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文檔簡介

1、第八章 主要組織相容性復合體及其編碼的分子,1、組織相容性(histocompatibility):指不同個體間進行組織或器官移植時,受者與供者之間相互接受的程度。2、組織相容性抗原(histocompatibility antigen)或移植抗原:代表個體特異性的同種異型抗原。存在于細胞表面,可引起排斥反應。3、主要組織相容性抗原系統(tǒng)(major histocompatibility antigen system,MHS):凡

2、能引起強而快速排斥反應的抗原系統(tǒng)。,4、次要組織相容性抗原系統(tǒng)(minor histocompatibility antigen system,mHS):凡能引起弱而慢排斥反應的抗原系統(tǒng)。5、主要組織相容性復合體(major histocompatibility complex,MHC):是指位于哺乳動物某一染色體上一組緊密連鎖的基因群,其編碼的產物參與抗原提呈,調控免疫應答,引起移植排斥反應等。,第一節(jié)MHC基因的結構,一、小鼠M

3、HC(H-2復合體)小鼠MHC——H-2復合體(第17號染色體)基因群由4個遺傳區(qū)域組成,即K、Ⅰ、S和D區(qū)。按H-2基因群編碼抗原結構和功能的不同,可將H-2復合體分為三類基因:(1)Ⅰ類基因,位于K區(qū)和D區(qū),包括K、D和L基因座;(2)Ⅱ類基因(Ir基因),位于Ⅰ區(qū),編碼Ia抗原。Ia抗原主要存在于B細胞、巨噬細胞、DC以及活化的T細胞上,而在其它組織細胞上均未能發(fā)現Ia抗原的存在;(3)Ⅲ類基因,指S區(qū)的基因。,二、人類

4、MHC(HLA復合體) HLA復合體位于人第6號染色體短臂6p21.31,長約4000kb,已鑒定出224個基因座,其中128個為功能性基因,96個為假基因。HLA基因的分類方法:1、分成經典的HLA-Ⅰ、HLA-Ⅱ和HLA-Ⅲ類基因。2、按其產物的功能可分為三群,即經典HLA基因(Ⅰ類和Ⅱ類)、免疫功能相關基因和免疫無關基因。,(一)經典HLA基因所謂經典HLA基因,乃指其編碼產物直接參與抗原提呈并決定個體組織相容性

5、。 1、經典HLA-Ⅰ類基因 又稱HLA Ⅰa 基因,指HLA-A、HLA-B、HLA-C基因座位。編碼Ⅰ類分子的重鏈。 其產物的組織分布極為廣泛,且具有高度的多態(tài)性。2、經典HLA-Ⅱ類基因 指HLA-DP、DQ、DR基因亞區(qū)。它們編碼的產物均為雙肽鏈(?、?)分子。 Ⅱ類分子在個體水平具有極為豐富的多樣性。某些HLAⅡ類基因可有2個或2個以上的? 鏈功能基因,但一般只有一個? 鏈功能基因。,(二)免疫功能相關基因

6、 1、補體成分編碼基因屬于Ⅲ類基因,由編碼C4B、C4A、Bf和C2等4種補體成分的基因座位組成。,M II C,2、抗原加工提呈相關基因(1)低分子量多肽 (low molecular-weight polypeptide, LMP)基因:包括LMP2和LMP7兩個基因座位。均位于Ⅱ類基因區(qū),其產物為存在于胞質溶膠中的蛋白酶體(proteosome)相關成分,參與對內源性抗原的酶解。,(2)抗原加工相關轉運體(transpor

7、ter associated with antigen peptide,TAP) 基因:包括TAP1和TAP2兩個基因座位,均位于Ⅱ類基因區(qū),其產物參與內源性抗原肽向內質網腔的轉運。,(3)HLA-DM基因:包括DMA和DMB座位,位于Ⅱ類基因區(qū),其產物參與APC對外源性抗原的加工提呈,幫助溶酶體中的抗原肽進入MHCⅡ類分子抗原肽結合槽。,(4)HLA-DO基因: 位于Ⅱ類基因區(qū),包括DOA和DOB兩個座位,分別編碼DO分子的?

