HLA-Cw的免疫調(diào)節(jié)作用對腎移植受者長期存活的影響

呂凡彬 張巖 夏鵬 楊亦榮

目前，腎移植已成為絕大部分終末期腎病患者的最佳治療方法。隨著移植后各種免疫抑制劑的應(yīng)用，早期排斥反應(yīng)的發(fā)生率明顯降低，但移植腎長期存活率無明顯提高，遠(yuǎn)期移植腎功能喪失仍是影響受者術(shù)后存活率的重要因素之一。移植腎和受者的存活率一定程度上取決于供受者之間HLA配型相合程度，HLA配合率高可顯著延長移植腎的存活時間，同時可減少抗HLA抗體的生成［1］。腎移植前HLA配型主要檢測HLA-A，B和DR 3個基因位點，并且多項研究也證實HLA-A，B，DR與排斥反應(yīng)存在相關(guān)性［2］。HLA-Cw于1970年被發(fā)現(xiàn)和命名，位于HLA-A，B位點之間，其產(chǎn)物屬于HLA-Ⅰ類抗原，呈高度多態(tài)性，它在移植免疫、抗病毒、抗腫瘤中的免疫調(diào)節(jié)作用是其主要生物學(xué)功能。在移植免疫方面，目前相關(guān)研究主要集中在與造血干細(xì)胞移植術(shù)后急性移植物抗宿主病(acute graft-versus-host disease，aGVHD)的關(guān)系等方面，此外，關(guān)于HLA-Cw與腎移植術(shù)后短期及長期存活的相關(guān)性研究也逐漸成為熱點。

1 HLA-Cw生物學(xué)特性

1．1 HLA-Cw 分子結(jié)構(gòu)

HLA-Cw基因位于人類第6號染色體短臂的HLA-A，B位點之間，目前發(fā)現(xiàn)其有392個等位基因座，全長3072 bp，其編碼產(chǎn)物屬HLA-Ⅰ類抗原，具有和HLA-A，B分子同樣的高度多態(tài)性［3］。HLA-Cw基因由多個內(nèi)含子與外顯子組成，其基因多態(tài)性的主要基礎(chǔ)是外顯子內(nèi)單個堿基替換、位點內(nèi)重組及位點間基因轉(zhuǎn)換［4］。

HLA-Cw基因可分為4個主要的結(jié)構(gòu)域:肽結(jié)合區(qū)(α1，α2)、IgSF 結(jié)構(gòu)區(qū)(α3，β2，m)、跨膜區(qū)和胞漿區(qū)［4］。根據(jù)HLA-Cw分子α1螺旋的Asn77/Lys80或Ser77/Asn80兩種不同的氨基酸組成，將HLA-Cw多態(tài)性分子分為兩類。這兩處氨基酸殘基尤以第80位重要，可區(qū)分不同的HLA-Cw分子;第77位氨基酸殘基則決定HLA-Cw分子與不同的殺傷細(xì)胞免疫球蛋白樣受體(killer cell immunoglobulin-like receptor，KIR)結(jié)合，與活化型KIR相比，抑制型KIR與HLA-Cw的親和性更強。HLA-C1抗原主要有HLA-Cw*01*03，*07，*08，*12，*13，*14，*1507，*15，第80位氨基酸殘基為天冬酰胺，可以被NK2類細(xì)胞(表達(dá)KIR2DL2)識別而不被殺傷。HLA-C2抗原主要有 HLA-Cw*02，*307，*04，*05*06，*0707，*0709，*1204，*1205，*15，*1602，*17，*18，第 80位氨基酸殘基為賴氨酸，可以被NK1類細(xì)胞(表達(dá)KIR2DL1)識別而不被殺傷［5-7］。

