第八章第八章主要组织相容性复合体主要组织相容性复合体抗原抗原

免疫系统免疫系统抗原肽-
抗原肽-
MHCⅡ

/Ⅰ

分子复合物分子复合物
↓ ↓
免疫应答免疫应答
CD4
+
/CD8
+
T细胞细胞
(细胞免疫、体液免疫)
(细胞免疫、体液免疫)

抗原性异物排除抗原性异物排除


MHC分子为分子为
T细胞分化发育所必需细胞分化发育所必需


MHC分子为免疫应答的启动和调节所必需分子为免疫应答的启动和调节所必需第一节第一节概概述述组织相容性抗原组织相容性抗原
(histocompatibility antigen):

通过移植鉴定与组织相容性有关的抗原。
通过移植鉴定与组织相容性有关的抗原。
主要组织相容性抗原系统主要组织相容性抗原系统
(major histocompatibility
antigen system,MHS):

能引起较强移植排斥反应的抗原。
能引起较强移植排斥反应的抗原。
主要组织相容性复合体主要组织相容性复合体
(major histocompatibility
complex,MHC):

编码主要组织相容性抗原系统的紧密连锁的基编码主要组织相容性抗原系统的紧密连锁的基因群。
因群。
人类白细胞抗原人类白细胞抗原
(human leukocyte antigen,HLA):

人类主要组织相容性抗原。
人类主要组织相容性抗原。
第二节第二节
MHC的基因构成的基因构成一一
,小鼠小鼠
H-2复合体复合体定位:第定位:第
17号染色体号染色体构成:
构成:
K、

I、

S、

D/L等位基因等位基因根据编码分子不同分成三类:
根据编码分子不同分成三类:


类基因:
类基因:
K、

D、

L位点位点
---编码编码


类分子的类分子的
α
α
链链


类基因:
类基因:
I位点位点
I-A亚区亚区
--- 编码编码


类分子类分子

α
和和

β
链链
I-E亚区亚区
--- 编码编码


类分子类分子

α
和和

β
链链
III类基因:
类基因:
S区(
区(
I区与区与
D区之间)
区之间)
--- 编码编码
C4、

C2、

B因子及因子及
TNF等等
Ir基因基因
(免疫应答基因,
(免疫应答基因,
immune response gene):
):
位于位于


区区
Ia抗原(
抗原(
I区相关抗原,
区相关抗原,
I region associated antigen):
):
Ir基因编码产物基因编码产物二二
,人类人类
HLA复合体复合体定位:第定位:第
6号染色体短臂(
号染色体短臂(
6p21,3)

分成三类基因区:
分成三类基因区:


类基因:
类基因:
经典:
经典:
B、

C、

A位点位点非典型:
非典型:
E、

F、

G位点等位点等


类基因:
类基因:
经典:
经典:
DP、

DQ、

DR位点位点非典型:
非典型:
DN、

DM、

DO位点等位点等


类基因:
类基因:
C4、

C2、

B因子、
因子、
TNF、

HSP70等等
第三节第三节
HLA分子结构与功能分子结构与功能一一
,HLA-Ⅰ

类分子的分布、结构和功能类分子的分布、结构和功能
1,分布:有核细胞分布:有核细胞
(含血小板和网织红细胞含血小板和网织红细胞
)表面。
表面。
存在形式:
存在形式:
膜结合:不同的组织细胞表达膜结合:不同的组织细胞表达


类分子量不同,
类分子量不同,
如:淋巴细胞如:淋巴细胞
(最多最多
),肾、肝脏及心脏
,肾、肝脏及心脏
(其次其次
),神经组织
,神经组织
(很少很少
) 。

可溶性:存在于血清、初乳和尿液等体液中。
可溶性:存在于血清、初乳和尿液等体液中。
2,结构:
结构:
二条多肽链二条多肽链
(非共价键连接的糖蛋白非共价键连接的糖蛋白
,Ig超家族成超家族成员员
):



