《Human Immunology》：Revisiting HLA-G in solid organ Transplantation: Mechanistic insights and translational advances
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本综述系统阐述了HLA-G这一非经典MHC分子的免疫调节功能及其在实体器官移植中的核心作用。文章深入解析了HLA-G的生物学特性、信号通路、临床相关性及新型亚型HLA-GΔα1，并探讨了靶向该通路的转化策略（如合成肽、重组蛋白、间充质干细胞），为诱导移植物耐受、改善移植预后提供了前沿见解和潜在方向。
1. 引言
实体器官移植是治疗终末期器官衰竭的救命疗法，但排斥反应仍然是限制长期预后的主要挑战。尽管现代免疫抑制方案显著改善了早期存活率，但急性排斥反应在肾、心、肝、肺移植受者中仍分别有约10–20%、10–25%、15–25%和高达30%的发生率。慢性排斥反应则更为棘手，约45%的肺移植受者、20–40%的肾移植受者和三分之一的心脏移植受者在移植后5–10年内经历慢性移植物功能障碍。这些数据凸显了排斥反应仍是跨器官类型移植物丢失的主要原因。为预防排斥反应，患者需要终身接受靶向T细胞活化和增殖的免疫抑制治疗，但这带来了机会性感染、代谢毒性和新发癌症风险增高等巨大代价。因此，亟需能够在不损害整体免疫力的情况下促进持久、抗原特异性免疫耐受的新策略。
人类白细胞抗原-G（HLA-G）是一条充满希望的途径。它是一种具有强效免疫调节特性的非经典HLA Ib类分子。在生理条件下，HLA-G在母胎界面表达，对维持对半同种异体胎儿的耐受性不可或缺。在病理环境（包括癌症、病毒感染和自身免疫性疾病）中，HLA-G可被异位上调，有助于局部免疫抑制。HLA-G通过与抑制性受体相互作用来介导其效应，这些受体包括ILT2、ILT4和KIR2DL4，它们广泛表达于T细胞、NK细胞、B细胞、树突状细胞（DC）和单核/巨噬细胞。大量临床证据表明，移植物中HLA-G表达升高、循环可溶性HLA-G水平升高或HLA-G+免疫细胞亚群增加，与降低的急性排斥反应率、改善的移植物功能和长期耐受性密切相关。因此，HLA-G已成为一个有前途的生物标志物和诱导移植物耐受的潜在治疗靶点。
2. HLA-G生物学
HLA-G基因位于6号染色体的主要组织相容性复合体（MHC）内，由八个外显子和七个内含子组成。其基因组结构包含多个调控元件，所有这些都有助于HLA-G表达所特有的极其严格的转录控制。5′上游调控区和3′非翻译区的多态性调节mRNA的稳定性和翻译效率，导致组成型或诱导型HLA-G水平的显著个体间差异。
在结构上，HLA-G属于非经典HLA Ib家族，但保留了I类分子的基本架构。其经典重链包含三个胞外域（α1、α2、α3）、一个跨膜段和一个短的胞质尾。在其全长形式中，HLA-G与β2-微球蛋白（β2m）结合，并呈递来自细胞内蛋白质降解的8-10个氨基酸肽段。与经典HLA I类分子不同，HLA-G表现出极低的多态性，并且关键的氨基酸替换都发生在肽结合沟之外。因此，HLA-G呈递的肽段库非常有限，并且通常不被T细胞受体识别为外来物。HLA-G一个独特的生化特征是其能够通过α1结构域中第42位的未配对半胱氨酸形成二硫键连接的二聚体。HLA-G二聚体相较于单体形式，对ILT2、ILT4和KIR2DL4等抑制性受体表现出更高的结合亲和力和更强的信号传导效率，从而放大了HLA-G对NK细胞、T细胞、DC和巨噬细胞的抑制作用。
