人类白细胞抗原系统与病理性妊娠的相关性

1 / 13 人类白细胞抗原系统与病理性妊娠的相关性 妊娠是一个复杂的生理过程，从免疫学上来看类似于器官移植。带有父方异体抗原成分的胚胎，对母体来说是一个移植物，母体免疫系统对此进行识别，并产生免疫应答。但就其结局而言又与器官移植不同，母体对胎儿产生保护性免疫应答，直至胎儿娩出。可以设想，一旦母胎之间的平衡失调，那么，异体的胚胎抗原将被排斥，并造成临床上的病理性妊娠，如流产、不孕、妊高征、早产、低体重儿等。目前，病理性妊娠的病因及发病机理还不清楚。 随着免疫学的发展，越来越多的学者致力于探讨病理性妊娠的免疫 机理，并取得了一定进展。其中，从免疫遗传的角度探讨人类白细胞抗原 (HLA)与疾病的相关性研究特别引人瞩目。 HLA 是位于人 6 号染色体短臂上一群高度多态性的紧密连锁的基因群，它所编码的主要组织相容性抗原，在特异性免疫中处于中心地位。现已表明， HLA 不仅控制着同种排斥反应，而且与机体免疫应答、免疫调节及某些病理状态的产生密切相关。 HLA 抗原可分为 3 类，即： HLA- 、 、 类。 HLA- 类抗原受控于 A、 B、 C、 E、 F、 G 位点。而其中的 A、 B、 C位点所编码的分子归为经典 HLA- 类 (classical HLA-, HLA-a) 分子， HLA-a 等位基因位点显示多态性2 / 13 并广泛分布于有核细胞表面，它将内源性多肽递呈给 CD8 阳性毒性 T 细胞。与之相对，把 E、 F、 G 位点所编码的分子称为非经典 HLA- 类 (non-classical HLA-, HLA -b) 分子，HLA-b 仅显示有限的等位基因，并且分子表达也仅限于少数特定组织，其功能除 G 外尚不清楚。 HLA- 类抗原受控于DP、 DQ、 DR 位点，它们分布于 B 淋巴细胞、巨噬细胞和活化的 T 细胞表面，其功能是将外源性抗原肽递呈给 CD4 阳性 T细胞。 HLA- 类分子主要为一些补体成分 ， C2、 C4、 Bf 1。有关 HLA 与疾病相关性的研究已有 40 多年历史，并发现许多疾病与 HLA 相关，如：强直性脊柱炎与 HLA-B27 相关， 型糖尿病与 HLA-DQA1、 HLA-DQB1 相关，类风湿性关节炎与HLA-DR4 相关，系统性红斑狼疮与 HLA-C2 及 C4 有关。通过HLA 与疾病相关性的研究，力图找到与疾病相关的易感或抵抗基因。因此，对于疾病病因学研究有重要意义 2。 80 年代，人们在对 Hutterite 族妇女的研究中首次发现妊娠与 HLA 有关。选择 Hutterite 族妇女作为研究对象，是因为这个民 族高度近亲婚配，导致夫妇间共有 HLA 位点增多；并且，由于不控制生育，使家庭人口众多 (平均每户 8个小孩 )。因此， Hutterite 族妇女是进行妊娠与 HLA 相关性研究的合适对象。现有研究发现，夫妇双方共有 HLA 抗原数与生育间隔期相关，即生育 10 个孩子夫妇共有 HLA 抗原 0个，需用 13.73 年；夫妇共有抗原 1 个，需用 14.50 年；夫3 / 13 妇共有抗原 2 个以上，需用 19.00 年。研究还表明，当夫妇共有 HLA-DR 抗原时，平均生育孩子数为 6.5 个，而那些不共享 HLA-DR 的夫妇，平均生育孩子数则为 9.0 个。由上可见， HLA 与妊 娠相关联 3。 以下介绍近年来，有关 HLA 与几种常见的病理性妊娠相关性研究的进展。 一、习惯性流产与 HLA 的相关性 习惯性流产是指排除生殖器官疾病、内分泌失调、受精卵染色体异常、环境因素所致的原因不明性流产。习惯性流产又可分为原发性习惯性流产，指 3 次以上连续早期流产无活胎；继发性流产，指 1 次活胎后，连续 3 次以上流产；潜在性流产，指 2 次以上连续早期流产无活胎。最早开展 HLA与习惯性流产研究的是 Komlos 等。他们发现，在流产组中，夫妇共有 HLA-A、 HLA-B 抗原比例高于正常对照组 4。 在习惯性流产与 HLA- 类分子中的 HLA-A、 HLA-B 相关的研究中，其结果似乎很不一致，如 Komlos 等 4， 5的研究表明，习惯性流产与 HLA-A 相关，而与 HLA-B 无关；但也有作者研究认为，习惯性流产与 HLA-A、 HLA-B 均无关 6 9。 在习惯性流产与 HLA- 类分子中的 HLA-DR、 HLA-DQ相关性研究中显示，原发性习惯性流产与 HLA-DR、 HLA-DQ4 / 13 均有相关性，继发性习惯性流产与 HLA-DR， HLA-DQ 无相关性。