王偉強 李書軍 翻譯 南娟 丁燕 校對

天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院，天津市肺癌研究所，天津市肺癌轉(zhuǎn)移與腫瘤微環(huán)境重點實驗室

引言

自然殺傷（natureal killer, NK）細(xì)胞是先天免疫系統(tǒng)的淋巴細(xì)胞，在預(yù)防病毒感染和抑制癌癥發(fā)展中起重要作用[1,2]。NK細(xì)胞占人類外周血淋巴細(xì)胞總數(shù)的10%-15%，由于胞內(nèi)表達(dá)致密的溶細(xì)胞顆粒，故稱為大顆粒淋巴細(xì)胞[3,4]。當(dāng)遇到某些異常的腫瘤細(xì)胞或病毒感染細(xì)胞時，NK細(xì)胞就會自發(fā)激活，并釋放顆粒內(nèi)容物——穿孔素和顆粒酶至靶細(xì)胞[3,5]。穿孔素和顆粒酶可引起靶細(xì)胞凋亡[6,7]。NK細(xì)胞需一對一地識別并粘附于異常細(xì)胞以發(fā)揮細(xì)胞毒性作用[8,9]。 因此，人們認(rèn)為NK細(xì)胞對消除單細(xì)胞腫瘤尤為重要，尤其是白血病、淋巴瘤以及正在發(fā)生轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞[10]。盡管NK細(xì)胞最初由其具有產(chǎn)生細(xì)胞毒性作用的能力而命名，但NK細(xì)胞還能產(chǎn)生許多細(xì)胞因子和趨化因子，尤其像γ干擾素（interferon,IFN）、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor, TNF）α和GM-CSF[11]。除了可以直接作用于腫瘤細(xì)胞和病毒感染細(xì)胞外，這些細(xì)胞因子還可以促進(jìn)其它免疫細(xì)胞的分化、活化和/或募集[12-14]。

NK細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的識別基于其特有的能力：辨識并攻擊細(xì)胞表面主要組織相容性I類（major histocompatibility class I, MHC-I）分子表達(dá)水平低的細(xì)胞[15,16]。MHC-I分子通常表達(dá)于體內(nèi)幾乎所有的細(xì)胞，許多異常細(xì)胞如腫瘤細(xì)胞或病毒感染細(xì)胞MHC-1下調(diào)，這使得它們可以逃避溶細(xì)胞性T細(xì)胞的監(jiān)視[17,18]。但是，MHC-1的下調(diào)（自身分子的丟失）使異常細(xì)胞對NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性作用敏感，這一過程被稱為“丟失自我”識別能力?！皝G失自我”識別能力的概念于20世紀(jì)80年代晚期首次被提出[19]，當(dāng)時很難解釋淋巴細(xì)胞是如何識別細(xì)胞表面標(biāo)志物丟失的細(xì)胞，因為眾所周知T細(xì)胞和B細(xì)胞是通過接受體內(nèi)的外源性分子被激活的[20,21]。自此，人們逐漸意識到，NK細(xì)胞的應(yīng)答受細(xì)胞表面激活性受體和抑制性受體間的信號平衡調(diào)控，而且通過檢測這些自身分子發(fā)現(xiàn)，可與MHC-1結(jié)合的抑制性受體是NK細(xì)胞對正常細(xì)胞耐受的關(guān)鍵所在[22,23]。

NK細(xì)胞應(yīng)答的調(diào)控

NK細(xì)胞激活性受體主要包括自然細(xì)胞毒性受體（NCR：NKp30，NKp44和NKp46）、Fc受體CD16、NKG2D，以及激活性殺傷細(xì)胞Ig樣受體（killer cell Iglike receptors, KIR）[24,25]。NCR的配體最近剛被鑒定出來[26-28]，NKG2D可識別非經(jīng)典的MHC-I分子——MICA/MICB和ULBPs[29,30]，激活性KIR似乎可識別經(jīng)典的MHC-I分子[31]。另一方面，CD16與IgG抗體的Fc段結(jié)合可啟動抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（antibody-dependent cellular cytotoxicity, ADCC）[32]，而且CD16可使NK細(xì)胞具有識別并殺傷抗體包被的靶細(xì)胞的能力。已有研究顯示，CD1有助于rituximab（利妥西單抗）和herceptin（赫賽汀）抗體在分別治療B細(xì)胞淋巴瘤和乳腺癌中發(fā)揮抗腫瘤作用[33,34]。各種協(xié)同受體（co-receptor）（如2B4、CD2、 LFA-1和DNAM-1）的共同參與使激活效應(yīng)進(jìn)一步被放大[4]。通過激活細(xì)胞內(nèi)酪氨酸蛋白激酶級聯(lián)反應(yīng)，上述所有激活性受體可促進(jìn)細(xì)胞毒性作用和細(xì)胞因子的產(chǎn)生（圖1）[23]。

相反，可識別MHC-1分子的兩種主要類型的NK細(xì)胞抑制性受體是“丟失自我”識別能力的分子基礎(chǔ)，即：抑制性KIR和異源二聚性NKG2A/CD94受體[35,36]。抑制性KIR可識別經(jīng)典MHC-1分子的亞型[人白細(xì)胞抗原（HLA）-A，-B和-C]，而NKG2A/CD94可識別非經(jīng)典MHC-I分子——HLA-E[37]。抑制性KIR和CD94/NKG2A與大多數(shù)細(xì)胞表面普遍存在的MHC-I分子的結(jié)合使NK細(xì)胞對正常細(xì)胞耐受。一旦KIR和NKG2A/CD94與靶細(xì)胞表面的MHC-I配體結(jié)合后，KIR和NKG2A/CD94即可使蛋白酪氨酸磷酸酶募集至細(xì)胞質(zhì)膜，對抗激活性受體信號，從而抑制細(xì)胞毒性作用和細(xì)胞因子的產(chǎn)生（圖1）[38-41]。靶細(xì)胞表面配體表達(dá)水平的改變可顯著影響激活性受體和抑制性受體間的信號平衡，并將改變NK細(xì)胞的總活化閾值。以這種方式，MHC-I缺陷細(xì)胞會缺乏抑制性受體的配體，從而會成為NK細(xì)胞介導(dǎo)的攻擊靶標(biāo)。