8、鏈和?鏈。DO分子能與DM分子穩(wěn)定結合,以DM/DO復合物形式存在,參與對DM功能的負向調節(jié)。(5)TAP相關蛋白基因: 位于Ⅱ類基因區(qū),其產物為TAP相關蛋白(TAP-associated protein,又稱tapasin )。該蛋白參與內源性抗原的加工提呈,主要對Ⅰ類分子在內質網中的裝配起關鍵作用。,TAP1,TAP2,3、非經典HLAⅠ類基因 非經典HLAⅠ類基因又稱HLAⅠb基因,即b型Ⅰ類基因,包括HLA-E、

9、HLA-F、HLA-G等。(1)HLA-E基因: 其產物可提呈自身抗原肽(經典HLAⅠ類分子和HLA-G分子先導肽)給NK細胞的凝集素樣抑制性受體CD94/NKG2A ,調節(jié)NK細胞等殺傷細胞的活性。,(2)HLA-G基因: 其產物主要分布于母胎界面胎兒絨毛外滋養(yǎng)層細胞,可與NK細胞免疫球蛋白樣抑制性受體KIR2DL/KIR3DL結合,發(fā)揮抑制效應。,,4、炎癥相關基因均位于HLA Ⅲ類基因區(qū)靠Ⅰ類基因區(qū)一側。(

10、1) 腫瘤壞死因子基因家族: 包括TNF (TNF-?)、LTA(LT?/TNF?)和LTB(LT?)三個座位。其產物參與炎癥、抗病毒和抗腫瘤免疫應答。,,(2)轉錄調節(jié)基因或類轉錄因子基因家族: 包括類 ?-?B( ??BL)基因,可參與調節(jié)DNA結合蛋白NF-?B的活性。(3)MHCⅠ類相關基因(MⅠC)家族: 包括MⅠCA和MⅠCB基因,主要表達于腸粘膜上皮細胞,是NK細胞和CD8+T細胞表面激活性受體NKG

11、2D的配體,參與細胞毒作用。 (4)熱休克蛋白基因家族: 如HSP70基因,其產物參與炎癥和應激反應,并作為分子伴侶在內源性抗原的加工提呈中發(fā)揮作用。,(三)免疫無關基因 HLA復合體中還有一些免疫無關基因,如位于Ⅲ類基因區(qū)、參與類固醇合成的21羥化酶基因(CYP21),以及一批無產物表達的假基因。,第二節(jié) HLA分子結構,一、HLA-Ⅰ類分子結構,HLA-Ⅰ類分子均由一條重鏈(? 鏈) 和 一條輕鏈(?2m)以

12、非共價鍵連接而 成。? 鏈的N端在細胞外,C端插入胞內, ?2m游離在胞外。? 鏈由HLA Ⅰ類基因編碼,?2m由非HLA基因編碼(15號染色體)。 ?2m 氨基酸序列高度保守,不呈同種異型性。?2m以非共價鍵與?1、?2和 ?3功能區(qū)相互作用,對維持HLA Ⅰ類分子天然構型的穩(wěn)定性及其分子表達具有重要意義。HLAⅠ類分子幾乎在所有有核細胞表面都表達,包括血小板和網織紅細胞。,HLA-Ⅰ類分子的功能區(qū),1、肽結合區(qū)由?1

13、和 ?2功能區(qū)組成,為可變區(qū)域,也是HLAⅠ類分子的多態(tài)性或同種異型的分子基礎。?1和?2構成肽結合槽(peptide-binding cleft),是結合抗原肽的部位。2、免疫球蛋白樣區(qū)由?3和?2m組成。 ?3和?2m均屬IgSF C1型結構域。 ?3功能區(qū)是和CD8分子結合的部位。,3、跨膜區(qū): 由約25個疏水性氨基酸殘基組成,以螺旋狀穿過胞膜的脂質雙層,并將Ⅰ類分子錨定于細胞膜上。4、胞內區(qū): 約

14、含30個氨基酸殘基,其性質高度保守,并具有數個cAMP依賴的蛋白激酶和酪氨酸激酶的磷酸化位點。 可參與跨膜 信號傳遞。,二、HLA-Ⅱ類分子結構,表達在細胞膜上的HLA-Ⅱ類分子,均由?、?兩條跨膜肽鏈組成,其C端均插入胞漿。兩條肽鏈均為HLA基因編碼,具有多態(tài)性。HLAⅡ類分子主要表達于抗原提呈細胞(APC)上,如樹突狀細胞、B細胞、單核-巨噬細胞、活化T細胞等。,,HLA-Ⅱ類分子的功能區(qū)1、肽結合區(qū) 由?

