HLA-Cw的免疫调节作用对肾移植受者长期存活的影响

吕凡彬 张岩 夏鹏 杨亦荣

目前，肾移植已成为绝大部分终末期肾病患者的最佳治疗方法。随着移植后各种免疫抑制剂的应用，早期排斥反应的发生率明显降低，但移植肾长期存活率无明显提高，远期移植肾功能丧失仍是影响受者术后存活率的重要因素之一。移植肾和受者的存活率一定程度上取决于供受者之间HLA配型相合程度，HLA配合率高可显著延长移植肾的存活时间，同时可减少抗HLA抗体的生成［1］。肾移植前HLA配型主要检测HLA-A，B和DR 3个基因位点，并且多项研究也证实HLA-A，B，DR与排斥反应存在相关性［2］。HLA-Cw于1970年被发现和命名，位于HLA-A，B位点之间，其产物属于HLA-Ⅰ类抗原，呈高度多态性，它在移植免疫、抗病毒、抗肿瘤中的免疫调节作用是其主要生物学功能。在移植免疫方面，目前相关研究主要集中在与造血干细胞移植术后急性移植物抗宿主病(acute graft-versus-host disease，aGVHD)的关系等方面，此外，关于HLA-Cw与肾移植术后短期及长期存活的相关性研究也逐渐成为热点。

1 HLA-Cw生物学特性

1．1 HLA-Cw 分子结构

HLA-Cw基因位于人类第6号染色体短臂的HLA-A，B位点之间，目前发现其有392个等位基因座，全长3072 bp，其编码产物属HLA-Ⅰ类抗原，具有和HLA-A，B分子同样的高度多态性［3］。HLA-Cw基因由多个内含子与外显子组成，其基因多态性的主要基础是外显子内单个碱基替换、位点内重组及位点间基因转换［4］。

HLA-Cw基因可分为4个主要的结构域:肽结合区(α1，α2)、IgSF 结构区(α3，β2，m)、跨膜区和胞浆区［4］。根据HLA-Cw分子α1螺旋的Asn77/Lys80或Ser77/Asn80两种不同的氨基酸组成，将HLA-Cw多态性分子分为两类。这两处氨基酸残基尤以第80位重要，可区分不同的HLA-Cw分子;第77位氨基酸残基则决定HLA-Cw分子与不同的杀伤细胞免疫球蛋白样受体(killer cell immunoglobulin-like receptor，KIR)结合，与活化型KIR相比，抑制型KIR与HLA-Cw的亲和性更强。HLA-C1抗原主要有HLA-Cw*01*03，*07，*08，*12，*13，*14，*1507，*15，第80位氨基酸残基为天冬酰胺，可以被NK2类细胞(表达KIR2DL2)识别而不被杀伤。HLA-C2抗原主要有 HLA-Cw*02，*307，*04，*05*06，*0707，*0709，*1204，*1205，*15，*1602，*17，*18，第 80位氨基酸残基为赖氨酸，可以被NK1类细胞(表达KIR2DL1)识别而不被杀伤［5-7］。

1．2 HLA-Cw生物学功能

HLA-Cw分子主要分布于有核细胞表面，参与内源性多肽的呈递。HLA-Cw的生物学功能主要通过与NK细胞及部分T细胞表面表达的KIR结合实现。HLA-Cw与相应的KIR结合后可能产生以下4种情况:(1)抑制型KIR与靶细胞表面相应HLA-Cw结合，NK细胞被抑制不产生靶细胞溶解;(2)活化型KIR与靶细胞表面相应HLA-Cw结合，形成刺激信号通路，NK细胞活化导致靶细胞溶解;(3)抑制型与活化型KIR均与HLA-Cw结合，活化型HLA-Cw-KIR的作用强于抑制型，仍可致NK细胞活化，靶细胞溶解;(4)抑制型与活化型KIR均与HLA-Cw结合，抑制型HLA-Cw-KIR作用显著较强产生抑制信号通路，或者既无活化又无抑制信号，不发生NK细胞所致的靶细胞溶解［5-6］。因此，HLA-Cw的生物学作用主要是通过调节NK细胞及部分T细胞的活性来实现的。

2 HLA-Cw免疫调节功能

2．1 HLA-Cw 与aGVHD

一项大样本回顾性分析结果显示，HLA-Cw位点不相合是严重aGVHD的独立危险因素，Cw伴随其他位点不相合可增加aGVHD的发生率，并推断HLA-Cw等位基因的配合率在无关供者造血干细胞移植中具有非常重要的意义［8］。大量的研究分析也证明HLA-Cw错配和aGVHD的高发生率、白血病的低复发率存在显著相关性［9］。