如 Christiansen 等 10研究显示，连续 4 次以 上流产的患者，夫妇共享 DRW17、 DQW2 抗原比例显著升高。在 1994年，他进一步的研究表明，连续 4 次以上流产的原发性习惯性流产患者，夫妇共享 HLA-DQA1*0501、 HLA-DQB1*0501 等位基因比例明显增高 11。随着研究的深入，有人采用前瞻性研究，考察习惯性流产与 HLA 的相关性。 Christiansen等 12对 234 例习惯性流产患者的研究中发现， 4 次以上流产的患者，夫妇共享 HLA-DR1/Br 和 HLA-DR3 抗原的比例增高。并且，夫妇共享上述两抗原的患者，其中 62%再次发生流产；而此两抗原 均阴性的患者，仅 29%再次发生流产。Sbracia 等 13对 57 例原发性习惯性流产患者为期 3 年的跟踪调查发现，再一次发生流产的习惯性流产患者与成功妊娠的习惯性流产患者相比，夫妇共享 HLA-B44、 HLA-DR5 比例显著升高。 二、原因不明的不孕症与 HLA 的相关性 约有 10%的育龄妇女患有不孕症，究其原因有输卵管病变、子宫内膜病变、内分泌失调、精子功能异常、环境因素及着床失败等。由于上述原因，造成胚泡在着床期不能着床而流失。此外，仍有部分不孕症者不能用上述原因解释，称为原因不明的不孕症，它有可能 是免疫因素造成的。 早期对 HLA 与原因不明的不孕症相关性研究中，并未5 / 13 发现两者有相关性。其中样本量太少是一个重要因素。并且，许多研究者未对全部 HLA-A、 HLA-B、 HLA-C、 HLA-DR、 HLA-DQ抗原进行研究，而是只研究了其中的部分抗原。 近年来，对应用辅助生育技术治疗失败的不孕症患者，研究其 HLA 抗原与原因不明的不孕症的关系。 Weckstein等 14研究了经体外受精 -胚胎移植治疗后而未妊娠的 10例患者，通过对其病因学调查，发现 3 例是由于输卵管炎症或不通造成不孕， 2 例是由于精子异常 造成不孕， 3 例是由于子宫内膜异位症造成不孕，另外 2 例为原因不明的不孕症。10 例患者中，有 7 例与其丈夫 HLA 位点共享数达 3 个以上，而 10 例正常对照中，只有 4 例与其丈夫共享位点达 3 个或以上。据 Balasch 等 15报道， 76 例原因不明的不孕症患者中，经辅助生育技术治疗后， 34 例妊娠， 6 例妊娠后又流产， 36 例未能受孕。研究显示， 44.4%妇女经辅助生育技术治疗失败者及 21.5%的成功者与其丈夫共享 3 个以上的 HLA抗原。辅助生育技术成功者与正常对照相比，无显著性差异；而失败者与正常对照相比，则有显著性差异。失败者 的 HLA抗原中，夫妇共享 HLA-DQ 的比例非常高。研究显示， HLA-A、HLA-B、 HLA-C、 HLA-DR 与原因不明的不孕症的关联没有显著性意义。 Jin 等 16在 123 例习惯性流产患者及经体外受精治疗的原因不明的不孕症患者中进行 HLA 研究，发现夫妇6 / 13 共享 HLA-DR 与习惯性流产相关，而共享 HLA-DQ 与原因不明的不孕症相关。 三、妊高征与 HLA 的相关性 妊高征是孕妇特有的疾病，是产科四大死亡疾病之一，而其发病机理仍不清楚，大量研究表明，免疫因素在妊高征发病中起重要作用。 1978 年， Redman 等 17首先在英国妇女中发现， HLA-A、 HLA-B 纯合型与妊高征病情加重有关。进入 80 年代以后，这方面的研究更为广泛。 Kilpatrick等 18的研究表明，妊高征与夫妇共享 HLA-DR4 有关，并提出 HLA-DR4 可能是妊高征的易感基因。 最近，吴乾渝等 19采用聚合酶链反应合并序列特异的寡核苷酸探针杂交方法，对上海地区汉族妊高征妇女与HLA-DR4 相关性进行的研究发现，妊高征与 HLA-A、 HLA-B、HLA-C 无关，而与 HLA-DR4 有关，尤其发现 HLA-DR4*0405 等位基因频率显著升高 。因此认为，此基因可能是妊高征的易感基因。但是，实验中也发现，部分妊高征患者，甚至是中、重度患者也未能检出 HLA-DR4 位点。这说明， HLA-DR4 基因本身可能并不致病，真正致病的基因与 HLA-DR4 连锁作用而导致妊高征。因此，对 HLA-DQ、 HLA-DP 区位点的研究也是很有必要的。 在母胎界面上，母体与胚胎细胞之间存在相互识别。母体识别胚胎的抗原，并产生封闭抗体。一方面，封闭抗体7 / 13 与母体的细胞毒性淋巴细胞结合，封闭其细胞毒作用，阻止它对胎儿的杀伤；另一方面，封闭抗体与胚胎细胞上的抗原结合，从而阻断了母 体的淋巴细胞到胚胎细胞的通路。