15、1和?1功能區(qū)組成,為可變區(qū)域,此兩區(qū)均是多態(tài)性或同種異型所在部位,共同構成肽結合槽,是抗原肽結合部位。2、免疫球蛋白樣區(qū) 由?2和?2功能區(qū)組成,此兩區(qū)氨基酸序列變化很少,為非多態(tài)性。均屬IgSF C1型結構域。此區(qū)是與CD4分子結合的部位。,3、跨膜區(qū) 含有25個aa,形成螺旋狀穿過細胞膜。4、胞內區(qū) 含有10~15個aa,可參與跨膜信號傳遞。,第三節(jié) MHC分子表達,一、MHC-Ⅰ類分子

16、的表達,(一)MHC-Ⅰ類分子裝配和運輸在內質網合成的?鏈先與鈣連接蛋白(calnexin)結合,再與?2m 組裝成三聚體,以防止未結合多肽的“空載”MHCⅠ類分子?鏈在胞內轉移或被降解。與Ⅰ類分子結合的多肽來自胞漿或核蛋白,如自身蛋白、病毒蛋白。它們在胞漿中經蛋白水解酶(如LMP)裂解為多肽前體,后者可能與HSP結合后運輸給TAP,最后進入內質網腔。,在內質網腔,多肽替代calnexin與Ⅰ類分子結合,構成?鏈-?2m-多肽三聚體

17、,然后從內質網中釋放出來,穿過高爾基復合體運送到細胞表面。細胞表面的Ⅰ類分子,多數是結合了多肽的較穩(wěn)定的三聚體,也有空載的不穩(wěn)定的Ⅰ類分子,后者易丟失?2m 而成極易被降解的單體?鏈??蛰d的Ⅰ類分子也可從細胞外介質中結合多肽形成三聚體。,(二)MHC-Ⅰ類分子在細胞表面表達,MHCⅠ類分子幾乎在所有有核細胞表面都表達,包括血小板和網織紅細胞。雖然許多細胞都表達Ⅰ類分子,但不同細胞所表達的Ⅰ類分子水平不同,其中以淋巴細胞、白細胞表達

18、最高,而成纖維細胞、肌細胞、肝細胞、神經元表達很少,因而這些細胞在同種移植時較少誘發(fā)排斥反應。另外,有些細胞不表達Ⅰ類分子 ,如腦細胞、分化在某一階段的精細胞、胎盤細胞。,二、MHC-Ⅱ類分子的表達,(一)MHC-Ⅱ類分子裝配和運輸Ⅱ類分子的 ? 鏈和 ? 鏈在內質網上合成后裝配成異二聚體。由于??二聚體的不穩(wěn)定性,需與一輔助分子Ii鏈結合,以(?? Ii)3異九聚體的形式存在,其肽結合槽被CLIP (class II associ

19、ated invariant chain peptide,II類分子相關的恒定鏈多肽) 封閉。Ii 鏈的功能: 有助于Ⅱ類分子組裝、折疊和轉移,阻止早期合成的MHC Ⅱ類分子與多肽結合,并有利于Ⅱ類分子在細胞內的正確移位和穩(wěn)定新合成的MHCⅡ類分子的結構。,(?? Ii)3異九聚體由內質網腔穿越高爾基體,形成M II C( MHC class Ⅱ compartment,MHC Ⅱ類小室),與含抗原肽的內體(endosome)和

20、溶酶體( lysosome )結合,在這里Ii鏈被降解,仍有CLIP,在HLA-DM幫助下CLIP解離,溝槽暴露出來,抗原肽才有可能與Ⅱ類分子結合,形成穩(wěn)定的MHC Ⅱ類分子-抗原肽復合物,轉運至細胞膜表面。,M II C,(二)MHCⅡ類分子在細胞表面的表達,MHCⅡ類分子主要表達于APC (如樹突狀細胞、B細胞、單核-巨噬細胞)、活化T細胞、胸腺上皮細胞等。靜止狀態(tài)的單核細胞和巨噬細胞表達Ⅱ類分子甚少,但是活化時表達顯著增強。大

21、多數動物的活化T細胞也表達Ⅱ類分子(小鼠例外)。,第四節(jié)HLA復合體遺傳特征,HLA基因及其產物具備某些不同于其他真核基因系統(tǒng)的特點,具體表現在以下幾個方面:,一、多基因性(polygeny)是指HLA復合體含多個不同HLA Ⅰ和Ⅱ類基因,其編碼產物具有相同或相似的結構和功能。,二、單元型遺傳,HLA復合體是緊密連鎖的,這些連鎖在一條染色體上的等位基因很少發(fā)生同源染色體間的交換,從而構成一個單元型(haplotype)。在遺傳過