KIR的家族成員及其在信號傳導(dǎo)中的作用

KIR（即CD158）是一個由14個多態(tài)性基因（KIR2DL1-5, KIR3DL1-3, KIR2DS1-5, KIR3DS1）編碼的受體家族[35]，其中7個為抑制性基因，7個為激活性基因（表1）。盡管現(xiàn)有的綜述大多關(guān)注于KIR表達(dá)對NK細(xì)胞功能的影響，但值得注意的是，KIR亦表達(dá)于T細(xì)胞亞群，包括恒定型（invariant）NKT細(xì)胞，因此也可以直接影響它們的功能[42]。

KIR的命名基于其胞外區(qū)的結(jié)構(gòu)特征（2D vs 3D，代表胞外免疫球蛋白樣區(qū)域的數(shù)目）和胞質(zhì)尾區(qū)的長度（L，長 vs S，短）。通過胞質(zhì)區(qū)的長度可以推測KIR的功能，L受體通常是抑制性的，S受體均為激活性的[43,44]。該法則的唯一例外是KIR2DL4，它是一個獨特的激活性受體，對細(xì)胞因子生成的刺激作用很強，但對細(xì)胞毒性的刺激作用卻較弱[45,46]。抑制性受體包含一個或兩個免疫受體酪氨酸抑制基序[ITIM; (I/V)xYxx(L/V)]，是抑制性KIR發(fā)揮作用的必要且充分條件[40,47]。當(dāng)抑制性KIR與靶細(xì)胞表面的MHC-I結(jié)合后，Src家族蛋白酪氨酸激酶使ITIM序列磷酸化，從而暴露出蛋白酪氨酸磷酸酶SHP-1和SHP-2的特異性錨定位點（圖1）[23,48]。SHP-1/2的募集導(dǎo)致經(jīng)由蛋白酪氨酸激酶轉(zhuǎn)導(dǎo)的激活性受體的信號被顯著抑制[38,39,47]。另一方面，激活性KIR缺乏ITIM，但相應(yīng)地?fù)碛幸欢螏щ姾傻目缒埢?，有助于與跨膜輔助蛋白DAP12或FcεRI-γ的物理結(jié)合（圖1）[23,48,49]。DAP12和FcεRI-γ通過位于胞質(zhì)區(qū)的免疫受體酪氨酸激活基序[ITAM; Yxx(L/I/V)x6-8Yxx(L/I/V)]傳遞活化信號，ITAM被Src家族激酶磷酸化并募集Syk/ZAP-70家族蛋白酪氨酸激酶，繼而介導(dǎo)下游的活化信號[23]。與激活性KIR一樣，NCR和CD16與包含ITAM的輔助蛋白（DAP12、FcεRI-γ和TCR-ζ）結(jié)合，通過募集Syk/ZAP-70促進(jìn)活化作用?；蛟S，NKG2D與輔助蛋白DAP10結(jié)合，通過募集磷脂酰肌醇激酶-3和Grb2促進(jìn)活化作用[50]。

KIR的配體

Fig 1 NK cell activity is controlled by the balance of inhibitory and activating receptors. NK cell activity resulting from the interaction of a NK cell with a normal,MHC-I bearing target (A, tolerance) and an abnormal,tumor cell that has lost MHC-I expression (B, activation).Engagement of activating receptors (KIR, NKG2D,CD16 and the NCRs; only NKp44 is shown) with ligands on target cells stimulates NK cell cytotoxicity and the production of cytokines through transmembrane charge-based association with homo- or heterodimers of accessory molecules. The accessory molecules recruit signaling effector molecules (Syk or ZAP-70,phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K), or Grb2) to tyrosine phosphorylated (Y-P) cytoplasmic motifs (ITAM or YINM), which mediate downstream activation signaling.Some activating receptor ligands are upregulated after cellular stress, cancerous transformation or viral infection (e.g., the NKG2D ligands, MICA/B and ULBP),further increasing NK cell activity. Normal cells are protected from NK cell-dependent cytotoxicity through the engagement of inhibitory receptors with MHC-I molecules (HLA-A, -B, -C and -E) on the normal target cell surface. Upon engagement with MHC-I, inhibitory KIR (KIR2DL and KIR3DL) and NKG2A/CD94 receptors become phosphorylated on tyrosine residues within the cytoplasmic ITIM sequences. ITIM phosphorylation leads to the recruitment of SH2 domain-containing phosphatases SHP-1 and/or SHP-2, which dominantly suppress the membrane-proximal tyrosine phosphorylation events to block activation signaling.Note: Reprinted with permission from the copyright holder?2009 Landes Bioscience圖 1 NK細(xì)胞的活性由抑制性受體和激活性受體之間的平衡調(diào)控。NK細(xì)胞的活性是NK細(xì)胞與含MHC-I的正常靶細(xì)胞相互作用的結(jié)果（A，耐受）；NK細(xì)胞與MHC-I表達(dá)丟失的異常腫瘤細(xì)胞相互作用的結(jié)果（B，激活）。激活性受體（KIR、NKG2D、CD16和NCRs，圖中僅顯示了NKp44）與靶細(xì)胞上的配體結(jié)合后通過輔助分子的同二聚體或異二聚體的跨膜交換刺激NK細(xì)胞發(fā)揮細(xì)胞毒性和生成細(xì)胞因子。這些輔助分子募集信號效應(yīng)分子[Syk或ZAP-70，磷脂酰肌醇-3激酶（PI3K）或Grb2]至磷酸化酪氨酸（Y-P）胞漿基序（ITAM或YINM），介導(dǎo)下游激活性信號的傳導(dǎo)。當(dāng)細(xì)胞發(fā)生應(yīng)激反應(yīng)、癌性轉(zhuǎn)化或病毒感染時，一些激活性受體的配體（如NKG2D的配體MICA/B和ULBP）表達(dá)上調(diào)，進(jìn)一步增強NK細(xì)胞活性。通過正常細(xì)胞表面的MHC-I分子（HLA-A, -B, -C和-E）與抑制性受體結(jié)合，正常細(xì)胞可逃避NK細(xì)胞依賴性細(xì)胞毒性作用。與MHC-I結(jié)合后，抑制性KIR（KIR2DL和KIR3DL）和受體NKG2A/CD94的胞質(zhì)ITIM序列的酪氨酸殘基發(fā)生磷酸化。ITIM磷酸化可引起含SH2區(qū)域的磷酸酶SHP-1和/或SHP-2的募集，抑制近膜端酪氨酸的磷酸化，進(jìn)而阻止激活性信號的傳導(dǎo)。