现代免疫学认为，在器官移植中，供受双方的 HLA 相容性越大，移植成功率越高。而在母胎界面上，母胎 HLA 相容性越大，那么，母体就不能识别胚胎抗原，就不能产生封闭抗体，胚胎得不到封闭抗体的保护而遭排斥，即产生病理性妊娠，如流产、不孕、妊高征、早产等。 Kishore 等 20在对数百例习惯性流产患者的研究中证实，夫妇共享 HLA-A、 HLA-DR的比例显著增高，而其抗胚胎抗原的封闭抗体显著下降。 HLA-G 是一种新发现的非经典 HLA- 类抗原，它在母胎界面上的独特分布引人瞩目。 它位于 HLA 远端 300 bp 以内，并且与 HLA-a 类抗原有较高的同源性。 HLA-G 于 1987年被克隆 21， 1990 年发现它在绒毛远端的细胞滋养层特异表达 22。它属于非经典的 HLA-b 分子。与经典的HLA-a 的不同之处主要是： (1)HLA-G 为单态性， 1995 年WHO组织的 HLA命名大会报道， HLA-G只有 G*01011、 G*01012、G*0102、 G*0103 4 个等位基因 1。 (2)HLA-G 分子结构上，分子胞内段很短，并且，由于其 mRNA 的选择性剪切，产生不同的分子异构体为 HLA-G1、 G2、 G3、 G4、 G5。 (3)HLA-G选择性地在胎盘表达，而 HLA-a 及 HLA- 分子不在胎盘表8 / 13 达 23。因此，有人认为， HLA-G 的表达可以保护胚胎免受母体淋巴细胞的攻击。体外混合淋巴细胞培养表明，胚胎滋养层细胞不能刺激母体蜕膜 NK 细胞的增殖。有假说认为，HLA-G 能与母体蜕膜 NK 细胞的抑制性受体结合，并传入抑制性信号，从而抑制了母体蜕膜 NK 细胞的活性，造成母体对胚胎抗原的免疫耐受；而胎盘 HLA-G 表达的下降会造成病理性妊娠。 Colbern 等 24的实验证实，在子痫前期患者中，胎儿终期胎盘 HLA-G 表达降低。 目前，有关 HLA-G 与病理性妊娠相关性的研究还刚开始，值得探讨的问题还有许多，那些与习惯性流产、原因不明的不孕症，妊高征相关联的 HLA 单倍体中，是否带有特异的 HLA-G 等位基因，单态性的 HLA-G 表达的偏离以及母胎HLA-G 的相容性是否会影响着床 (导致不孕症及妊高征 )或者胚胎的生长 (导致早产及低体重儿出生 )，可见，就 HLA 与病理性妊娠相关性的研究还应继续深入下去，这将对探讨病理性妊娠的病因及预防提供理论依据。 参考文献 1Bodmer JG, Marsh SG, Albert ED, et al. Nomenclature for factors of the HLA system, 1995. Tissue Antigens, 1995, 46:1-18. 2Hall FC, Bowness P. HLA and disease: from molecular function to diseas 9 / 13 e association? In: Browning M, McMichael A, eds. HLA and MHC: genes, mo leclues and fuction. London: Oxford, 1996.354-376. 3Ober C. HLA and reproduction: lessons from studies in Hutterites. Plac enta, 1995, 16:569-577. 4Komlos L, Zamir R, Joshua H, et al. Common HLA antigens in couples wit h repeated abortions. Clin Immunol Immunopathol, 1977, 7:330-335. 5Ho HN, Gill TJ, Nsieh RP, et al. Sharing of human leukocyte antigens i n primary and secondary recurrent spontaneous abortions. Am J Obstet Gy necol, 1990, 163:178-188. 6Caudle MR, Rote NS, Scott JR, et al. Histocompatibility in couples wit h recurrent spontaneous abortions and nomal fertility. Fertil Steril, 1 983,39:793-797. 