22、程中,HLA單元型作為一個完整的遺傳單位由親代傳給子代。父母雙方均各有2條HLA染色體,即二倍體(diploid)。,HLA表型、基因型與單元型是有區(qū)別的表型(phenotype):某一個體的HLA抗原特異性型別。即表型是HLA基因所表達的抗原產物。基因型(genotype): HLA基因在體細胞兩條染色體上的組合。單元型(haplotype): HLA基因在同一條染色體上的組合。,三、高度多態(tài)性,(一)多態(tài)性的概念多態(tài)性(po

23、lymorphism)指在一隨機婚 配群體中,染色體上一個基因座位(locus) 上存在多個等位基因(allele)。等位基因:位于同源染色體上對應位置的一對基因。對某一個基因座位,一個個體最多只能有兩個等位基因,分別出現在來自父母方的同源染色體上。因而MHC的多態(tài)性是一個群體概念,指群體中不同個體在等位基因擁有狀態(tài)上存在差別。多態(tài)性指群體中各座位等位基因的變化,(二)造成多態(tài)性的原因,1、復等位基因(multipl

24、e alleles) 復等位基因:由于群體中出現的突變,同一座位所可能出現的基因系列。對某一個體來說一個基因座只有一對等位基因,復等位基因是群體的概念。 HLA存在為數眾多的復等位基因,復等位基因是HLA高度多態(tài)性的最主要原因。HLA-A、B和C的復等位基因分別為282、537和135個,HLA-DRB1與HLA-DPB1的復等位基因分別為418和106個。而且不斷有新的復等位基因被發(fā)現。,,2、共顯性(codominance)

25、一對等位基因同為顯性表達,此為共顯性。HLA復合體中每一對等位基因均為共顯性。即在雜合狀態(tài)下,同源染色體上的等位基因均表達相應產物。由此,共顯性大大增加了人群中HLA表型的多態(tài)性。,(三)HLA多態(tài)性的產生及其意義一般認為,HLA復合體通過基因點突變、基因重組(同源染色體之間的交換)、基因轉換等 機制導致其基因結構發(fā)生變異,這是HLA多態(tài)性形成的基礎。 這些不斷產生的大量變異能否以等位基因形式保留下來,則取決于自然選擇。,

26、四、連鎖不平衡,HIA復合體各等位基因均有其各自的基因頻率?;蝾l率是指群體中某一特定等位基因的數目占該座位各等位基因數目總和的比例。分屬兩個或兩個以上基因座位的等位基因,同時出現在一條染色體上的幾率高于隨機出現的頻率,即為連鎖不平衡(linkage disequilibrium)。換言之,連鎖的基因并不是隨機組合的,而是某些基因比其他基因能更多或更少地連鎖在一起.,在HLA復合體中已發(fā)現50對以上等位基因顯示連鎖不平衡,其產生的機

27、制不清楚。由于存在連鎖不平衡,某些單元型在群體中可呈現較高的頻率,并較之單一HLA基因型別更能顯示人種和地理的特點。在單元型的檢出率也同樣有差別,如北歐人以HLA-A1、B8,HLA-A8、B7兩個單元型最常見,黃種人以HLA-A9、B15和HLA-A2、B空白抗原的單元型較常見,我國漢族人以HLA-A2、B46,HLA-A11、B40和HLA-A2、B40單元型最常見。,第五節(jié) HLA等位基因及其編碼產物的分類與命名,一、HLA

28、基因的命名原則,人類HLA基因命名方法為:HLA+連字符(-)+基因所屬座位名+星號(*)+ 4位數編號。星號(*)前為基因座位,星號后為等位基因。以大寫字母A、B、C…表示HLA遺傳區(qū)域中的座位名。 如HLA-A*0103、 HLA-DRB1 *1102HLA等位基因以4位數字表示,前2位表示主型,后2位表示亞型,其中主型命名是以該等位基因產物的型別(即血清學檢出的抗原特異性)為基礎。如A*0101和A*0102兩個基因的產物都是

29、血清學方法檢出的A1抗原,但它們DNA序列不同。所以血清學分型為同一種分子的,它們的編碼基因可以是不同的。,HLA基因命名也可用于該基因產物的命名。對Ⅰ類基因來說,基因命名與產物命名相同,例如HLA-A*0201代表基因,“HLA-A*0201分子” 代表基因產物。由于Ⅱ類分子中HLA-DQ和HLA-DP分子由2個多態(tài)性基因編碼,其產物用2個編碼基因命名,如:HLA-DQA1*0501/DQB1*0201,HLA-DPA1*0103