2．2 HLA-Cw与自身免疫病

Jiao等［10］以强直性脊柱炎患者和健康人为研究对象，发现在强直性脊柱炎患者中HLA-Cw*02，KIR3DS1，KIR2DL5基因频率明显增加，以 2DS1+/HLA-Cw+的患者更加多见。该研究结果表明，HLA-C1/C2与活化型/抑制型KIR之间的失衡可能是影响强直性脊柱炎发病机制的关键因素。

此外，位于银屑病易感甚因位点1上的HLA-Cw基因是公认的可能与银屑病相关性最强的基因，Ⅰ型银屑病与HLA-Cw基因高度关联并且有遗传性［11］。

2．3 HLA-Cw 与感染

Thio等［12］发现 HLA-Cw*0102与 HCV 清除有相关性，而 HLA-Cw*04与病毒持续状态有关。Jeffery等［13］发现HLA-A*02和HLA-Cw*08可保护机体避免发生由人类嗜T淋巴细胞病毒Ⅰ型(human T-cell lymphotropicvirus typeⅠ，HTLV-1)引起的HTLV-1相关性脊髓病或热带痉挛性瘫痪病。国内研究发现HLA-Cw*08是肺结核的易感基因，HLA-Cw*04和*08等位基因可能与结核分枝杆菌的感染状态和结局有关［14］。

2．4 HLA-Cw 与肿瘤

现已发现HLA-Cw与多种恶性肿瘤的发病有关，如宫颈癌、急性髓性白血病、黑色素瘤等。

3 HLA-Cw在肾移植免疫中的作用

肾移植前的HLA-A，B，DR配型和群体反应性抗体(panel reactive antibodies，PRA)检测已作为术前常规检查，其重要性也得到了确认。在过去几年，HLA-Cw与疾病相关性研究主要集中在HLA-Cw和KIR多态性之间的联系等方面。

HLA-Cw分子作为HLA-Ⅰ类抗原和KIR的配体，其生物学功能表现在两个方面:一方面可结合内源性抗原肽并呈递给CD8+T细胞识别，诱发特异性免疫反应;另一方面作为KIR配体可调节NK细胞的杀伤功能，在移植免疫、抗肿瘤和抗感染中发挥重要作用［15］。最近研究结果表明HLA-Cw的错配能够增加肾移植后急性排斥反应的发生率［16］，而超急性排斥反应［17］、抗体介导的急性排斥反应［18-19］和慢性排斥反应［20］的发生也与抗 HLA-Cw抗体存在有关。

3．1 HLA-Cw与急性排斥反应

随着移植前HLA配型检查和免疫抑制剂的应用，肾移植后急性排斥反应的发生率已明显降低，但其仍是肾移植的一个重要问题。HLA-C基因与急性排斥反应的相关性研究已有较多报道，目前存在不同的观点。Frohn等［2］以104对肾移植供受者为研究对象，分析移植物急性排斥反应是否与供受者的HLA-C配型有关，结果表明供受者HLA-C匹配是减少急性排斥反应的一种措施。而Hanvesakul等［21］利用遗传研究和细胞培养技术研究了760例肾移植后长期存活受者HLA-C基因型的临床意义，结果发现急性排斥反应的发生率与个体的KIR基因型、单体型、KIR配体(HLA-C或Bw4)基因型及KIR配体的匹配无相关性。

目前有关HLA-Cw与急性排斥反应的研究，主要集中在抗HLA-Cw抗体和HLA-C1/C2的表达活性方面。Bachelet等［19］曾报道过1例因 IgA肾病行肾移植的受者术后发生不可逆的急性排斥反应，发现其血清中存在抗HLA-Cw供者特异性抗体，能引起对移植物的排斥作用，因此推测抗HLA-Cw供者特异性抗体可能与移植物急性排斥反应有关。同样，Duquesnoy等［20］检测45例HLA-C错配的肾移植受者，发现有60%的受者产生了抗HLA-C供者特异性抗体。Zielińska等［22］通过检测55例PRA大于50%的肾移植受者的抗HLA抗体，发现所有受者都存在明显的抗HLA-Ⅰ类分子抗体，94．5%的受者存在抗 HLA-Ⅱ类分子抗体;抗HLA-Cw、抗HLA-DQ、抗HLA-DP抗体分别占77%，84%，51%。国外其他研究还发现抗HLA-Cw抗体在预致敏待移植患者中出现的概率比抗HLA-A，B抗体低，且进一步研究证明，对流式细胞交叉匹配阳性或PRA大于50%的存在抗HLA-Cw抗体的待移植患者，予以静脉注射抗胸腺细胞球蛋白(或巴利昔单抗)和免疫球蛋白后再行移植手术是安全的［23］。