Tab 1 Killer cell Ig-like receptor (KIR) family members表 1 殺傷細(xì)胞免疫球蛋白樣受體（KIR）的家族成員

不同的KIR識別不同的人類經(jīng)典MHC-I分子亞類——HLA-A，-B和-C[4]。HLA由KIR基因（19q13.4）中位于單獨染色體（6p21.3）上的一組基因編碼，并因此具有遺傳獨立性[51]。在高等哺乳動物，尤其是靈長類中，KIR很快進(jìn)化，形成一個高度多態(tài)性的受體家族，可識別更多多態(tài)性HLA分子眾多亞類的共同部分[52,53]。與T細(xì)胞受體（T cell receptor, TCR）相似，KIR通過MHC-I的肽結(jié)合槽與HLA結(jié)合；但是，與TCR不同的是，KIR僅與MHC-I肽結(jié)合槽的羧基末端結(jié)合[54]。盡管如此，有研究發(fā)現(xiàn)不同的肽段可削弱KIR與MHC-I的結(jié)合，提示某些腫瘤肽段或病毒感染肽段可能會削弱抑制性KIR的識別能力，從而降低NK細(xì)胞的活化閾值[55-57]。

所有的各種抑制性KIR可識別100%的已知HLA-C的同種異型（allotypes）（可分為C1和C2亞組）及HLA-B和HLA-A的同種異型的亞類。HLA分子中的特定序列部分決定著配體與KIR結(jié)合的特異性（表1和圖2A）。HLA-C2的同種異型的特征是第80位氨基酸為賴氨酸，KIR2DL1可與HLA-C2的同種異型結(jié)合[58-60]。 KIR2DL2/KIR2DL3為同一基因的等位基因，HLA-C1同種異型的第80位氨基酸為天冬酰胺，二者可結(jié)合[21,61,62]。有報道稱KIR2DL2與部分HLA-C1同種異型有更高的親和力，因此有文獻(xiàn)顯示，在某些情況下，與KIR2DL3相比，KIR2DL2為更強的抑制性受體[63,64]。有報道認(rèn)為（直接結(jié)合試驗或功能試驗），KIR2DL2/3亦均可與某些HLA-C2同種異型和少數(shù)非傳統(tǒng)的HLA-B同種異型結(jié)合[63,65]。因此，KIR2DL1-3聯(lián)合起來可抑制NK細(xì)胞對表達(dá)任一HLA-C同種異型的細(xì)胞的細(xì)胞毒性作用。KIR3DL1可識別所謂“Bw4”的特定基序，這一基序見于大約40%的已知HLA-B同種異型和某些HLA-A同種異型[66]。其余的HLA-B的同種異型以Bw6基序為特征，這一基序不能被KIR3DL1識別[67-69]。HLA-Bw4基序可進(jìn)一步分為第80位氨基酸為異亮氨酸或蘇氨酸的同種異型，分別對KIR3DL1呈現(xiàn)高親和力和低親和力[67,68,70]。因此，KIR3DL1僅可抑制NK細(xì)胞對表達(dá)HLA-B和HLA-A同種異型離散型亞組的靶細(xì)胞的細(xì)胞毒性作用。已知KIR3DL2僅可識別HLA-A3和HLA-A11同種異型，特定的呈遞肽段可調(diào)節(jié)它們之間的相互作用[55,71,72]。到目前為止，KIR2DL5和KIR3DL3的配體尚不明了，且有待鑒定。