30、/DPB1*0201HLA-DRA1基因沒有多態(tài)性,所以HLA-DRB1基因可用于命名其產物,如HLA-DRB1*0501基因命名可作為HLA-DR*0501分子的命名。HLAⅡ類A基因和B基因的產物分別用對應的希臘字母表示,即?鏈和?鏈。,二、已檢出的HLA抗原,至2003年,已確定的HLA等位基因總數已經達到1695個其中HLA-A(282)、HLA-B(537)、HLA-C(135)、HLA-DRA(3)、HLA-DRB(4

31、18)、HLA-DQA1(24)、HLA-DQB1(55)、HLA-DPA1(20)、HLA-DPB1(106)、HLA-E(6)、 HLA-F(2) 、 HLA-G(15) 、HLA-DMA(4)、 HLA-DMB(6)、 TAP(10) 、HLA-DOA( 8 )、 HLA-DOB( 8 )、 MICA(56)。,,已檢出的抗原特異性164種。 其中HLA-A(28)、HLA-B(61)、HLA-C(10)、HLA-DR(24

32、)、HLA-DQ(9)、HLA-DP(6)、HLA-Dw(26)。HLA-A、B、C、DR、DQ抗原特異性用血清學技術檢測,HLA-Dw特異性采用混合淋巴細胞培養(yǎng)技術檢測。Dw代表了激發(fā)同種異體淋巴細胞增殖的淋巴細胞激活決定基(LAD),是DR、DQ等Ⅱ類基因產物效應的總和,因而沒有單獨的Dw等位基因座位。,第六節(jié)    MHC分子與抗原肽的相互作用,一、肽結合槽的結構,(一)MHC-Ⅰ類分子?1和?

33、2組成的一個溝槽(cleft)。溝槽兩側各由?1和?2一部分氨基酸殘基所形成的? 螺旋,溝槽底部由?1和?2的各4個?折疊組成。溝槽呈封閉狀。溝槽長約2.5nm、寬1.0nm、深1.1nm,可容納8~11個氨基酸殘基組成的多肽,以9肽多見。,,(二)MHC-Ⅱ類分子 ?1、?1組成的溝槽,兩側也有 ? 螺旋,底部有 ? 折疊,但溝槽是開放的,最大可容納25個氨基酸多肽,一般結合12~18多肽,以15肽為最常見。,二、抗原肽和

34、MHC分子相互作用的分子基礎,MHC分子與抗原肽結合具有高度親和力,此乃保證MHC分子有效提呈抗原的前提。,MHC分子與抗原肽的共同基序相結合抗原肽往往帶有兩個或兩個以上專司與MHC分子肽結合槽相結合的特定部位,稱錨定位。該位置的氨基酸殘基稱為錨定殘基(anchor residue)。錨定殘基的組合稱為基序(motif)。 MHC分子的肽結合槽中容納錨定殘基的位置形成口袋( pocket ),不同MHC分子其氨基酸結構的差異主要體現

35、在口袋的大?。╯ize)、形狀(form)和電荷(charge)不同。與同一型別MHC分子結合的不同抗原肽,其錨定位和錨定殘基往往相同或相似。,如:進入HLA-A*0201分子凹槽中的九肽(或十肽)都有兩個錨定位:第2位(P2)皆為亮氨酸(L)或甲硫氨酸(M);而第9位(P9)皆為亮氨酸或纈氨酸(V)。因此,HLA*0201分子所接納的抗原肽均有一個特征性的共同基序(consensus motif),即x-L/M-x-x-x-x-x

36、-x-L/V(x代表任意氨基酸殘基)。該處錨定位是P2和P9,錨定殘基分別是L/M和L/V,而中間P3 ~ P8的殘基組成帶有較大的任意性。,再如:HLA-B*2705所結合的九肽。其錨定位也是P2和P9,只是錨定殘基的組成有變:P2皆為精氨酸(R),而P9為亮氨酸或苯丙氨酸(F)。由此顯示,B*2705分子接納抗原肽所要求的共同基序是x-R-x-x-x-x-x-x-L/F。這表明,MHC分子通過特定的共同基序顯示和抗原肽結合的專一性