α链(重链):
链(重链):
340个氨基酸残基,分子量个氨基酸残基,分子量
44kDa,

MHC-Ⅰ

类基因编码,具有高度多态性。
类基因编码,具有高度多态性。
胞外区胞外区
--- α1、

α2功能区,抗原结合部位;
功能区,抗原结合部位;
α3功能区,
功能区,
CD8分子结合部位;
分子结合部位;
跨膜区跨膜区胞内区胞内区


β2-微球蛋白(
微球蛋白(
β2m ):
):
分子量分子量
12kDa,

由由
15号染色体基因编码。
号染色体基因编码。
3,生物学功能:
生物学功能:


1)参与内源性抗原的递呈(诱导对病毒感染细胞
)参与内源性抗原的递呈(诱导对病毒感染细胞和肿瘤细胞的杀伤和溶解);
和肿瘤细胞的杀伤和溶解);


2)作为
)作为
CD8
+
T细胞的识别分子(
细胞的识别分子(
CD8的配体);
的配体);


3)参与胸腺内
)参与胸腺内
T 细胞的分化、发育;
细胞的分化、发育;


4)参与
)参与
NK 细胞的活化或抑制;
细胞的活化或抑制;


5)诱导同种移植排斥反应。
)诱导同种移植排斥反应。
二二
,HLA-Ⅱ

类分子的分布、结构和功能类分子的分布、结构和功能
1,分布分布




1)

APC --- B细胞、单核细胞、单核
/巨噬细胞、树突状细巨噬细胞、树突状细胞;
胞;


2)激活的
)激活的
T细胞,精子和血管内皮细胞。
细胞,精子和血管内皮细胞。
2,结构:
结构:
两条异质多肽链两条异质多肽链
(非共价键连接的糖蛋白,
非共价键连接的糖蛋白,
Ig超超家族成员家族成员
):

α链:
链:
α1和和
α2功能区功能区
β链:
链:
β1和和
β2功能区功能区
α1和和
β1 ---抗原肽结合部位,决定抗原肽结合部位,决定


类分子类分子的多态性;
的多态性;
β2 --- CD4分子结合部位。
分子结合部位。
3,生物学功能:
生物学功能:


1)参与外源性抗原的递呈;
)参与外源性抗原的递呈;


2)作为
)作为
CD4
+
T细胞的识别分子(
细胞的识别分子(
CD4的配体);
的配体);


3)参与胸腺内
)参与胸腺内
T 细胞的分化、发育;
细胞的分化、发育;


4)参与免疫应答调节
)参与免疫应答调节
--- Ir基因产物调节;
基因产物调节;


5)诱导同种移植排斥反应。
)诱导同种移植排斥反应。
第六节第六节
HLA在医学上的意义在医学上的意义一一
,器官移植器官移植移植成败的关键是供受者间主要组织相容性移植成败的关键是供受者间主要组织相容性抗原的相容程度。
抗原的相容程度。
HLA配型:组织相容性试验对供、受者配型:组织相容性试验对供、受者
HLA
进行鉴定。
进行鉴定。
例:肾移植例:肾移植
--- HLA-

DR,

B,

A 。

二二
,免疫应答免疫应答
1,抗原提呈(供抗原提呈(供
T细胞识别抗原所必需):
细胞识别抗原所必需):
抗原抗原
?APC ?HLAⅠ

类分子类分子
-抗原肽复合物抗原肽复合物
?表达于细胞膜表面表达于细胞膜表面
?CD8
+
T细胞识别;
细胞识别;
抗原抗原
?APC ?HLAⅡ

类分子类分子
-抗原肽复合物抗原肽复合物
?表达于细胞膜表面表达于细胞膜表面
?CD4
+
T细胞识别。
细胞识别。
2,MHC限制性(
限制性(
T细胞发挥效应所必需):
细胞发挥效应所必需):
特定特定
T细胞识别特定类别的自身细胞识别特定类别的自身
MHC分子而发分子而发挥免疫学效应的现象。
挥免疫学效应的现象。
3,决定免疫应答能力决定免疫应答能力
- - - HLA Ⅱ