Fig 2 Multifactorial diversity of KIR inheritance and expression. (A) Inhibitory KIR have separate and sometimes overlapping affinity for distinct HLA molecules. KIR2DL1 has strong affinity for HLA-C2, while KIR2DL2 and KIR2DL3 recognize HLA-C1 with strong affinity and HLA-C2 weakly.KIR3DL1 recognizes Bw4 motifs, but not Bw6 motifs in HLA-B and some -A allotypes, while KIR3DL2 is only known to recognize HLA-A3 and -A11.The ligand interactions are indicated, with wider lines signifying a stronger affinity, while the HLA groups lacking lines (e.g., Bw6 and other A alleles) are not recognized by any KIR. (B) KIR genes are inherited in gene arrays named haplotypes of which two major subtypes exist (designated haplotypes A and B). The A haplotypes encode mainly inhibitory KIR (KIR2DL/KIR3DL) with only 1-2 activating KIR (KIR2DL4 and/or KIR2DS4),while the more diverse B haplotypes encode additional activating KIR (KIR2DS/KIR3DS). Representative examples for both haplotypes from four hypothetical human donors are shown with the inherited inhibitory and activating KIR listed. Due to a 22 bp deletion leading to a premature stop codon in a large fraction of KIR2DS4 genes (denoted KIR2DS4Δ), many individuals with A and some B haplotypes fail to express functional KIR2DS4 protein. (C) Minor KIR allelic polymorphism can affect both the presence of KIR on the cell surface and their level of surface expression.Many of these minor polymorphisms vary at only one or a few amino acids and it is currently unclear whether some variations also alter HLA recognition. Examples of some KIR2DL4, KIR2DS4, KIR3DL1 and KIR3DL2 alleles that affect expression are shown. (D) The variegated expression of KIR during NK cell differentiation will generate a pool of NK cells that is heterogeneous for KIR expression and NK cell activity. In this example,a person lacking expression of HLA-C2 would generate a hyporesponsive NK cell if KIR2DL1 was the only inhibitory receptor expressed on an individual NK cell (no self-recognition). In contrast, NK cells that express inhibitory KIR for which ligand is present (KIR2DL2, KIR3DL1), would become fully functional (self-recognition). Adding to the complexity, Fauriat et al. showed that KIR3DL2 was unable to license NK cells,92 indicating that an NK cell only expressing KIR3DL2 as a self-recognizing receptor would also be hyporesponsive. Due to their low affinity, interactions between activating (“S”) KIR and HLA are not indicated.Note: Reprinted with permission from the copyright holder?2009 Landes Bioscience圖 2 KIR遺傳和表達(dá)的多因素的多樣性。（A）抑制性KIR對不同HLA分子的親和力不同，但也有小部分重疊。KIR2DL1對HLA-C2親和力強；KIR2DL2和KIR2DL3對HLA-C1的親和力強，但對HLA-C2親和力弱；KIR3DL1可識別HLA-B和某些HLA-A同種異型內(nèi)的Bw4基序，而非Bw6基序；已知KIR3DL2僅識別HLA-A3和-A11。圖中顯示了配體間的相互作用，粗線代表親和力強。沒有連接線的HLA分子（如Bw6和其它等位基因A）不能被KIR識別。（B）KIR基因是兩種主要的單倍體（單倍體A和單倍體B）基因陣列所遺傳的。單倍體A編碼大部分的抑制性KIR（KIR2DL/KIR3DL），僅編碼1-2個激活性KIR（KIR2DL4和/或KIR2DS4），而更多的單倍體B編碼其它的激活性KIR（KIR2DS/KIR3DS）。圖B顯示了4個假想供者的兩種單倍體并列出遺傳的抑制性和激活性KIR。由于大部分KIR2DS4基因中22bp的缺失導(dǎo)致提前到達(dá)終止密碼子（稱為KIR2DS4Δ基因），因此很多攜帶單倍體A和某些單倍體B的個體不能表達(dá)功能性KIR2DS4 蛋白。（C）小的KIR等位基因多態(tài)性可影響KIR在細(xì)胞表面的呈遞及其在細(xì)胞表面的表達(dá)水平。很多小的多態(tài)性僅僅是一個或數(shù)個氨基酸不同，目前還不清楚某些變異是否也會改變KIR對HLA的識別。圖中列出了可影響表達(dá)的等位基因KIR2DL4、KIR2DS4、KIR3DL1和KIR3DL2。（D）在NK細(xì)胞分化過程中，KIR表達(dá)的不同形成了KIR表達(dá)和NK細(xì)胞活性多種多樣的NK細(xì)胞池。在本例中，如果KIR2DL1為表達(dá)于個體NK細(xì)胞表面的唯一抑制性受體，那么缺乏HLA-C2表達(dá)的人會生成低反應(yīng)性的NK細(xì)胞（不具有自身識別能力）。相反，表達(dá)其相應(yīng)配體存在的抑制性KIR（KIR2DL2, KIR3DL1）的NK細(xì)胞是完全具有功能的（具有自我識別能力）。目前情況變得更加錯綜復(fù)雜，F(xiàn)auriat等的研究顯示KIR3DL2并不能給予NK細(xì)胞“執(zhí)照”[92]，這提示僅僅表達(dá)自我識別受體KIR3DL2的NK細(xì)胞也是低反應(yīng)性的。由于激活性（“S”）KIR與HLA的親和力較低，它們之間的相互作用未在圖中標(biāo)注。注：本圖得到版權(quán)所有者?2009 Landes Bioscience復(fù)制許可

鑒于激活性KIR與抑制性KIR的胞外區(qū)間高度的同源性（約99%），許多研究已報道激活性KIR與抑制性KIR可識別同一HLA分子，盡管激活性KIR與HLA分子的親和力明顯較低（表1）[58,64,73-75]。然而，由于親和力較低和某些報道間的不一致，結(jié)合的特異性尚不清楚。例如，兩項研究表明HLA-C1和-C2均為KIR2DS4的潛在配體[76,77]。與KIR2DS1與Epstein-Barr病毒感染細(xì)胞之間的相互作用相似，HLA分子呈遞的特定肽段可能增強激活性KIR-HLA的親和力[75]。由于有研究顯示KIR2DS4可識別黑色素瘤細(xì)胞表面的非MHC-I多肽，因此激活性KIR可能還有迥然不同的配體[78]。