37、。,HLAⅡ類分子情況比較復雜:進入HLAⅡ類分子肽結合槽的幾種抗原肽,其長度雖變化于13 ~ 17個氨基酸之間,但中段仍有對應于Ⅰ類分子的9肽結構參與構成錨定殘基,但格局比較復雜。如Ⅱ類分子HLA-DRB1*0405錨定位為P1、P4、P6和P9,除P9的氨基酸組成(E和D)相對單一外,其他位置皆包括四種以上的不同氨基酸殘基可供替換。顯然,適于DRB1*0405分子所接納的抗原肽,其共同基序遠比Ⅰ類分子復雜。,三、抗原肽和MHC

38、分子相互作用的特點,1、特定的MHC分子可憑借所需要的共同基序選擇性地結合抗原肽,兩者的結合具有一定的專一性。(1)抗原肽必須是線性結構;抗原肽與MHC分子以非共價鍵結合;MHC分子不能區(qū)別自己肽和非己肽。(2)與MHC-Ⅰ類分子結合以9肽多見,與MHC-Ⅱ類分子結合以15個肽多見。,,2、不同MHC分子可選擇性地結合具有不同錨定位和錨定殘基的肽段 不同MHC等位基因產物有可能提呈同一抗原分子的不同表位,造成不同個體(帶有不同

39、的MHC等位基因)對同一抗原的應答在強度上出現差異。,3、 MHC分子與抗原肽結合的包容性(flexibility)包容性:MHC分子與抗原肽的結合無嚴格的專一性,而是一種MHC分子可結合帶有特定共同基序的一群抗原肽。這一包容性體現在不同層次: ①組成共同性基序的“x”氨基酸,其順序和結構可變; ②特定MHC分子所“選擇”的錨定殘基并非專一,以至相當數量的肽段可“符合” 特定共同基序的條件,造成一種MHC分子可結合多種抗原肽

40、,活化多個抗原特異T細胞克??; ③不同MHC分子(同一家族)所接納的抗原肽,可擁有相似的共同基序。,第七節(jié)MHC的生物學功能,一、參與抗原加工和提呈 MHC分子是參與抗原加工、處理和提呈的關鍵分子。其最主要功能是作為抗原提呈分子,把結合的抗原肽提呈給T細胞。,二、參與免疫細胞間相互作用的限制性,1、MHC限制現象: TCR在特異性識別APC所提呈的抗原肽過程中,必須同時識別與抗原肽形成復合物的MHC分子,這一現象稱MHC限

41、制性(MHC restriction)。Tc細胞所介導的特異性免疫殺傷作用也有MHC限制性。2、MHC限制性本質: 目前已知,T細胞識別抗原要有兩種識別,一是TCR與MHC抗原結合槽中的特異性多肽結合;另一是TCR識別肽結合槽兩側同種異型部位的 ? 螺旋結構。,三、參與T細胞分化成熟及中樞自身耐受的建立 MHC分子參與胸腺細胞分化和成熟過程。如在陽性選擇中,T細胞兩大亞群分化過程有賴于它們對MHC分子的識別。在陰性選擇中

42、,在MHC分子-自身肽誘導下,T細胞獲得了識別自身與非己抗原的能力。,四、輔助TCR識別結合抗原當TCR與抗原肽-MHC復合物結合的同時,CD4分子與MHCⅡ類分子?2功能區(qū);CD8分子與Ⅰ類分子 ?3 功能區(qū)結合,從而穩(wěn)定了TCR與抗原肽-MHC分子復合物的特異性結合,故稱CD4/CD8分子為共受體。,五、參與免疫應答的遺傳控制 機體對特定抗原物質是否產生應答以及應答的強弱受遺傳控制,而控制免疫應答的基因(Ir基因)一般認為也位

43、于人的HLA Ⅱ 類基因區(qū)內。MHC分子的表達與否或表達的量的多少可影響機體免疫應答的強弱,所以MHC參與個體和群體的免疫應答的調控。此也稱為MHC對免疫應答的遺傳控制。 另外,MHC分子可參與抗原提呈并制約免疫細胞間相互作用,從而調控機體免疫應答的發(fā)生及其強度。,六、引起移殖排斥反應,同種異體組織移植時,若供受體移植抗原不匹配,將會誘發(fā)受體產生明顯的移植排斥反應。雖然MHCⅠ類和Ⅱ類分子均是主要移植抗原,但這兩類抗原在移植中所起的作

