MICA基因与器官移植及前景

【摘要】 MICA基因( major histocompatibility complex class I chainrelated gene A)是MIC基因家族的一个成员， Tom’Spie的研究小组于1994年首先报道了这种MHCⅠ类相关基因家族。MIC是位于MHCⅢ类基因区长度为的2MB的免疫功能相关基因， 包括MICA、 MICB、 MICC、 MICD、 MICE、 MICF和MICG， 其中MICA及MICB为功能基因， 其余为假基因。MIC基因与经典MHCI类基因具有较高的同源性， 其分子结构与经典MHCⅠ类分子有30%的同源性， 但功能不同。国外大量临床实验及研究表明， 在兼顾经典HLA配型的同时， 如果MICA基因亦匹配， 器官移植后受体生存率将明显提高。

【关键词】 MICA MHC HLAⅠ

　　供、 受体主要组织相容性抗原（major histocompatibility antigen， MHC， 人类MHC亦称HLA）的不匹配是导致移植后排斥反应的主要原因。长久以来， 移植前进行HLA配型是最根本的预防排斥手段。但研究发现， 在HLAⅠ类基因匹配的器官移植中仍有部分病例出现轻重不等的排斥反应， 这一现象引起了疑问。随着Tom’Spie的首次报道［1］， 人们逐渐认识了MICA基因。它位于人类第六号染色体短臂HLAⅢ类基因区， 距离HLAB位点最近， 属于非经典HLAI类样分子， 其组成、 表达和产物与HLAⅠ类基因不同， 包括多个不同的等位基因， 在不同人种之中分布不同， 同人种不同种族群间也有差异［2］， 其基因多态性虽不如经典的HLA类基因丰富， 但亦很高。作为MIC基因家族的成员， MICA基因与多种疾病具有相关性。此外， 越来越多的研究结果表明， 多种器官移植中受体内MICA抗体与移植后排斥反应的发生具有明确的相关性。

　　1 MICA的表达与功能
　　
　　MICA是MIC家族中最为重要成员［3］。其结构和功能特点是: ①与HLAI类分子结构相似， 但不与β2微球蛋白相连， 也不结合肽段， 并且同抗原加工相关转运体(transporter associated with antigen processing， TAP)无关; ②具有高度多态性， 目前至少发现61个等位基因， 其多态性主要位于α2和α3结构域; ③MICA基因最靠近HLAB位点， 并共同组成单体型（haplotype）; ④MICA主要表达于上皮细胞， 尤其是肠道上皮细胞， 在成纤维细胞也有表达。此外也表达在大多数上皮性肿瘤细胞(胃癌、 肠癌、 肺癌、 乳腺癌、 肾癌及卵巢癌等) 中， 并主要与γ、 δT细胞、 CD8+T细胞以及NK细胞上的NKG2D/DAP10受体结合， 发挥细胞毒作用［4］; ⑤MICA基因存在明显的种族特异性， 亚洲人群中最常见的MICA等位基因是MICA002、 004、 008、 007、 010、 017和MICA049（MICA009与MICA049仅在外显子6有差别， 目前已经能够区分两者）。Mizutani等发现， 尽管大多数发生排斥反应的肾移植受体会产生HLA抗体， 但在部分不产生HLA抗体却发生移植排斥的受体中有三分之一以上存在MICA抗体。Hankey等［5］还发现， 正常肾脏和胰腺不表达MICA， 但当移植后发生排斥时移植物上皮均有MICA表达， 且局部有细胞、 组织损伤。近年来， 国外在心、 肝、 肾、 骨髓和胰腺移植受体内均检出MIC蛋白特异性抗体的事实说明MIC产物与器官移植存活具有相关性。Zou等［6］进一步证实了MICA是补体依赖细胞毒作用(complementdependent cytotoxicity， CDC)的靶分子， 认为同种异型的MICA具有较强的免疫原性。并发现， 在发生移植排斥的患者血清中仅吸收去除抗HLA的抗体， CDC只下降了一部分， 如同时去除血清中所有HLA抗体及MICA抗体， 则CDC降至阴性正常水平。
　　
　　MICA分子除分布于人体外还广泛存在于灵长类、 狗、 羊、 牛、 猪等动物中。虽然小鼠没有与人类完全相同的MICA基因［7］， 但已明确的小鼠Mill基因(MHC class Ilike located near the leukocyte receptor complex)是一与人类MICA基因极其接近的基因家族。Watanabe等［8］研究证明Mill与MICA属于同种的基因家族， 其功能和结构的相符性超过95%， 这一点为动物实验研究提供了依据。