KIR的多樣性

大多數(shù)的HLA多樣性源于各遺傳基因的序列多態(tài)性（遺傳的兩個拷貝的HLA-A，-B和-C，分別來自父親和母親），與HLA不同，KIR多樣性是多重原因的（圖2）[79]。KIR多樣性的多因素特性基于：（1）人類個體遺傳的14個現(xiàn)有KIR基因（單體型）的不同的等位基因組合；（2）各KIR基因內(nèi)存在小的等位基因序列的多態(tài)性；以及（3）個體外周血中NK細(xì)胞表面的不同KIR分子的表達(dá)富于變化[44]。

KIR基因位于染色體19q13.4上的白細(xì)胞受體復(fù)合體中約150 kb的片斷內(nèi)。KIR基因串聯(lián)排列在單倍體內(nèi)，它們在單倍體內(nèi)的數(shù)量以及激活性等位基因和抑制性等位基因的比例迥異[44]。最常見的人類單倍體為單倍體A，編碼大多數(shù)的抑制性受體，包括KIR3DL3、KIR2DL2/3、KIR2DL1、KIR3DL1和KIR3DL2，以及激活性受體KIR2DS4和KIR2DL4（圖2B）[35]。更重要的是，研究發(fā)現(xiàn)在80%的歐洲裔美國人中，KIR2DS4由于小的缺失而喪失功能[43,80]，而且大部分遺傳的KIR2DS4等位基因不表達(dá)于細(xì)胞表面[81]。因此，許多單倍體A缺乏激活性KIR的表達(dá)。相反，單倍體B的編碼基因的總數(shù)和激活性KIR基因的數(shù)量更加多樣化，單倍體B的廣義定義為：除KIR2DS4之外，至少還具有一個激活性KIR2DS/KIR3DS基因（圖2B）[35,43]。在不同種族間KIR單倍體A和B的分布各不相同：在歐洲血統(tǒng)的個體中二者的分布大致相等，而在韓國人和日本人中以單倍體A為主，但在澳大利亞土著人中以單倍體B居多[80,82-84]。HLA配體的分布亦可根據(jù)種族來歸類。例如，與66%的高加索人相比，92%的日本人表達(dá)KIR2DL2/3的配體——HLA-C1[85]。因此，不同種族表達(dá)的KIR與HLA配體的組合差異較大。

除KIR基因單倍體的多樣性外， KIR和HLA基因內(nèi)小的多態(tài)性顯著影響它們與配體的親和力與及細(xì)胞表面的表達(dá)水平（圖2C）。例如，KIR3DL1是多態(tài)性最豐富的KIR基因之一，其不同等位基因在細(xì)胞表面的表達(dá)水平大相徑庭[85,86]。某些KIR等位基因編碼從不表達(dá)于細(xì)胞表面的受體（如KIR3DL1*004、KIR2DL4*008和KIR3DS1*049N）；然而，目前尚不清楚這些細(xì)胞內(nèi)受體是否發(fā)揮某些作用[45,87,88]。 另外，一些研究發(fā)現(xiàn)HLABw4基序外的殘基不僅影響與KIR3DL1的親和力，而且影響KIR3DL1的抑制能力[70,89,90]。與對HLA-Bw4的這些影響相似，HLA-C1和HLA-C2基序外的殘基也分別影響與KIR2DL2/3和KIR2DL1的親合力[63]。因此，等位基因的多態(tài)性不僅影響KIR和HLA的親和力，還影響KIR或HLA在細(xì)胞表面的表達(dá)水平，而且這一多樣性的全面影響尚未完全闡明。

外周血NK細(xì)胞池中KIR表達(dá)的差異

除基因水平的多樣性外，KIR在不同NK細(xì)胞上有不同的表達(dá)模式，因此在外周血中形成表達(dá)不同KIR組合的NK細(xì)胞庫（圖2D）[79,91]。在NK細(xì)胞的發(fā)育過程中，多種KIR隨機表達(dá)于NK細(xì)胞表面。由于KIR和HLA獨立地遺傳于不同的染色體上，NK細(xì)胞庫中某些抑制性KIR與其同源的配體并不協(xié)同表達(dá)。在NK細(xì)胞發(fā)育過程中，KIR的表達(dá)一旦啟動，即會在NK細(xì)胞的整個生命周期及其產(chǎn)生的子代細(xì)胞中保持穩(wěn)定[92-94]。在NK細(xì)胞庫中，這種隨機表達(dá)導(dǎo)致個體的NK細(xì)胞或缺乏一個或多個KIR，或表達(dá)一個或多個KIR[92]。在NK細(xì)胞的成熟過程中，NKG2A/CD94二聚體先于KIR表達(dá)，并且NKG2A/CD94與KIR的共表達(dá)多見于表達(dá)較少抑制性KIR的NK細(xì)胞[92]。

在NK細(xì)胞的發(fā)育過程中，還有其它因素影響KIR表達(dá)的組合方式。Fischer等發(fā)現(xiàn)，在NK細(xì)胞的分化過程中KIR2DL3先于KIR2DL1表達(dá)，并且表達(dá)的先后順序影響KIR表達(dá)的總體頻率 （即，KIR2DL3+NK細(xì)胞所占的比例大于KIR2DL1+NK細(xì)胞）[95]。由于每個等位基因均被單獨調(diào)控，故基因拷貝數(shù)亦影響總KIR表面表達(dá)頻率。因此，與僅遺傳一個等位基因的人群相比，遺傳了特定KIR兩個等位基因的人群表達(dá)特定KIR的NK細(xì)胞池所占比例較大[85,96]。