44、用是不相同的。MHCⅡ類分子錯配啟動了免疫應答,而MHCⅠ類分子錯配是導致排斥反應發(fā)生的靶分子。因此臨床上器官和骨髓移植時,要首先選擇與受體HLAⅠ類和HLAⅡ類分子匹配的供體,其次選擇與HLAⅡ類分子相配的供體,HLAⅡ類分子匹配比HLAⅠ類分子更重要。,第八節(jié)HLA與臨床醫(yī)學,一、HLA與疾病的關聯(一)HLA是機體對疾病易感的主要遺傳成分HLA與疾病關聯,是指帶有某些特定HLA型別的個體易患某一疾病(陽性關聯)或對該疾病

45、有較強的抵抗力(陰性關聯)。如強直性脊柱炎(AS)和HLA-B27陽性關聯。迄今,記錄在案與HLA關聯的疾病達500余種,大部分為自身免疫病。,(二)與疾病關聯的原發(fā)成分,1、類風濕性關節(jié)炎(RA)以DR4為主要關聯成分的疾病。2、乳糜瀉(CD)乳糜瀉的原發(fā)關聯成分是和DR3呈現連鎖不平衡的HLA-DQA1*0501及DQB1*0201。,3、胰島素依賴型糖尿?。↖DDM)易感性原發(fā)關聯成分是DQA1*0301和DQB1*0

46、201,中國漢族人群次級關聯成分是DR3/DR9 。4、多發(fā)性硬化癥(MS)關聯成分為DR2中的DRB1*1501,并有RB3*0101參與。,二、HLA分子的異常表達和臨床疾病,所有有核細胞表面表達HLAⅠ類分子,但惡變細胞Ⅰ類分子的表達往往減弱甚至缺如,以致不能有效地激活特異性CD8+ CTL,造成腫瘤逃脫免疫監(jiān)視。與此相反,某些自身免疫病中,原先不表達HLAⅡ類分子的上皮細胞,可被誘導表達Ⅱ類分子,如胰島素依賴型糖尿病中的

47、胰島β細胞、乳糜瀉中的腸道細胞、萎縮性胃炎中的胃壁細胞等。可能和它們促進免疫細胞的過度活化有關。,三、HLA與器官移植,器官移植的成敗主要取決于HLA等位基因的匹配程度。不同的移植對HLA配型的要求不同,骨髓移植要求最高,腎移植就相對要求低些,而角膜移植則基本沒什么特殊要求。器官移植需確定供受者間的組織相容性,涉及HLA分型(typing)和交叉配型(cross-match)。腎移植時主要檢測HLA- DR、B和A位點。 骨髓移植

48、時一般選擇HLA全相同者作為供者。為預防GVHR病。,四、HLA其他臨床意義,(一)HLA與輸血多次接受輸血的患者體內可產生抗HLA抗體,從而發(fā)生因白細胞或血小板受到破壞而引起的輸血反應。(二)HLA與母胎關系 成熟的胚胎滋養(yǎng)層細胞不表達經典HLA-Ⅰ類抗原,而表達HLA-G抗原,此與母親對胎兒(攜帶父方HLA單元型)的耐受有關。,五、HLA與親子鑒定和法醫(yī)學,HLA系統(tǒng)所顯示的多基因性和多態(tài)性,意味著兩個無親緣關系個體間,在

49、所有HLA基因座位上擁有完全相同等位基因的機會幾乎等于零。再者,每個人所擁有的HLA等位基因型別一般終身不變,因而特定等位基因及其以共顯性形式表達的產物,可以成為個體性(individuality)的一種遺傳標志。由此,HLA分型已在法醫(yī)學上被廣泛地用于親子鑒定和確定死亡者的身份,也能用于斷定犯罪嫌疑人。,第九節(jié) HLA檢測技術,一、  血清學分型技術(一)   HLA-Ⅰ類抗原的檢測HLA-A、

50、B、C抗原型別鑒定均借助微量淋巴細胞毒試驗或補體依賴的細胞毒試驗(CDC)。原理:取已知HLA抗血清加入待測外周血淋巴細胞,作用后加入兔補體。充分作用后加入染料(臺盼藍或伊紅),在倒置顯微鏡下判斷結果,著染的細胞為死亡細胞,表示待檢淋巴細胞表面具有已知抗血清所針對的抗原。也可用熒光染料(EB)代替伊紅或臺盼藍,在熒光顯微鏡下觀察。,(二)   HLA-DR、DQ抗原檢測HLA-DR、DQ抗原分型方法同HLA-Ⅰ

