人类白细胞抗原G基因多态性在临床疾病中的意义

朱明武，徐国超，李姗姗综述，朱明文审校

0 引 言

人类白细胞抗原G(human leukocyte antigen, HLA-G)属于非经典白细胞I类抗原分子，于1987年由Geraghty等克隆得到，主要表达人体胎盘外绒毛外滋养层细胞中，又称HLAⅠb，是机体内重要的免疫耐受分子，调节固有免疫和适应性免疫应答。近年来，HLA-G与临床疾病研究越来越广泛，本文就HLA-G生物学功能、HLA-G多态性与临床疾病研究现状作一综述。

1 HLA-G的生物学功能

HLA-G基因位于第六条染色体的短臂上，编码蛋白由β微球蛋白和糖蛋白重链通过非共价链连接而成，其中5′上游调控区(5′URR)和3′非翻译区(3′UTR)在HLA-G表达中起重要作用，主要表现为在3′非翻译区rs371194629位置14bp插入/缺失(I/D)多态性和rs1063320位置(C>G)单核甘酸多态性，病理条件下能影响mRNA的稳定性和表达。生理条件下，HLA-G的转录产物mRNA在大多数的细胞和组织均有表达。在病理条件下，HLA-G还可异位表达在炎症感染、慢恶性肿瘤和一些复杂自身免疫疾病的单核细胞，并诱导肿瘤微环境中CD4+、CD25+、FOXP3+Treg细胞产生，刺激抑制性细胞因子分泌，共同发挥抗肿瘤免疫作用[1]。由于HLA-G分子在母胎免疫界面免疫耐受作用，以及帮助肿瘤细胞和病毒感染逃逸机体免疫应答。因此HLA-G分子被广泛认为是一种免疫调节抑制分子。此外，HLA-G分子还可增强和上调抗炎症分子(如IL-10)的分泌。上述这些调控机制，使HLA-G分子在炎症和感染条件下也起着重要免疫介导作用。因此通过研究HLA-G在病理条件下的分子和免疫机制有助于帮助我们改善在病毒感染和自身免疫疾病机制上的认识[2-3]。

2 HLA-G多态性的临床意义

2.1HLA-G与胃肠道疾病的关系乳糜泻是一类对谷蛋白敏感的疾病，可诱导损害小肠中的绒毛而导致炎症，是环境因素和多基因遗传共同作用导致的疾病。Coauthor等[4]在对乳糜泻患者小肠活检中检测出可溶性HLA-G(sHLA-G)水平相比健康对照组要高，同时对522例乳糜泻患者HLA-G 3UTR 14bp插入/缺失多态性进行评价细分发现，存在HLA-DQ2分子且编码DQA1*05/DQB1*02基因的14bpI/I(插入纯合子)基因型频率显著高于正常对照组，这些数据表明14bpI等位基因可能会增加肠道急性炎症的风险性，其中大部分会迁移演变为慢性炎症。Zelante等[5]研究发现通过对外周血血清sHLA-G表达水平不同可用来辨别区分溃疡性结肠炎和克罗恩病。克罗恩病患者可通过外周血未活化的单个核细胞可分泌sHLA-G，而来自溃疡性结肠炎和正常人的单个核细胞却不能分泌sHLA-G，通过脂多糖刺激后，克罗恩病和健康受试者均出现sHLA-G分泌，而溃疡性结肠炎则不能。HLA-G在两种疾病中表达不同，印证了两种疾病在起源方面发病机制的不同。特别是sHLA-G表达水平与溃疡性结肠炎和克罗恩病治疗效果相对应。应用免疫抑制剂治疗克罗恩病患者后，患者血清sHLA-G水平正常，而治疗后的溃疡性结肠炎患者血清sHLA-G的表达水平却能诱导增加，这些数据证实两种不同病理疾病sHLA-G水平存在多样性差异，因此可试着通过sHLA-G水平来监测和评估克罗恩和溃疡性结肠炎的治疗效果[6]。

2.2HLA-G与风湿性疾病的关系风湿性疾病是一种以关节滑膜炎为特征自身免疫性和炎症反应性疾病，可侵犯骨组织，造成关节软骨和关节囊的破坏最终造成骨骼损伤，从而导致关节畸形和功能丧失[7]。骨髓来源的风湿病患者(rheumatoid arthritis，RA)的单个核细胞基因表达谱表现出1910基因转录水平出现下调，764个基因转录水平出现上调，其中就包括HLA-G基因。但是数个关于HLA-G多态性与RA易感性研究却未获得一致的结果。通过比较256例RA患者和356例健康对照的HLA-G 14bp INS/DEL等位基因和基因型的多态性频率在两组中差异均无统计学意义，因此与该疾病无相关性。虽然HLA-G 14bp INS/DEL多态性与RA无关，但通过对106名幼年特发性关节炎(juvenile idiopathic arthritis，JIA) HLA-G 14bp INS/DEL多态性分析后发现14bp DEL等位基因与女性JIA患者易感性有关。这些关联性的不同证实了RA和JIA不同致病因素的存在。同时RA患者和JIA患者血清sHLA-G水平也均低于健康对照，但JIA患者关节滑液sHLA-G水平却高于健康对照组，因为HLA-G分子可增强关节炎的滑膜成纤维细胞能力分泌sHLA-G的表达水平，且与疾病的活动水平呈正相关[8]。抗风湿药甲氨喋呤不仅可增强RA患者IL-10的分泌，也可增强单核细胞分泌HLA-G的能力[9]。Rizzo[10]等研究发现用IL-10抗体阻断RA患者后则无法检测到sHLA-G分子，提示sHLA-G的分泌机制可能是依赖IL-10通路诱导产生的。