KIR/HLA的遺傳特性與對包括癌癥在內(nèi)的疾病的易感性

由于KIR與同源性HLA配體之間的相互作用顯著影響表達(dá)這些受體的NK細(xì)胞、T細(xì)胞或NKT細(xì)胞的總體應(yīng)答反應(yīng)，因此這種相互作用可潛在地影響先天性免疫反應(yīng)和適應(yīng)性免疫反應(yīng)[97,98]。而且，由于KIR和HLA配體的編碼基因均具有高度多態(tài)性，所以不同KIR/HLA基因組合（被稱為KIR/HLA復(fù)合基因型）的聯(lián)合遺傳可影響對病理狀態(tài)的敏感性，這或許不足為奇[98]。一系列廣泛的研究報道不同的KIR/HLA 復(fù)合基因型與對多種疾病的易感性或耐受性有關(guān)，這些疾病包括：病毒感染性疾?。ū巍IV）、自身免疫性疾病和慢性炎癥性疾病（脈管炎、牛皮癬、糖尿病、特發(fā)性支氣管擴張和鳥樣彈性脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜病變）以及影響妊娠結(jié)果的狀況（自發(fā)性流產(chǎn)和先兆子癇）[31,43,96]。此外，某些研究報道KIR/HLA 復(fù)合基因型與對某些癌癥（黑色素瘤、白血病、宮頸腫瘤和霍奇金氏淋巴瘤）的易感性有關(guān)[99-103]。

KIR與HLA基因（或特定的等位基因）的特定組合的聯(lián)合遺傳與對疾病的易感性相關(guān)，這提示多種可能的影響機理[31,43,96]。許多研究發(fā)現(xiàn)，抑制性較弱的KIR/HLA復(fù)合基因型（如低親和力KIR2DL3純合子與同源性HLA-C1配體）與對炎癥性疾病的易感性呈正相關(guān)。這些研究提示，活化閾值較低（由于抑制作用較弱）導(dǎo)致NK細(xì)胞和T細(xì)胞的過度反應(yīng)，這可能會促使免疫系統(tǒng)過度激活。與之相對，已有研究顯示抑制性較弱的KIR/HLA復(fù)合基因型對某些病毒感染具有保護作用。這些資料提示，NK細(xì)胞和溶細(xì)胞性T細(xì)胞的抑制性KIR間的相互作用越弱，感染清除能力越強。然而，Carrington實驗室發(fā)現(xiàn)激活性KIR3DS1/Bw4和抑制性KIR3DL1/Bw4的受體/配體組合均對HIV/AIDS具有保護作用（衡量標(biāo)準(zhǔn)為AIDS的進(jìn)展率和病毒的負(fù)荷量）[104]，說明KIR/HLA組合對免疫應(yīng)答反應(yīng)有多重影響，在進(jìn)一步了解其機制之前，上述結(jié)果難以解釋。

具有自我識別能力的KIR/HLA間的相互作用至少以兩種方式影響NK細(xì)胞的應(yīng)答反應(yīng)。第一，相互作用的聯(lián)合效能可改變激活性信號和抑制性信號間的平衡，抑制性KIR/HLA復(fù)合基因型的較強相互作用會導(dǎo)致NK細(xì)胞的應(yīng)答反應(yīng)降低。這樣，KIR作為變阻器來調(diào)控NK細(xì)胞的活化閾值。就此而論，由于NK細(xì)胞對呈遞的病毒或腫瘤細(xì)胞的應(yīng)答反應(yīng)降低，在與感染或癌癥對抗時，較強的抑制性KIR/HLA復(fù)合基因型可能具有危害性。第二，在被稱之為NK細(xì)胞教育（education）或執(zhí)業(yè)（licensing）的過程中，具有自我識別能力的KIR/HLA間相互作用的效能亦可影響應(yīng)答反應(yīng)成熟NK細(xì)胞池的發(fā)育在NK細(xì)胞發(fā)育過程中，具有自我識別能力的MHC-I通過抑制性受體來促進(jìn)NK細(xì)胞的最終成熟和功能實現(xiàn)。相反，具有自我識別能力的抑制性受體（KIR或NKG2A）表達(dá)缺乏的NK細(xì)胞不能正常成熟，且應(yīng)答反應(yīng)降低。因此，KIR/HLA間的相互作用，尤其是具有自我識別能力的抑制性KIR/HLA間的相互作用，可潛在影響NK細(xì)胞的應(yīng)答反應(yīng):（1）在NK細(xì)胞成熟過程中，它們可促進(jìn)NK細(xì)胞功能池的形成；（2）調(diào)控成熟NK細(xì)胞的活化閾值。KIR/HLA間的相互作用影響成熟NK細(xì)胞池應(yīng)答反應(yīng)的上述兩種機制間存在潛在矛盾。因此，很難預(yù)測特定的KIR/HLA 復(fù)合體基因型是如何影響體內(nèi)免疫應(yīng)答反應(yīng)的。