1．2 HLA-Cw生物學(xué)功能

HLA-Cw分子主要分布于有核細(xì)胞表面，參與內(nèi)源性多肽的呈遞。HLA-Cw的生物學(xué)功能主要通過與NK細(xì)胞及部分T細(xì)胞表面表達(dá)的KIR結(jié)合實現(xiàn)。HLA-Cw與相應(yīng)的KIR結(jié)合后可能產(chǎn)生以下4種情況:(1)抑制型KIR與靶細(xì)胞表面相應(yīng)HLA-Cw結(jié)合，NK細(xì)胞被抑制不產(chǎn)生靶細(xì)胞溶解;(2)活化型KIR與靶細(xì)胞表面相應(yīng)HLA-Cw結(jié)合，形成刺激信號通路，NK細(xì)胞活化導(dǎo)致靶細(xì)胞溶解;(3)抑制型與活化型KIR均與HLA-Cw結(jié)合，活化型HLA-Cw-KIR的作用強于抑制型，仍可致NK細(xì)胞活化，靶細(xì)胞溶解;(4)抑制型與活化型KIR均與HLA-Cw結(jié)合，抑制型HLA-Cw-KIR作用顯著較強產(chǎn)生抑制信號通路，或者既無活化又無抑制信號，不發(fā)生NK細(xì)胞所致的靶細(xì)胞溶解［5-6］。因此，HLA-Cw的生物學(xué)作用主要是通過調(diào)節(jié)NK細(xì)胞及部分T細(xì)胞的活性來實現(xiàn)的。

2 HLA-Cw免疫調(diào)節(jié)功能

2．1 HLA-Cw 與aGVHD

一項大樣本回顧性分析結(jié)果顯示，HLA-Cw位點不相合是嚴(yán)重aGVHD的獨立危險因素，Cw伴隨其他位點不相合可增加aGVHD的發(fā)生率，并推斷HLA-Cw等位基因的配合率在無關(guān)供者造血干細(xì)胞移植中具有非常重要的意義［8］。大量的研究分析也證明HLA-Cw錯配和aGVHD的高發(fā)生率、白血病的低復(fù)發(fā)率存在顯著相關(guān)性［9］。

2．2 HLA-Cw與自身免疫病

Jiao等［10］以強直性脊柱炎患者和健康人為研究對象，發(fā)現(xiàn)在強直性脊柱炎患者中HLA-Cw*02，KIR3DS1，KIR2DL5基因頻率明顯增加，以 2DS1+/HLA-Cw+的患者更加多見。該研究結(jié)果表明，HLA-C1/C2與活化型/抑制型KIR之間的失衡可能是影響強直性脊柱炎發(fā)病機制的關(guān)鍵因素。

此外，位于銀屑病易感甚因位點1上的HLA-Cw基因是公認(rèn)的可能與銀屑病相關(guān)性最強的基因，Ⅰ型銀屑病與HLA-Cw基因高度關(guān)聯(lián)并且有遺傳性［11］。

2．3 HLA-Cw 與感染

Thio等［12］發(fā)現(xiàn) HLA-Cw*0102與 HCV 清除有相關(guān)性，而 HLA-Cw*04與病毒持續(xù)狀態(tài)有關(guān)。Jeffery等［13］發(fā)現(xiàn)HLA-A*02和HLA-Cw*08可保護機體避免發(fā)生由人類嗜T淋巴細(xì)胞病毒Ⅰ型(human T-cell lymphotropicvirus typeⅠ，HTLV-1)引起的HTLV-1相關(guān)性脊髓病或熱帶痙攣性癱瘓病。國內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)HLA-Cw*08是肺結(jié)核的易感基因，HLA-Cw*04和*08等位基因可能與結(jié)核分枝桿菌的感染狀態(tài)和結(jié)局有關(guān)［14］。

2．4 HLA-Cw 與腫瘤

現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)HLA-Cw與多種惡性腫瘤的發(fā)病有關(guān)，如宮頸癌、急性髓性白血病、黑色素瘤等。

3 HLA-Cw在腎移植免疫中的作用

腎移植前的HLA-A，B，DR配型和群體反應(yīng)性抗體(panel reactive antibodies，PRA)檢測已作為術(shù)前常規(guī)檢查，其重要性也得到了確認(rèn)。在過去幾年，HLA-Cw與疾病相關(guān)性研究主要集中在HLA-Cw和KIR多態(tài)性之間的聯(lián)系等方面。

HLA-Cw分子作為HLA-Ⅰ類抗原和KIR的配體，其生物學(xué)功能表現(xiàn)在兩個方面:一方面可結(jié)合內(nèi)源性抗原肽并呈遞給CD8+T細(xì)胞識別，誘發(fā)特異性免疫反應(yīng);另一方面作為KIR配體可調(diào)節(jié)NK細(xì)胞的殺傷功能，在移植免疫、抗腫瘤和抗感染中發(fā)揮重要作用［15］。最近研究結(jié)果表明HLA-Cw的錯配能夠增加腎移植后急性排斥反應(yīng)的發(fā)生率［16］，而超急性排斥反應(yīng)［17］、抗體介導(dǎo)的急性排斥反應(yīng)［18-19］和慢性排斥反應(yīng)［20］的發(fā)生也與抗 HLA-Cw抗體存在有關(guān)。