2.3HLA-G与精神分裂症最近的研究显示产妇或胎儿感染已被建议作为精神分裂症的风险因素，特别是孕产妇期间获得炎症、先兆子痫、早产等均会增加后代患精神分裂症的风险。在妊娠期间起主要表达和免疫调节功能的HLA-G似乎对精神分裂症的神经发育起源具有特殊的关系。因此HLA-G在怀孕期间的波动可能与患精神分裂症的风险有关。以往研究表明sHLA-G的产生受到14 bp INS/DEL多态性影响，如14bp DEL/DEL和14bp DEL/INS作为sHLA-G“高表达基因型”，而14bp Ins/Ins纯合子为可溶性HLA-G“低表达”基因型。但在Rajasekaran[11]研究中，未发现HLA-G14bp INDEL多态性与可溶性HLA-G的血浆表达水平及精神分裂症病理学评分有相关性。但却发现精神分裂症组女性血浆中sHLA-G水平显著低于男性精神分裂症组sHLA-G水平，对照组女性sHLA-G水平却高于对照组男性HLA-G水平，这些性别间的差异可能是受到了性激素影响，如雌激素和孕激素。但是性别影响HLA-G的表达以及女性在精神分裂中特有的生物学作用仍然需要系统研究来确定[12]。

2.4HLA-G与多发性硬化症多发性硬化症(multiple sclerosis，MS)是自身免疫性中枢神经系统白质炎症脱髓鞘病变引起。多发于青壮年，其中女性症状表现为男性的2倍(主要表现在神经系统症状和体征)。MS患者80%会形成复发缓解型或多年后形成继续跟进型，形成初级型的约占20%[13]。根据流行病学研究发现环境因素、自身免疫、以及个体遗传易感差异被认为是MS发病的关键。越来越多的证据表明sHLA-G在MS中具有重要的致免疫耐受作用[13]。进展复发型MS sHLA-G水平高于其他MS类型的炎症性神经系统疾病，最近一项研究中将HLA-G基因14bpD/I和3142G>C多态性，脑脊液中的sHLA-G水平应被考虑作为监测疾病进展活动的一个重要手段[14]。

2.5HLA-G与病毒感染人体的免疫系统存在多种机制来控制和防御病毒感染，但病毒仍可通过各种机制来抵消宿主免疫防御[15]。而HLA-G分子可能是病毒免于NK细胞杀伤的重要逃逸分子，特别是感染人类免疫缺陷病毒HIV-1后可上调HLA-G的表达。从HIV-1抗体阳性个体获得T细胞发现HLA-G大比例增高，与Treg细胞、HLA-G 14bpINS以及+342基因多态性共同影响非洲人口HIV母胎遗传。尽管HLA-G在母胎界面高水平的表达以及其介导的免疫耐受作用，但HLA-G分子在对HIV-1母婴垂直传播的影响上研究却较少。有研究观察到通过垂直传播感染的HIV-1的与非垂直传播的母亲相比HLA-G1表达出现上调，提示HLA-G的下调可能对HIV-1起垂直传播的胎盘起到保护作用[16]。人巨细胞病毒是一种疱疹病毒，在机体中通过不同方式逃避机体免疫系统，在巨噬细胞和星形细胞瘤中的单核细胞血浆HLA-G水平升高表明，巨细胞病毒感染后HLA-G表达升高，这将阻止NK细胞识别和杀伤感染细胞[17]。还有证据表明HLA-G与HPV病毒易感性有关，特别是HLA-G等位基因14bp INS +1537C(rs12722477)、G*01：01、G*01：04和G*01：06是鳞状上皮病变和宫颈癌易感性因素，而14bpDEL和3142C等位基因可能是一个保护性因素，因为宫颈癌组织HLA-G分子与HLA-G启动子发生脱甲基化使宫颈癌变细胞获得免疫逃避[18]。另有研究发现，HLA-G还与HPV感染导致的鼻咽癌发展有关，HPV病毒感染的鼻息肉上皮细胞表达HLA-G，而HPV阴性的鼻息肉上皮细胞却不表达HLA-G[19]。在这些结果基础之上，HLA-G蛋白表达在被病毒感染的细胞上主要起逃避宿主免疫的机制，阻止T细胞和NK细胞活化和杀伤[20-21]。