盡管探尋KIR/HLA對疾病的影響的研究越來越多，但用這些相關(guān)研究來詮釋KIR/HLA對免疫功能的影響為時尚早。例如，許多已公布的研究尚存在諸多問題：（1）樣本量有限（因此缺乏顯著的統(tǒng)計意義）；（2）缺乏恰當(dāng)?shù)膶φ战M（如年齡和種族的匹配，因為年齡與發(fā)病有關(guān)，而且不同種族間KIR和HLA的分布各不相同）；（3）一些研究在分析時未剔除不表達(dá)于細(xì)胞表面的KIR等位基因；（4）未在配體的背景下考慮KIR；（5）缺乏有關(guān)不同的KIR多態(tài)性對HLA配體識別能力的所有影響的全面理解。此外，免疫系統(tǒng)通過不同的方式影響不同疾病，而且KIR/HLA的關(guān)系可潛在影響一種疾病的多個階段（如起始階段、疾病進(jìn)展階段和發(fā)病年齡）；因此，很難預(yù)知共同的主題來解釋KIR/HLA復(fù)合體基因型是如何影響不同疾病易感性的。

KIR/HLA組合對基于造血干細(xì)胞的癌癥治療的影響

造血干細(xì)胞移植（hematopoietic stem cell transplantion,HSCT）常用于血液系統(tǒng)惡性腫瘤的治療，幫助清除腫瘤細(xì)胞和重建免疫系統(tǒng)105]。與組織移植的其它方式不同，HSCT中的部分HLA同種異型可帶來良好的移植物抗腫瘤作用，以治療血液系統(tǒng)惡性腫瘤，盡管移植物抗宿主?。╣raた-versus-host disease, GVHD）為副作用。近年來，有研究顯示，供者的抑制性KIR與受者的HLA配體間的同種異型可進(jìn)一步影響HSCT治療血液系統(tǒng)惡性腫瘤。

鑒于個體間KIR和HLA基因的豐富的多樣性及在發(fā)育過程中個體NK細(xì)胞上KIR表達(dá)的多樣化，在HSCT后產(chǎn)生的某些供者源性NK細(xì)胞可能對缺乏恰當(dāng)HLA配體（稱之為KIR/HLA配體錯配）的受者組織產(chǎn)生“同種異型反應(yīng)”[105-107]。因此，在HSCT的過程中，移植供者表達(dá)的KIR與移植受者表達(dá)的HLA配體之間的錯配可能會產(chǎn)生同種異型反應(yīng)性NK細(xì)胞池，該細(xì)胞池作用于受者組織及腫瘤細(xì)胞。有研究顯示，KIR-HLA配體錯配尤其可獲益于“單倍體相合的”HSCT，在“單倍體相合的”HSCT中供者干細(xì)胞與受者干細(xì)胞的HLA單倍體僅部分匹配。父母或兄弟姐妹一般是合適的且常易于獲得的單倍體相合的供者。

2002年，Ruggeri等發(fā)現(xiàn)，同種異體反應(yīng)性NK細(xì)胞通過促進(jìn)移植物抗腫瘤反應(yīng)延長生存期并減少復(fù)發(fā)，顯著改善單倍體相合的HSCT對急性髓系白血病（AML）患者的治療[108]。有趣的是，他們還發(fā)現(xiàn)，NK細(xì)胞的同種異體反應(yīng)性降低了HSCT最嚴(yán)重的副作用——GVHD的發(fā)生率，GVHD由同種異型的供者源性T細(xì)胞介導(dǎo)。與之前的報道一致，研究者進(jìn)一步證實，GVHD的減少是由于移植受者體內(nèi)殘余的抗原呈遞細(xì)胞的清除[108,109]。值得注意的是，可能是由于正常細(xì)胞極少表達(dá)激活性受體的配體，同種異型NK細(xì)胞似乎并不直接介導(dǎo)HSCT受者中GVHD對正常組織的反應(yīng)。

不幸的是，其它研究小組的初步實驗結(jié)果未能重現(xiàn)KIR-HLA錯配對HSCT療效的有利影響[110-112]。但是，這些最初的追蹤研究采用與Ruggeri等明顯不同的HSCT治療方案。隨后的一些研究[107,113,114]發(fā)現(xiàn)，為實現(xiàn)KIR/HLA配體錯配在單倍體相合的HSCT治療中的有利效果，某些治療方案的聯(lián)合至關(guān)重要：（1）對受者行侵入性清髓和免疫抑制的預(yù)處理，如全身放療和化療，以減少移植排斥和降低癌癥負(fù)荷；（2）移植前消除HSC中的大量T細(xì)胞，以防止發(fā)生GVHD；以及（3）輸注大量的HSC。

對單倍體相合的HSCT療效顯著有利的另一因素是，供者外周血中有可能存在大量對受者產(chǎn)生同種異型反應(yīng)的NK細(xì)胞（部分NK細(xì)胞缺乏可識別受者HLA的抑制性KIR）[65,114]。有研究顯示，HSCT受者體內(nèi)的逐步成熟的NK細(xì)胞池呈現(xiàn)與供者相似的KIR表達(dá)譜[115,116]。因此，將供者體內(nèi)的大部分同種異型NK細(xì)胞移植給受者可能更為有益。Fauriat等（2008年）最近發(fā)現(xiàn)，潛在供者間的NK細(xì)胞池中同種異型反應(yīng)性NK細(xì)胞所占比例各不相同（02%-62%），這提示并非所有的個體均為合適的HSCT的供者[92,106]。許多研究小組的研究均實施過直接輸入成熟的同種異型NK細(xì)胞，且顯示該方法是安全的，并具有一定的抗白血病作用[117]。此項技術(shù)的未來發(fā)展具有治療前景。