3．1 HLA-Cw與急性排斥反應(yīng)

隨著移植前HLA配型檢查和免疫抑制劑的應(yīng)用，腎移植后急性排斥反應(yīng)的發(fā)生率已明顯降低，但其仍是腎移植的一個重要問題。HLA-C基因與急性排斥反應(yīng)的相關(guān)性研究已有較多報道，目前存在不同的觀點。Frohn等［2］以104對腎移植供受者為研究對象，分析移植物急性排斥反應(yīng)是否與供受者的HLA-C配型有關(guān)，結(jié)果表明供受者HLA-C匹配是減少急性排斥反應(yīng)的一種措施。而Hanvesakul等［21］利用遺傳研究和細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)研究了760例腎移植后長期存活受者HLA-C基因型的臨床意義，結(jié)果發(fā)現(xiàn)急性排斥反應(yīng)的發(fā)生率與個體的KIR基因型、單體型、KIR配體(HLA-C或Bw4)基因型及KIR配體的匹配無相關(guān)性。

目前有關(guān)HLA-Cw與急性排斥反應(yīng)的研究，主要集中在抗HLA-Cw抗體和HLA-C1/C2的表達(dá)活性方面。Bachelet等［19］曾報道過1例因 IgA腎病行腎移植的受者術(shù)后發(fā)生不可逆的急性排斥反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)其血清中存在抗HLA-Cw供者特異性抗體，能引起對移植物的排斥作用，因此推測抗HLA-Cw供者特異性抗體可能與移植物急性排斥反應(yīng)有關(guān)。同樣，Duquesnoy等［20］檢測45例HLA-C錯配的腎移植受者，發(fā)現(xiàn)有60%的受者產(chǎn)生了抗HLA-C供者特異性抗體。Zielińska等［22］通過檢測55例PRA大于50%的腎移植受者的抗HLA抗體，發(fā)現(xiàn)所有受者都存在明顯的抗HLA-Ⅰ類分子抗體，94．5%的受者存在抗 HLA-Ⅱ類分子抗體;抗HLA-Cw、抗HLA-DQ、抗HLA-DP抗體分別占77%，84%，51%。國外其他研究還發(fā)現(xiàn)抗HLA-Cw抗體在預(yù)致敏待移植患者中出現(xiàn)的概率比抗HLA-A，B抗體低，且進一步研究證明，對流式細(xì)胞交叉匹配陽性或PRA大于50%的存在抗HLA-Cw抗體的待移植患者，予以靜脈注射抗胸腺細(xì)胞球蛋白(或巴利昔單抗)和免疫球蛋白后再行移植手術(shù)是安全的［23］。

關(guān)于 HLA-C1和 HLA-C2活性的研究表明，HLA-C2更趨向于抑制NK細(xì)胞的殺傷作用，但是供者HLA-C2的類型與改善器官移植預(yù)后的相關(guān)性目前尚無定論。Nowak等［24］發(fā)現(xiàn)KIR2DS5和HLA-C1基因的表達(dá)能夠防止腎移植后急性排斥反應(yīng)的發(fā)生，而缺失KIR2DS5和表達(dá)HLA-C2基因的受者更容易發(fā)生排斥反應(yīng)。Kunert等［25］通過分析腎移植后發(fā)生急性排斥反應(yīng)和腎功能穩(wěn)定的兩組供受者HLA-C1和HLA-C2的基因頻率，發(fā)現(xiàn)兩組腎移植受者中HLA-C1純合子、HLA-C1/C2雜合子、HLA-C2純合子的等位基因頻率差異并無統(tǒng)計學(xué)意義，但發(fā)生急性排斥反應(yīng)組供者的HLA-C2純合子等位基因數(shù)低于腎功能穩(wěn)定組供者;另外還發(fā)現(xiàn)供受者KIR/HLA配體的不相容性與急性排斥反應(yīng)是相關(guān)的。

3．2 HLA-Cw與慢性排斥反應(yīng)