通过典型的可变剪接，HLA-G产生了七种特征明确的亚型：四种膜结合型（HLA-G1、G2、G3、G4）和三种可溶形式（HLA-G5、G6、G7）。其中，HLA-G1和HLA-G5代表了完整的胞外长度，被认为是最具生物学相关性的。截短的亚型可能以不与β2m结合的构型存在。尽管存在结构差异，所有亚型都保留了形成Cys42依赖性二聚体的能力，并可以结合抑制性受体，尽管亲和力和功能结果因每个亚型的结构域组成而异。
除了这七种经典亚型，其他非经典剪接变体正在扩展对HLA-G生物学的理解。其中，HLA-GΔα1是目前已知唯一缺少α1胞外域的亚型。HLA-GΔα1已被发现在肾透明细胞癌和滋养层细胞中表达，表明其表达可能是环境依赖性的。结构研究表明，尽管该分子保留了α3结构域，但它不与β2m结合。α1结构域的缺失消除了经典的肽结合口袋。在功能上，HLA-GΔα1表现出免疫刺激活性，增强外周血NK细胞的细胞毒功能并促进T细胞活化，这与所有已知的经典HLA-G亚型的作用相反。重要的是，HLA-GΔα1的免疫刺激活性不是通过ILT2介导的，这表明它可能结合尚未确定的替代受体。
3. HLA-G受体与信号机制
HLA-G通过与其表达在各种免疫细胞亚群上的有限抑制性和免疫调节性受体相互作用来发挥其免疫调节功能。其中，ILT2、ILT4和KIR2DL4是介导经典HLA-G亚型效应的主要受体。
ILT2广泛表达于NK细胞、部分CD8+和CD4+T淋巴细胞、B细胞、某些DC亚群和一些单核细胞上。它与β2m相关的HLA-G形式（特别是二聚体）有强结合偏好。ILT2的接合触发其胞质尾中免疫受体酪氨酸抑制基序（ITIMs）的下游信号传导，招募SHP-1和SHP-2磷酸酶，从而抑制近端活化通路、PI3K/AKT和MAPK级联反应，最终抑制细胞毒性、增殖和效应细胞因子产生。
ILT4主要在单核细胞、巨噬细胞、DC和某些粒细胞群中表达。与ILT2类似，它也包含多个ITIMs，并以高亲和力结合HLA-G。ILT4信号传导深刻影响抗原呈递细胞的生物学特性，使其获得耐受性表型，表现为共刺激分子表达降低、成熟受损、抗原呈递减弱、NF-κB活化减弱以及IL-10分泌增加。这些耐受性抗原呈递细胞促进调节性T细胞扩增并抑制效应T细胞启动。在巨噬细胞中，ILT4信号传导驱动其向抗炎M2样表型极化。
KIR2DL4是一个独特且非传统的HLA-G受体，主要定位于核内体，并从细胞内区室发出信号。它几乎只由NK细胞表达，并选择性地结合可溶性HLA-G亚型，特别是HLA-G5。KIR2DL4信号传导激活一条涉及DNA-PKcs、TRAF6和NF-κB的独特通路，最终导致IFN-γ和IL-8等促炎细胞因子的产生。尽管诱导细胞因子分泌，但KIR2DL4信号传导通常不促进细胞毒性。
4. HLA-G在实体器官移植中的应用
HLA-G是与移植物耐受相关的关键免疫调节分子，其在心脏、肾脏、肝脏、肺和胰腺移植中与良好移植物结局的相关性具有广泛的临床意义。
在心脏移植中，从未发生急性细胞排斥反应的患者中，86%的患者在移植物组织或循环中可检测到HLA-G表达；相反，发生中重度细胞排斥反应的患者中，89%为HLA-G阴性。
在肾脏移植中，非排斥受者的血浆中持续检测到可溶性HLA-G水平升高，且较高的系统性HLA-G与改善的早期移植物功能和延长移植物存活相关。此外，在移植物功能稳定的患者中观察到表达HLA-G的单核细胞和CD8+T细胞比例增加。
在肝脏移植中，移植物胆管上皮细胞中的HLA-G表达与移植物内炎症活动降低和急性排斥反应率较低相关。
在肺移植中，HLA-G表达存在于稳定的非排斥患者的支气管上皮细胞中，而在急性排斥患者中从未发现。