　　2 MICA与心脏移植
　　
　　Beatriz等［9］在对31例心脏移植患者移植前后血液标本分别检测后发现， 在缺少可溶型MICA而又同时携带MICA抗体患者中的37.5%出现了急性排斥反应; 同时， 在移植后未发生急性排斥反应中56.5%的患者存在可溶型MICA但无MICA抗体。虽然数据样本量有限无法行多因素分析， 但可以看出MICA与心脏移植后排斥存在着相关性。Raffaghello等［10］在对可溶型MICA以及MICA抗体检测分析后认为， 内皮细胞表面广泛表达的MICA基因使得这种多态性分子成为体液免疫和细胞免疫的共同靶位， 可溶型MICA与NKG2D相互作用后可下调T细胞/NK细胞受体导致细胞不应答， 因此抑制了T细胞及NK细胞的功能从而诱导了免疫耐受， 也同时抑制了体液免疫反应及B细胞的功能， 并削弱了免疫应答以及由NKG2D细胞调节的免疫监视功能。也就是说， 移植患者体内如存在可溶型MICA将会显示出更佳的免疫耐受性， 如存在MICA抗体则将会有更大的风险出现急性排斥反应。Suarez等［11］在对心脏移植失败病例的组织切片及血清检测后也得到了同样的结论。由此可见， 可溶型MICA及MICA抗体的检测对于心脏移植后急性排斥反应的发生与否具有较高的预测价值。

　　3 MICA与肾脏移植
　　
　　在肾脏移植中发现排斥反应亦出现在HLA配型一致的移植中的事实， 说明了非经典HLA基因的不相容亦导致了移植后排斥。研究发现［12］， 在肾脏移植的急、 慢性排斥反应中都有MIC蛋白表达的证据。Amézaga等［13］发现， 发生急性排斥反应的患者中相当一部分体内均检测出MICA抗体， 并证明内皮细胞及上皮细胞表达的MICA抗体均参与了肾脏移植后排斥反应。Zou等［14］对多个器官移植中心提供的1 910例肾脏移植血液标本检测并发现， 移植前进行了良好的HLA配型的326例患者中， MICA抗体阳性的患者1年存活率为(83.2±5.8)%， 而MICA抗体阴性的患者1年存活率为(95.1±1.3)%， 这种统计学意义非常明显（P&<0.01）。经随访发现， MICA抗体阳性的肾移植受体1年存活率为(88.3±2.2)%， 而MICA抗体阴性的肾移植受体1年存活率为(93.0±0.6)%（P&<0.05）， 这种差异在首次肾脏移植的患者中更为显著（P&<0.01）。类似的研究在国外较多， Panigrahi等［15］利用FLISA测定及FCM对185例肾脏移植血液标本分析后发现， 任何MICA等位基因抗体阳性组与阴性组移植存活率之间存在显著统计学意义(60%∶86%， P&<0.01)。我们可以得出结论， 在HLA匹配的肾脏移植中， MICA抗体的存在与移植后急性排斥反应及存活率为负相关。与此同时， MICA抗体在大多数慢性排斥反应的患者体内都可检出［16］， 这一结果提示， 与MICA抗体相关的排斥反应也有可能在若干年后才出现。在将63例移植排斥受体与82例无排斥反应受体的血清标本对比检测后， Mizutani等 ［17］发现， 移植排斥组中65%存在HLA抗体（无排斥组为45%）; 移植排斥组中41%存在内皮细胞抗体（无排斥组为22%）; 移植排斥组中52%存在MICA抗体（无排斥组为21%）。统计后， 移植排斥组92%存在以上3种抗体， 而无排斥组70%存在以上3种抗体（全部对照， P&<0.05）。但3种抗体在移植排斥反应中是否独立或相互作用还有待研究探讨。Terasaki等［18］也认为同种异体肾脏移植中38%的失败率是由非HLA免疫原性抗体造成的， 并在4年的追踪调查研究后发现MICA抗体与移植的成败密切相关。