移植后慢性排斥反應(yīng)的發(fā)生是導(dǎo)致移植物功能喪失的重要原因，是影響移植物和受者長期存活的重要因素。Tran等［16］研究2260例尸體供腎的腎移植供者HLA類型，發(fā)現(xiàn)HLA-C錯配對預(yù)致敏腎移植受者的移植物存活有很大影響，并指出HLA-C匹配可以作為改善預(yù)致敏受者腎移植結(jié)果的一種有效途徑。Hanvesakul等［21］同時發(fā)現(xiàn)腎移植后IL-15能夠激活供者來源的NK細(xì)胞與受者樹突細(xì)胞的相互作用，HLA-C2陽性受者中這種間接的異體反應(yīng)的發(fā)生比HLA-C1陽性受者少，這提示HLA-C2陽性受者移植物有更長的存活時間。

但Tran等［26］通過分析2757例不同地區(qū)尸體供腎的腎移植供受者的 KIR配體(HLA-C1，C2，Bw4)的匹配情況，發(fā)現(xiàn)移植物的10年存活率相似，與術(shù)前供受者KIR配體相容與否無關(guān);而HLA-A，B，DR的錯配被證明是影響移植物存活率的重要因素。此外Lomago等［27］報道1例 HLA-Cw*0704錯配的 HLA-B*4403致敏受者，腎移植后發(fā)現(xiàn)因HLA-Cw錯配誘導(dǎo)產(chǎn)生的抗體能夠與HLA-B*4402及其他HLA-B類抗原相互作用，這表明因HLA-C錯配產(chǎn)生的抗體可能導(dǎo)致某些不可接受的HLA-B錯配，但該結(jié)論需要進一步研究證實。

3．3 HLA-Cw與移植后CMV感染

CMV感染是腎移植后最常見的病毒感染，是影響受者生存的重要因素之一。NK細(xì)胞和T細(xì)胞是抑制CMV復(fù)制的主要效應(yīng)細(xì)胞，但是CMV編碼的許多蛋白可與NK細(xì)胞和T細(xì)胞相互作用從而逃避免疫攻擊;HLA-Cw可以呈遞抗原給細(xì)胞毒性T細(xì)胞以發(fā)揮細(xì)胞毒作用清除病毒，還可以通過與其配體KIR結(jié)合調(diào)節(jié)NK細(xì)胞活性參與病毒免疫。Leong等［28］發(fā)現(xiàn)供受體KIR單體型和HLA-Cw位點的多態(tài)性可能對移植后CMV感染有影響。國內(nèi)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)供受體HLA-Cw位點不合組CMV激活率高于HLA-Cw位點相合組，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義;同時HLA-C1組CMV激活率明顯高于C2組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義［29］。該研究結(jié)果提示 KIR和HLA-Cw基因影響了無關(guān)供者移植CMV激活率，移植前分析供受體KIR和HLA-Cw基因型有利于對CMV高度敏感的受者進行更加有效的預(yù)防。

3．4 HLA-Cw與移植后腫瘤

HLA-Cw可通過與KIR相互作用參與抗腫瘤免疫。Azmandian等［30］對44例腎移植后新發(fā)惡性腫瘤的受者和44例腎移植后無惡性腫瘤的受者進行回顧性研究，發(fā)現(xiàn)HLA-Cw4是卡波西肉瘤的一個危險因素。

4 結(jié)語

目前，國內(nèi)外關(guān)于HLA-Cw與腎移植后排斥反應(yīng)的相關(guān)研究存在不同報道。在參與急性排斥反應(yīng)方面，多數(shù)研究提示預(yù)致敏受者存在抗HLA-Cw抗體可導(dǎo)致移植腎存活時間減少，但其與慢性排斥反應(yīng)的關(guān)系仍有待進一步研究。HLA-Cw作為重要的HLA-Ⅰ類抗原，抗原性不如HLA-A，B強，但HLA-Cw與NK細(xì)胞和CD8+T淋巴細(xì)胞表面的KIR受體結(jié)合，可抑制這些細(xì)胞對HLA-Cw宿主細(xì)胞的殺傷作用［31］。有關(guān)HLA-Cw與腎移植后存活時間的相關(guān)性雖存在不同報道，但HLA-Cw作為抑制型KIR配體在腎移植排斥反應(yīng)中的作用已成為目前的研究熱點，HLA-Cw/KIR所介導(dǎo)的免疫抑制信號系統(tǒng)也將得到進一步研究。

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