类分子类分子
三三
,HLA与疾病的关系与疾病的关系
R.R (relative risk,

相对危险率相对危险率
)
=
R.R值越大相关性越强。
值越大相关性越强。
举例:(
举例:(
1)强直性脊柱炎与
)强直性脊柱炎与
B27


2)

胰岛素依赖性糖尿病胰岛素依赖性糖尿病


IDDM)与
)与
DR3、

DR4
某些基因的存在反映了个体易感或抵抗某些疾某些基因的存在反映了个体易感或抵抗某些疾病的倾向,而这些基因不一定是直接引起疾病的遗病的倾向,而这些基因不一定是直接引起疾病的遗传因素。
病人(
病人(
Ag+/Ag-)

对照(
对照(
Ag+/Ag-)

传因素。
四四
,HLA与肿瘤的关系与肿瘤的关系恶性肿瘤细胞恶性肿瘤细胞
--- HLA-Ⅰ

类分子表达减少或缺类分子表达减少或缺乏,肿瘤细胞逃逸免疫监视乏,肿瘤细胞逃逸免疫监视


实际应用:
实际应用:
INF-γ?促进肿瘤细胞促进肿瘤细胞
HLA-Ⅰ

类分类分子表达子表达
?增强增强
CD8
+
CTL细胞的特异细胞的特异性杀伤性杀伤


五五
,HLA检测在法医学上的应用检测在法医学上的应用在基因和所编码产物二个水平同时检测在基因和所编码产物二个水平同时检测
HLA基基因型,可进行亲子关系及死亡者身份等方面的法医因型,可进行亲子关系及死亡者身份等方面的法医学鉴定。
学鉴定。
六六
,HLA分型在人类学研究方面的应用分型在人类学研究方面的应用
HLA基因遗传的连锁不平衡,导致不同人种、
基因遗传的连锁不平衡,导致不同人种、
民族或不同地域的人群的民族或不同地域的人群的
HLA单元型基因表达特点单元型基因表达特点不同。
不同。
如:中国人和日本人中如:中国人和日本人中
A1极少极少; 白种人极多;
白种人极多;
黑种人独具黑种人独具
AW43,却无
,却无
A11及及
B27 。

第四节第四节
HLA多态性的遗传基础多态性的遗传基础多态性:指随机婚配的群体中存在两种以上的等位编多态性:指随机婚配的群体中存在两种以上的等位编码基因,在群体中可以编码多种抗原分子。
码基因,在群体中可以编码多种抗原分子。
A基因基因
--- 约约
27种;
种;
B基因基因
--- 约约
50种;
种;
C基因基因
--- 约约
10种;
种;
DR基因基因
--- 约约
23种;
种;
DQ基因基因
--- 约约
9种;
种;
DP基因基因
--- 约约
6种。
种。
第五节第五节
HLA分型分型分型方法:血清学、细胞学、分子生物学方法分型方法:血清学、细胞学、分子生物学方法
1,血清学分型法血清学分型法
--- 补体介导的微量细胞毒试验补体介导的微量细胞毒试验原理:
原理:
抗体抗体
(HLA分型分型
) + 淋巴细胞淋巴细胞
(受者受者
) + 补体补体
?淋巴细胞受损淋巴细胞受损
?判定结果(细胞死亡百分判定结果(细胞死亡百分率)
率)
主要应用:检测主要应用:检测
HLA-A、