2.6HLA-G与移植物抗宿主反应移植物抗宿主反应(graft-versus-host diseasegraft-versus-host disease，GVHD)是异基因造血干细胞移植后最常见的并发症，增加移植后患者的发病率和死亡率。以往有报告表明，HLA-G可通过抑制NK细胞毒性，CD8+T细胞功能和CD4细胞的增殖来影响移植进程，诱导调节性T细胞创建耐受环境，进而减少GVHD的发生，因而HLA-G作为重要的免疫耐受分子在移植后创建免疫耐受环境、提高移植物的存活率中扮演重要角色[22]。在机体移植后移植物中HLA-G表达增高以及血清sHLA-G的水平增加的患者发生GVHD几率降低，因此sHLA-G 水平可作为监测和预防GVHD的良好标记物。而sHLA-G的表达又受到HLA-G基因变异体的影响，特别是第八外显子3非翻译区14bp 插入会影响HLA-G mRNA的稳定性。有研究表明，HLA-G 14bp插入型基因型频率增高是增加患GVHD的一个易感性基因。但有研究却发现HLA-G14bp基因型多态性与GVHD发病无相关性，这些研究结果的差异性可能是样本量局限、群体分布和种族的差异不同造成的[23-24]。

2.7HLA-G与子宫内膜异位症(endometriosisEMs) EMs为妇科多发病和常见病，目前其发病机制尚不明确。有研究表明，EMs是一种免疫性疾病，其发生与机体的免疫应答系统密切相关[25]。有研究通过检测EMs患者和非EMs患者的HLA-G 3UTR 14bp 插入/缺失多态性分布，以及通过免疫组织化学染色分析EMs患者和非EMs患者内膜HLA-G蛋白表达水平，来分析HLA-G表达及多态性是否与EMs具有相关性。结果发现HLA-G14 bp 插入/缺失多态性基因型频率和等位基因频率在EMs组和对照组差异均无统计学意义，但HLA-G蛋白在EMs组表达显著高于非EMs组，即EMS患者异位内膜之所以不会被免疫细胞清除很可能与HLA-G的异常表达有关，而异常表达的HLA-G分子在协助异位内膜逃避机体的免疫监视和清除发挥重要作用，而对于无HLA-G分子“协助”的正常子宫内膜异位后将会被机体的免疫系统识别并清除，这些结果表明HLA-G可能参与了EMs的发病过程，使异位内膜发生免疫逃逸得以生存发展[26]。

2.8HLA-G与肿瘤1998年Paul等首次报道了黑色素瘤细胞中HLA-G有异常表达，随后在实体瘤及血液系统肿瘤中陆续发现HLA-G的异常表达，此外在一些肿瘤患者的血清和腹水中也发现sHLA-G的升高，且在不同类型肿瘤组织中的表达均有差异。研究发现，肿瘤细胞表达并分泌HLA-G，诱导T细胞分化CD4+CD25+FoxP3+Treg细胞而实现肿瘤细胞逃避免疫监视和杀伤[27-28]。Meta分析显示，HLA-G 3UTR 14 bp ins/del多态性与多数实体瘤的易感性之间无明显相关[29]。但在某些特定肿瘤的分析中发现该多态性会提高其患病风险，如乳腺癌和肝癌。目前关于HLA-G多态性与肿瘤的研究大多集中在3'UTR区14 bp ins/del，而3'UTR区其他多态性位点也与肿瘤有一定相关性，如14 bp ins/+ 3142 G和14 bp del/ + 3142 G单体型增加浸润性宫颈癌患病风险，+3142 C/C基因型和+3142 C变异型增加宫颈鳞癌的患病风险，14 bp del/+3142 C单体型与宫颈癌疾病进展相关[30-31]。HLA-G在正常组织和肿瘤组织之间的这种差异性表达，以及HLA-G多态性与肿瘤之间的相关性，提示HLA-G可成为一种新的肿瘤诊断标记物，且根据其表达情况与临床参数的联系，使HLA-G可能成为一种新的肿瘤预后指标和治疗效果评判的标志物[32]。

3 结 语

本文旨在了解HLA-G在自身免疫病、病毒感染和肿瘤中的作用及意义。文中表明HLA-G在免疫性疾病、病毒感染以及肿瘤的发病和进展中扮演着重要角色，通过回顾一系列支持HLA-G蛋白直接影响免疫调控的流行病学研究和基础研究，进一步了解HLA-G分子多态性在临床疾病中的作用，有助于帮助我们理解创建免疫抑制微环境的机制[33]，并为临床提供了新的治疗策略和临床标记。

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