关于 HLA-C1和 HLA-C2活性的研究表明，HLA-C2更趋向于抑制NK细胞的杀伤作用，但是供者HLA-C2的类型与改善器官移植预后的相关性目前尚无定论。Nowak等［24］发现KIR2DS5和HLA-C1基因的表达能够防止肾移植后急性排斥反应的发生，而缺失KIR2DS5和表达HLA-C2基因的受者更容易发生排斥反应。Kunert等［25］通过分析肾移植后发生急性排斥反应和肾功能稳定的两组供受者HLA-C1和HLA-C2的基因频率，发现两组肾移植受者中HLA-C1纯合子、HLA-C1/C2杂合子、HLA-C2纯合子的等位基因频率差异并无统计学意义，但发生急性排斥反应组供者的HLA-C2纯合子等位基因数低于肾功能稳定组供者;另外还发现供受者KIR/HLA配体的不相容性与急性排斥反应是相关的。

3．2 HLA-Cw与慢性排斥反应

移植后慢性排斥反应的发生是导致移植物功能丧失的重要原因，是影响移植物和受者长期存活的重要因素。Tran等［16］研究2260例尸体供肾的肾移植供者HLA类型，发现HLA-C错配对预致敏肾移植受者的移植物存活有很大影响，并指出HLA-C匹配可以作为改善预致敏受者肾移植结果的一种有效途径。Hanvesakul等［21］同时发现肾移植后IL-15能够激活供者来源的NK细胞与受者树突细胞的相互作用，HLA-C2阳性受者中这种间接的异体反应的发生比HLA-C1阳性受者少，这提示HLA-C2阳性受者移植物有更长的存活时间。

但Tran等［26］通过分析2757例不同地区尸体供肾的肾移植供受者的 KIR配体(HLA-C1，C2，Bw4)的匹配情况，发现移植物的10年存活率相似，与术前供受者KIR配体相容与否无关;而HLA-A，B，DR的错配被证明是影响移植物存活率的重要因素。此外Lomago等［27］报道1例 HLA-Cw*0704错配的 HLA-B*4403致敏受者，肾移植后发现因HLA-Cw错配诱导产生的抗体能够与HLA-B*4402及其他HLA-B类抗原相互作用，这表明因HLA-C错配产生的抗体可能导致某些不可接受的HLA-B错配，但该结论需要进一步研究证实。

3．3 HLA-Cw与移植后CMV感染

CMV感染是肾移植后最常见的病毒感染，是影响受者生存的重要因素之一。NK细胞和T细胞是抑制CMV复制的主要效应细胞，但是CMV编码的许多蛋白可与NK细胞和T细胞相互作用从而逃避免疫攻击;HLA-Cw可以呈递抗原给细胞毒性T细胞以发挥细胞毒作用清除病毒，还可以通过与其配体KIR结合调节NK细胞活性参与病毒免疫。Leong等［28］发现供受体KIR单体型和HLA-Cw位点的多态性可能对移植后CMV感染有影响。国内相关研究发现供受体HLA-Cw位点不合组CMV激活率高于HLA-Cw位点相合组，但差异无统计学意义;同时HLA-C1组CMV激活率明显高于C2组，差异有统计学意义［29］。该研究结果提示 KIR和HLA-Cw基因影响了无关供者移植CMV激活率，移植前分析供受体KIR和HLA-Cw基因型有利于对CMV高度敏感的受者进行更加有效的预防。

3．4 HLA-Cw与移植后肿瘤

HLA-Cw可通过与KIR相互作用参与抗肿瘤免疫。Azmandian等［30］对44例肾移植后新发恶性肿瘤的受者和44例肾移植后无恶性肿瘤的受者进行回顾性研究，发现HLA-Cw4是卡波西肉瘤的一个危险因素。

4 结语

目前，国内外关于HLA-Cw与肾移植后排斥反应的相关研究存在不同报道。在参与急性排斥反应方面，多数研究提示预致敏受者存在抗HLA-Cw抗体可导致移植肾存活时间减少，但其与慢性排斥反应的关系仍有待进一步研究。HLA-Cw作为重要的HLA-Ⅰ类抗原，抗原性不如HLA-A，B强，但HLA-Cw与NK细胞和CD8+T淋巴细胞表面的KIR受体结合，可抑制这些细胞对HLA-Cw宿主细胞的杀伤作用［31］。有关HLA-Cw与肾移植后存活时间的相关性虽存在不同报道，但HLA-Cw作为抑制型KIR配体在肾移植排斥反应中的作用已成为目前的研究热点，HLA-Cw/KIR所介导的免疫抑制信号系统也将得到进一步研究。

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