B、

C抗原抗原
2,细胞学分型法细胞学分型法
--- 混合淋巴细胞培养法(
混合淋巴细胞培养法(
MLC)
分为:单向法和双向法分为:单向法和双向法原理:
原理:
单向法:淋巴细胞单向法:淋巴细胞
(供者,
供者,
X 线或丝裂霉素线或丝裂霉素处理处理
) + 淋巴细胞淋巴细胞
(受者受者
) ?培养培养
?
淋巴母细胞淋巴母细胞
(判定结果判定结果
);;
双向法:淋巴细胞双向法:淋巴细胞
(供者供者
) + 淋巴细胞淋巴细胞
(受者受者
)
?培养培养
?淋巴母细胞淋巴母细胞
(判定结果判定结果
)。

主要应用:检测主要应用:检测
DR抗原抗原
3,基因分型法基因分型法
--- 分子生物学技术分子生物学技术原理:比较供、受者编码原理:比较供、受者编码
HLA抗原基因的抗原基因的
DNA序序列,判定供、受者间的相似程度。
列,判定供、受者间的相似程度。
主要方法:
主要方法:
(1) RFLP (限制性片段长度多态性限制性片段长度多态性
)法法
(2) PCR- RFLP法法
(3) PCR-SSO(顺序特异性寡核苷酸顺序特异性寡核苷酸
)法法
(4) PCR-SSCP(单链构象多态性)法单链构象多态性)法本章提要本章提要在组织细胞表面存在引起移植排斥反应的抗原。
在组织细胞表面存在引起移植排斥反应的抗原。
其中引起较强移植排斥反应的抗原称为主要组织相容其中引起较强移植排斥反应的抗原称为主要组织相容性抗原系统性抗原系统
(major histocompatibility antigen system,
MHS);;
主要组织相容性复合体主要组织相容性复合体
(major histocompatibility
complex,MHC):

位于脊椎动物某一对染色体的特定位于脊椎动物某一对染色体的特定区域、紧密连锁的基因群区域、紧密连锁的基因群


根据根据
HLA的分子结构和生物学功能,将的分子结构和生物学功能,将
HLA分分为为


类和类和


类分子。
类分子。
HLA-

I类分子:
类分子:
HLA-

A、

B、

C编码的分子产物,由一条编码的分子产物,由一条
α
α
链和一链和一条条
β
β
2
m以非共价键形式结合而成,链有胞外区、跨以非共价键形式结合而成,链有胞外区、跨膜区和胞内区三部分组成,呈现高度多态性;
膜区和胞内区三部分组成,呈现高度多态性;
广泛分布于体内各种有核细胞表面;
广泛分布于体内各种有核细胞表面;
具有提呈内源性抗原的作用;
具有提呈内源性抗原的作用;
是是
CD8分子识别的标记;
分子识别的标记;
为诱导同种移植排斥反应的主要抗原。
为诱导同种移植排斥反应的主要抗原。
HLA-

II类分子:
类分子:
HLA-

DR、

DQ、

DP编码的分子产物,由两条非共价键编码的分子产物,由两条非共价键连接的异源多肽链连接的异源多肽链
α
α
链和链和
β
β
链组成;
链组成;
主要表达在抗原提呈细胞以及激活的主要表达在抗原提呈细胞以及激活的
T细胞表面;
细胞表面;
参与外来抗原提呈过程;
参与外来抗原提呈过程;
是是
CD4分子识别的标志;
分子识别的标志;
可诱导同种移植排斥反应,包括宿主抗移植物与移植可诱导同种移植排斥反应,包括宿主抗移植物与移植物抗宿主反应的主要抗原。
物抗宿主反应的主要抗原。
本章学习要点:
本章学习要点:
1.

MHC、

HLA的概念;
的概念;
2.

HLA复合体的定位复合体的定位


结构及其编码结构及其编码的产物;
的产物;
3.

HLA-I﹑

II类抗原的分子结构类抗原的分子结构


分布和分布和主要功能;
主要功能;
4.

HLA的医学意义。
的医学意义。
思考题:
思考题:
1 HLA-I﹑

II类分子结构类分子结构


分布和功能有何异分布和功能有何异同?
同?
2 HLA与临床医学有什么关系?
与临床医学有什么关系?