51、類抗原,但所用抗血清須經過血小板吸收以去除針對Ⅰ類抗原的抗體。另外,待測細胞須是經純化的B細胞。,二、  細胞學分型技術,細胞學分型法是用混合淋巴細胞反應(mixed lymphocyte reaction, MLR)作為基本技術,通過測定受檢淋巴細胞對標準分型細胞的增殖反應進行分型判定的方法。純合子分型細胞(homozygous typing cell, HTC)分型法(陰性分型法):標準分型細胞為純合子分型細胞,由于該

52、種細胞一對同源染色體上的兩個單元型完全相同,所以只表達一種HLA-Ⅱ類抗原。其與受檢淋巴細胞混合進行MLC時,若受檢淋巴細胞抗原與HTC相同,則不發(fā)生或僅出現輕微的增殖反應。通??捎脕頇z測HLA-Dw特異性。,預致敏淋巴細胞分型法(primed lymphocyte typing, PLT) (陽性分型法) :采用已知的致敏淋巴細胞作為應答細胞,當用滅活的受檢者淋巴細胞作為刺激細胞時,若出現再次應答反應,則表明受檢者細胞表面的HLA-Ⅱ

53、類抗原型別與已知預致敏淋巴細胞的型別相同。此方法常用來測定HLA-DP特異性。由于分型細胞來源困難以及操作手續(xù)繁瑣,細胞學分型技術正逐漸被淘汰。,三、DNA分型技術,(一)PCR-RFLP技術不同個體HLA DNA位點多態(tài)性可影響限制酶的切割位點,造成限制性片段長度多態(tài)性(restriction fragment length polymorphism,RFLP),即用同一種限制酶消化不同個體的HLA DNA時,會得到長度各不相同的

54、限制片段類型。然后用特異性探針對限制酶切片段進行雜交分析,借以確定HLA的型別。若對DNA片段先進行體外PCR擴增,再用限制性酶消化后進行雜交分析 ,稱為PCR-RFLP技術。,(二)   PCR-SSOP技術,借助PCR技術,應用HLA等位基因或等位基因組特異性引物對目的基因進行擴增;將擴增產物轉移至NC膜或尼龍膜上;用標記的序列特異性寡核苷酸探針(sequence specific oligonucleotide

55、 probe,SSOP)與膜上的擴增產物雜交,可分辨出幾乎所有HLA等位基因特異性亞型間的差異。該法敏感性(可檢出不同型別間l~2個堿基對的差異)和特異性均遠超過血清學和細胞學分型方法,是目前廣泛應用的一種簡單、快速而又精確的HLA基因分型方法。該法缺點是需要使用大量探針,且對試驗條件要求較高。,(三)   PCR-SSP技術,設計出一整套HLA等位基因序列特異性引物(sequence specific prime

56、r,SSP),通過控制PCR反應條件,特異性擴增相應HLA等位基因,而不擴增其他無關基因;通過凝膠電泳直接分析帶型,根據特異PCR擴增產物有無分析相應HLA等位基因型別。優(yōu)點:操作簡單、快速;實驗結果容易判斷,雜合子也易檢出。缺點:屬低分辨率分型技術,為準確檢出所有已發(fā)現的HLA等位基因型別,須使用多對引物。,(四) PCR-SSCP技術,DNA經變性成單鏈后,在中性條件下單鏈DNA會因其分子內堿基之間的相互作用,形成一定的立體構象。

57、相同長度的單鏈DNA,如果堿基序列不同,形成的構象就不同,這就形成了單鏈構象多態(tài)性(single strand conformation polymorphism,SSCP)。應用PCR技術,使用相同引物擴增的產物長度一致,則長度相同而構象不同的單鏈DNA在非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳(PAGE)中表現出不同的遷移率,可十分敏感地檢測HLA等位基因間DNA順序的微小差別,目前此技術已應用于DP等位點的分型。SSCP與PCR聯合應用,稱為PC

58、R-SSCP技術。,,此外,新近發(fā)展的基因芯片技術、DNA測序以及單個核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphisms,SNP)分析均可用于HLA基因分型。 DNA分型技術的應用,使HLA型別分析達到了更精細的水平,并因此發(fā)現了更多的HLA多態(tài)性。盡管采用DNA水平的HLA分型工作有了很大進展,但血清學分型, 特別對Ⅰ類基因產物仍是分型基礎。 HTC與PLT對HLA-D和HLA-DP特異性檢測由于方法較為

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