檢測到HLA-G表達的同時，檢測到的抗HLA抗體的比例顯著降低，這反映了HLA-G對體液免疫的潛在保護作用[21]。這也與最近證實的HLA-G對B細(xì)胞增殖、分化和抗體分泌的抑制作用一致[22]。

此外HLA-G能有效降低Th1細(xì)胞因子(IFN-γ、IL-2、TNF-α等)分泌,誘導(dǎo)Th2細(xì)胞因子(IL-3、IL-4、IL-10等)產(chǎn)生。最后，HLA-G在體外可上調(diào)人內(nèi)皮細(xì)胞的表達，這也可能是一種預(yù)防移植后免疫介導(dǎo)的內(nèi)皮損傷的策略。

3 HLA-G介導(dǎo)腫瘤免疫耐受

免疫系統(tǒng)能夠識別腫瘤細(xì)胞及非正常的抗原表達，從而維護機體的正常運轉(zhuǎn)。但是為了生存，腫瘤必須擊敗宿主的免疫系統(tǒng)，這個過程包括三個基本階段：免疫消除、免疫平衡和免疫逃逸。HLA-G可以干擾每個階段免疫作用，導(dǎo)致腫瘤逃避免疫監(jiān)視和清除[23]。

3.1免疫消除階段 在消除階段，腫瘤細(xì)胞被免疫系統(tǒng)檢測并被清除。根據(jù)腫瘤細(xì)胞的不同，這一過程可能涉及固有細(xì)胞 (如中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞)或適應(yīng)性細(xì)胞 (APCs、T細(xì)胞、B細(xì)胞)的免疫亞群。HLA-G可通過抑制性受體ILT2和ILT4來抑制CD8+T細(xì)胞和NK細(xì)胞的殺傷功能。因此，腫瘤可以利用HLA-G來保護自己不受已經(jīng)激活的免疫效應(yīng)的影響。腫瘤部位HLA-G的存在也可能抑制中性粒細(xì)胞的細(xì)胞因子和趨化因子的分泌，從而干擾效應(yīng)細(xì)胞的募集。此外，腫瘤還可通過APCs誘導(dǎo)HLA-G的表達，在這種情況下，可能被抑制的不是免疫效應(yīng)功能，而是它們的產(chǎn)生。HLA-G的表達有助于某些腫瘤細(xì)胞逃離消除階段。

3.2免疫平衡階段 在消除階段，大部分腫瘤細(xì)胞被免疫系統(tǒng)清除。然而，有些細(xì)胞可能會存活下來進入平衡階段。在這個階段，HLA-G處于低水平表達，但卻為腫瘤細(xì)胞的逃逸提供了機會。HLA-G的低表達可抑制免疫細(xì)胞的反應(yīng)性，促進調(diào)節(jié)性細(xì)胞的產(chǎn)生和IL-10等免疫抑制因子的分泌，同時抑制免疫細(xì)胞趨化作用。因此，低表達的HLA-G給腫瘤制造了更多進化的機會，使腫瘤細(xì)胞偏離平衡階段，開始逃逸階段。

3.3逃逸階段 要在免疫能力強的宿主中存活下來，腫瘤細(xì)胞必須繞過所有的免疫防御。在逃避期，腫瘤細(xì)胞失去了重要的免疫識別分子，并傾向于僅在細(xì)胞表面表達HLA-G，使其對效應(yīng)細(xì)胞的敏感性降低，為快速生長的腫瘤創(chuàng)造了一個缺氧的微環(huán)境，促進血管生成、侵襲和轉(zhuǎn)移，并誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞表達HLA-G。此外，在這一階段產(chǎn)生的免疫抑制細(xì)胞因子IL-10上調(diào)HLA-G的表達[24]。

在許多腫瘤及腫瘤浸潤組織中都可檢測到HLA-G表達，這也從側(cè)面反映了HLA-G在腫瘤感染機體中不可或缺的作用，大量實驗證實 HLA-G可以幫助腫瘤細(xì)胞逃離免疫監(jiān)視、輔助轉(zhuǎn)移，因此，檢測 HLA-G可以為臨床診斷、治療腫瘤提供新的思路。

4 展望

總之，HLA-G是重要的免疫耐受分子，無論移植物還是腫瘤組織中HLA-G都伴隨著免疫抑制，通過抑制機體免疫系統(tǒng)使其發(fā)揮著重要的生物學(xué)功能。HLA-G的免疫抑制性在機體中具有兩個相反角色，在妊娠障礙和器官移植的免疫治療中，應(yīng)考慮通過上調(diào) HLA-G的表達，從而保護胎兒和移植物的存活和功能；在腫瘤的免疫治療中，則應(yīng)干擾、阻斷甚至下調(diào) HLA-G 來切斷免疫逃逸途徑，改變腫瘤生存環(huán)境，使免疫系統(tǒng)有效清除腫瘤細(xì)胞。HLA-G的表達為臨床免疫耐受的誘導(dǎo)、移植物的生存、腫瘤免疫逃逸提供了新的策略和思路。提示 HLA-G 可以作為潛在的臨床診斷、預(yù)后評估以及免疫治療的靶點。