　　4 MICA与小肠移植
　　
　　小肠是人体中除淋巴结、 脾脏、 扁桃腺以外又一重要的外周免疫器官， 在小肠上皮细胞内存在大量淋巴细胞(intestinal intraepithelial iymphocyte， IIEL)， 而这些淋巴细胞不同于其它外周淋巴器官中的α、 βT细胞， 其T细胞受体（TCR）多由γ、 δ链组成， 故称γ、 δT细胞。与γδT细胞相互作用的分子不是经典的HLA抗原， 而是称之为MHCI类相关基因编码的非经典HLAI类抗原， 加之小肠移植后排斥反应的发生率及强度远远高于其它实质性器官移植的事实， 提示小肠移植后排斥反应具有其特殊性。Zwirner等［19］在体外实验发现， MICA选择性表达在小肠血管内皮细胞和成纤维细胞表面， 而不表达于角质细胞和单核细胞表面， 并且推测MICA在体液和细胞免疫过程中极有可能参与了同种异体小肠移植后排斥反应 。据此推论， 供、 受体之间的MICA的不相容性可能也是导致同种异体小肠移植后排斥反应的重要因素之一。目前， MICA与小肠移植相关性研究尚处于空白领域， 亦无关于MICA基因与小肠移植急、 慢性排斥反应相关性直接证据的研究及报道。在今后的研究中， 可选取小肠移植供、 受体血样标本针对多个常见的MICA等位基因进行检测， 以明确MICA基因的匹配与否或多个常见等位基因匹配率与小肠移植排斥反应之间的相关性。同时， 亦可应用技术成熟的经典小鼠小肠移植模型、 明确的小鼠基因序列， 通过检测小鼠小肠移植排斥反应中Mill基因的表达， 进而推测人MICA基因与小肠移植排斥反应的相关性。

　　5 MICA与骨髓移植
　　
　　HLA配型对于骨髓移植是必要的。大约只有30%需要骨髓移植的患者能在同胞亲属中找到合适的供体， 如果亲属中无合适供体就只能在HLA匹配的非亲属中去寻找。但发现， 同样是HLA匹配的供体， 非亲属的移植效果远不如亲属供体要好。Kitcharoen等［20］认为， 移植前的配型不应仅仅是供受体间HLA配型， 而应是HLA和非经典HLA序列的共同配型， 上述两者均配型一致的移植病例显示出更佳的存活率以及更轻的移植后排斥反应。在对澳大利亚移植中心44例非亲属供体骨髓移植病例的回顾性研究后发现， 除外常规进行的HLAA、 HLAB、 HLADR术前配型， 如果MHCⅠ类相关基因MICA也同时配型一致的话， 术后存活率将提高69%; 与此同时， 将不同基因位点匹配后的移植结果与仅为HLAB、 HLACw匹配的移植结果配对检验后发现， MICA基因配型一致的总体生存率与之比为59%∶16%; MHCⅢ类基因区的MICA、 MICB配型一致的总体生存率与之比为66%∶25%; 而HLAA、 HLAB、 HLADR、 MIC基因均配型一致的情况之下总体生存率与之比为69%∶21%。类似的数据还很多， 虽样本量不大， 但可表明， MICA基因的确对移植后排斥反应及存活率有影响， 也说明了移植前经典HLAⅠ、 Ⅱ基因及Ⅲ类区的MIC基因共同配型一致对于优化供体选择及提高术后生存率的重要之处。另外， MIC基因产物在多种免疫细胞表面都是一种活化受体的配体， 和经典HLA均参与了NK细胞功能， 进而对骨髓移植排斥反应产生影响。总之， MICA基因的匹配与否对于骨髓移植的排斥反应有良好预测性， 特别是在携带相同HLA等位基因的非亲属供、 受体之间。

　　6 结语
　　
　　MICA在器官移植中的重要地位已经明确。多态性MICA基因及MICA抗体参与了术后移植物抗宿主反应（GVHR）或宿主抗移植物反应（HVGR）的事实是肯定的， 但是否在无HLA抗体的情况下也单独导致移植排斥反应的发生还有待进一步研究。大量证据表明， MICA抗体在怀孕、 输血及MICA等位基因不匹配的同种异体移植的过程中都可产生， 在遭受免疫排斥反应的肾脏移植后的洗脱物中发现MICA抗体的事实也证明这些抗体是有抗原针对性的， 并能在补体存在的情况下产生杀伤作用。其机制有两种解释， 其一， 除了T、 B细胞针对抗原而产生免疫反应之外， 与MICA相关联的NK细胞也参与其中并扩大免疫反应; 其二， MICA本身具有免疫性可诱发免疫反应。同时， 基于可溶型MICA与免疫耐受的联系， 国外新进文献对MIC基因产物作为抗免疫排斥药物的可能提出了设想。虽然， MICA等位基因众多， 配型繁琐， 但仅进行常规的HLA配型是远远不够的。在今后的器官移植配型中， 不仅要求经典HLAI、 II类基因配型， 还要求MICA基因的配型是一种发展趋势。

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