总的来说，HLA-G表达增加——无论是膜结合型、可溶型，还是由移植物驻留或受体来源的免疫细胞表达的——都与减少的急性排斥反应、改善的移植物功能和长期移植耐受性可靠相关。
5. HLA-G在移植中的耐受机制
HLA-G通过协调作用于先天性和适应性免疫细胞，参与调节移植中的同种异体免疫反应。
在肾脏移植中，移植物耐受受者表现出更高比例的HLA-G+CD8+T细胞，这些细胞表现出颗粒酶B表达受损和细胞毒性活性降低。同时，HLA-G促进产生IL-10的记忆调节性B细胞扩增。此外，当与受体ILT2启动子CG单倍型缺失结合时，与HLA-G低表达相关的供体HLA-G 3′UTR单倍型与T细胞介导的排斥反应风险增加相关。
在心脏移植中，与移植物耐受相关的同种抗原特异性CD8+CD28?抑制性T细胞可诱导单核细胞和树突状细胞表达ILT4。
HLA-G也影响髓系细胞功能。暴露于HLA-G可使DC不成熟，降低共刺激分子表达，并限制其启动效应T细胞的能力。在肝脏移植耐受受者中，已报告循环DC上HLA-G表达增加。此外，外周血中高水平的可溶性HLA-G与移植肝脏的低免疫原性正相关，有助于减少移植后早期的排斥反应。
在先天性免疫调节方面，HLA-G破坏了NK细胞和DC之间的活化串扰，导致NK细胞毒性降低和DC活化减弱。
6. HLA-G作为移植治疗的新靶点
利用HLA-G作为临床移植治疗方式的兴趣日益增长。当前的策略主要分为三个方向：
一、HLA-G衍生合成蛋白或重组分子。 包含α3结构域的合成多肽，在皮肤移植小鼠模型中，单次给药可显著延长同种异体移植物存活，而重复治疗四周可诱导长期耐受和永久移植物接受。基于HLA-G5亚型的重组HLA-G融合蛋白也被评估为潜在的耐受诱导剂。
二、基于细胞的疗法。 间充质干细胞天然表达并分泌HLA-G，特别是可溶性HLA-G5亚型。HLA-G表达被认为是决定MSC效力的关键因素。因此，HLA-G可作为筛选具有优越免疫抑制和耐受诱导特性的MSC亚群的选择或质量控制标志物。此外，羊膜上皮细胞等其他高表达HLA-G的细胞来源也在研究中。
三、基于HLA-G遗传学和多态性的方法。 HLA-G基因的多态性，特别是3′非翻译区的多态性，调节mRNA稳定性、可变剪接以及膜结合型与可溶性HLA-G的相对水平。特征最明确的变异是第8外显子中的14-bp插入/缺失多态性，该多态性与改变的HLA-G表达和循环可溶性HLA-G水平相关。在心脏移植中，HLA-G 14-bp多态性和3187 SNP已被确定为移植后恶性肿瘤的风险因素。在肺移植中，特定的供体HLA-G UTR单倍型与同种异体移植物损伤、慢性肺移植物功能障碍和总体移植物存活显著相关。对关键HLA-G变异进行基因分型可纳入移植前风险评估，以预测急性排斥反应、慢性并发症或癌症发展的可能性。
7. 结论
HLA-G已成为一种重要的免疫调节分子，在实体器官移植中具有明确的相关性，广泛的实验和临床观察支持其表达与减少排斥反应和改善移植物结局相关。通过其抑制T细胞、B细胞和NK细胞效应功能、调节髓系细胞活性和促进调节性免疫表型的能力，HLA-G有助于建立有利于移植物接受的免疫环境。这些特性使HLA-G成为耐受性的一个有说服力的生物标志物和免疫调节干预的候选靶点。
同时，HLA-G在调节外周同种异体免疫反应中的精确机制作用仍未解决。最近的进展也扩大了对HLA-G复杂性的认识，特别是通过识别如HLA-GΔα1这样的替代亚型。基于这些见解，新型治疗策略正在扩展转化前景。实现这一目标将需要继续整合机制研究、精心设计的临床调查和针对特定亚型的治疗方法，以确定HLA-G在何时、何地以及如何最有效地促进持久的移植耐受。