除了對單倍體相合的HSCT有潛在益處外，KIRHLA的關(guān)系亦影響其它HSCT的效果。例如，Hsu等發(fā)現(xiàn)AML和骨髓增生異常綜合征患者在接受抑制性KIR/HLA配體錯配的HLA相合的HSCT后無疾病生存期延長[118]。相似的是，Leung等的研究顯示，各種淋巴瘤和實體瘤患者在接受自體HSCT（在介入化療后重新輸入患者的HSC）治療后抑制性KIR/HLA配體錯配有益于病人生存期的延長[119]。與之相對，Cooley等的最新研究發(fā)現(xiàn)，AML患者在接受富T細(xì)胞的HSCT后未能獲益于抑制性KIR/HLA配體錯配[120]。但是，此研究顯示，當(dāng)供者含有至少KIR的一個單倍體B時（單倍體B比單倍體A含有更多的激活性KIR基因），受者的無復(fù)發(fā)生存期顯著改善，這提示在這些背景下移植的NK細(xì)胞表達(dá)更多的激活性KIR也可能是有利的[120]。

總之，許多報道顯示，在HSCT療法治療AML和其它癌癥中KIR介導(dǎo)的NK細(xì)胞的同種異型反應(yīng)性的作用是有利的。但是， KIR/HLA配體錯配而導(dǎo)致的同種異型反應(yīng)非常復(fù)雜，而且至今機制未明。未來的工作需側(cè)重于改善移植條件，并提高分子水平對KIR/HLA組合收益的理解。

癌癥治療的KIR治療策略

由于抑制性KIR在調(diào)節(jié)NK細(xì)胞活化中發(fā)揮重要作用，因此用以減弱KIR功能的治療策略可能強化NK細(xì)胞在治療癌癥和病毒感染中的活性[121]。這與仍表達(dá)HLA分子的腫瘤患者的治療尤其密切相關(guān)，因這些腫瘤并非NK細(xì)胞攻擊的靶標(biāo)。除了與抑制性KIR的功能相關(guān)外，SHP-1和SHP-2磷酸酶是各種組織中一系列的抑制性受體的共同信號轉(zhuǎn)導(dǎo)效應(yīng)分子，因此如果應(yīng)用藥物抑制這些磷酸酶，可能不會有特異治療性僅僅增強體內(nèi)NK細(xì)胞的功能?；蛟S，治療性特異性阻滯抑制性KIR對配體的識別可能會降低NK細(xì)胞的活化閾值。

最近，Binyamin等采用體外自體原代NK細(xì)胞/轉(zhuǎn)化靶細(xì)胞模式系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，抗體介導(dǎo)的KIR阻滯顯著促進(jìn)CD16依賴性ADCC反應(yīng)[122]。重要的是，這些體外研究顯示，單一的抑制性KIR阻滯不能顯著提高對自體轉(zhuǎn)化細(xì)胞的殺傷力，這提示其它的自我耐受機制可阻止對無抗體靶向的腫瘤細(xì)胞的攻擊。相似的是，最近應(yīng)用KIR/HLA轉(zhuǎn)基因小鼠模型進(jìn)行的體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，抗體介導(dǎo)的KIR阻滯劑可提高對腫瘤細(xì)胞的殺傷力并降低自我反應(yīng)性[123]。而且，Binyamin等應(yīng)用體外自體靶向細(xì)胞系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，對純合子低親和力CD16等位基因（FcγRIIIA 158F）的供者NK細(xì)胞，KIR抑制劑可更好地強化ADCC反應(yīng)[122]。這一點非常重要，因為濾泡淋巴瘤患者的低親和性FcγRIIIA等位基因（158F vs 158V）為純合子，所以患者對利妥昔單抗治療的臨床反應(yīng)率較低[34,124,125]。另一項新近的研究描述了一種新開發(fā)的人抗體，在人源化小鼠的研究中發(fā)現(xiàn)，該抗體可阻斷KIR2DL1-3，且可顯著提高AML急變期的NK細(xì)胞毒性和ADCC反應(yīng)[126]。綜上，在癌癥患者中，KIR的阻滯有可能成為切實可行的治療選擇以促進(jìn)NK細(xì)胞介導(dǎo)的對腫瘤的細(xì)胞毒性反應(yīng)，這些報道為其提供了臨床前依據(jù)。

結(jié)論

總之，我們對KIR/HLA 間相互作用多樣性的理解在不斷深入，但新的發(fā)現(xiàn)也不斷地顯示其復(fù)雜性。然而，越來越明確的是：這些高度多態(tài)性的受體和其眾多的配體可改變免疫功能，從而影響許多疾?。òò┌Y）的易感性，以及HSCT治療白血?。ㄓ绕涫茿ML）的有效性。未來研究應(yīng)闡明細(xì)胞表面表達(dá)KIR和HLA的不同多態(tài)性變異體以及受體/配基的親和力對免疫功能的影響，并明確KIR的其它配體。此外，研究特定的KIR/HLA的相互作用如何影響NK細(xì)胞的成熟和功能，從而影響某些個體的健康。其機制有待更多的研究作深入探討。另外值得注意的是，KIR的某些效應(yīng)可能是通過作用于T細(xì)胞亞群介導(dǎo)的。最后，如何選擇特定的KIR/HLA組合以優(yōu)化造血干細(xì)胞移植治療癌癥的療效，有待其它研究來明確。

Acknowledgements

We thank Drs. Jennifer Rhodes (FCCC) and Wesley Rose(Arcadia University, Glenside, PA) for constructive criticism during manuscript preparation. This work was supported by R01 grants CA-083859 and CA-100226 (K.S.C.), training grant CA009035-32 (A.K.P.) and partially by Centers of Research Excellence grant CA06927 (FCCC) from the National Institutes of Health. The research was also supported in part by an appropriation from the Commonwealth of Pennsylvania. Its contents are solely the responsibility of the authors and do not necessarily represent the official views of the National Cancer Institute.