7Coulam CB, Moore SB, O Fallon WM. Association 10 / 13 between major histocomp atibilty antigen and reproductive performance. Am J Immunol Microb, 198 7,14:54-58. 8Cauchi MN, Tait B, Wilshire MI, et al. Histocompatibility antigens and habitual abortion. Am J Reprod Immunol, 1988, 18:28-31. 9Koyama M, Saji F, Takahashi S, et al. Probabilstic assessment of the H LA sharing of recurrent spontaneous abortion couples in Japanese popula tion. Tissue Antigens, 1992, 37:211-217. 10Christiansen OB, Riisom K, Lauritsen JG, et al. No increased histocom patibility antigen-sharing in couples with idiopathic habitual abortion . Hum Repord, 1992, 4:160-162. 11Christiansen OB, Rasmussen KL, Jersild C, et al. HLA class alleles confer susceptibility to recurrent fetal loss in danish women. Tissue 11 / 13 Antigens， 1994, 44:225-233. 12Christiansen OB, Pedersen B, Nathiesen O, et al. Maternal HLA class alleles predispose to pregnancy losses in danish women with recurrent spontaneous abortions and their female relative. Am J Reprod Immunol, 1 996, 35:239-244. 13Sbracia M, Mastrone M, Scarpellini F, et al. Influence of histocompat ibility antigens in recurrent spontaneous abortions and on their reprod uctive perforfamce. Am J Repord Immunol, 1996, 35:85-92. 14Weckstein LN, Patrizio P, Balmaceda JP, et al. Human leukocyte antige n compatibility and failure to achieve a viable prenancy with assisted reproductive technology. Acta Eur Fertil, 1991, 22:103-107. 15Balasch J, Inmaculada J, Martorell J, et al. Histocompatibility in vi 12 / 13 tro fertilization couples. Fertil Steril, 1993, 59:456-458. 16Jin K, Ho HN, Speed TP, et al. Reproductive failure and the major his tocompatibility complex. Am J Hum Genet, 1995, 56:1456-1467. 17Redman CWG, Bodmer WF, Bodmer JG, et al. HLA antigens in severe preec lampsia. Lancet, 1978, 2:397-399. 18Kilpatrick DC, Liston WA, Gibson F, et al. Association between suscep tibility to pre-eclampsia within families and HLA-DR4. Lancet, 1989, 2: 1063-1065. 19