1、1,Dai Jianping,主要组织相容性复合体（MHC）与移植免疫,汕头大学医学院微生物与免疫教研室,2,2,3,3,第一部分： MHC及其编码分子,MHC的概念 HLA的基因结构及遗传特点（基因水平） HLA分子结构及生物学功能（蛋白质水平） HLA与临床医学,MHC命名：Human : HLA (human leukocyte antigen)Mice 小鼠: H-2Rat大鼠 : RT1Rabbit : RLASwine猪 : SLAChimpanzee（黑猩猩）: ChLA,4,细胞表面,5,MHC、MHC复合体指基因MHC分子（抗原）则指该基因的编码产物（蛋白质） 。HLA的概念
2、同样适用以上原则。,注意!,6,MHC的发现,1930-1940, skin and tumor graft rejection in inbred strains, H-1, H-2, H-3 （20） 不同近交系小鼠间进行皮肤(肿瘤)移植试验，发现排斥现象, 由细胞表面同种异型抗原诱导，移植抗原/组织相容性抗原（代表个体特异性）， 多基因控制; 主要组织相容性抗原： 强烈，快速，起主要作用；并为紧密 连锁的基因群（基因复合体） 次要组织相容性抗原：较弱Mice ：H-2 gene： Chromosome 17, 被称之为MHC。,7,MHC I类分子,MHC II类分子,8,MHC的功能:
3、 自然条件下，能发生组织器官的 移植吗？ 提呈抗原肽，激活T细胞，适应性免疫,9,9,MHC的概念 HLA的基因结构及遗传特点 MHC分子结构及生物学功能 HLA与临床医学,MHC及其编码分子,10,Structure of MHC genes,Location: Chromosome 17Length: 1500 kb,微球蛋白，第15号染色体,细胞因子、补体等,11,Length: 3600 kbClassical MHC genes: 共有224个基因座，其中96个假基因，128个功能基因。,微球蛋白，第15号染色体,细胞因子、补体等,抗原的加工、提呈,12,6号染色体,13,HLA-I
4、: 经典： HLA-A, HLA-B, HLA-C (a chain) 非经典: HLA-I like gene: E/F/G 假基因 （pseudogene）: H/JHLA-II: 经典： HLA-DR, HLA-DQ , HLA-DP (classical) 非经典: Genes associated with antigen processing: DMA, DOA,DOB, TAP, LMP 假基因: DPA2, DPB2, DQA2 HLA-III: immune-response related genes,基因分类,（D区）,编码补体（C4、C2、B因子）和炎症相关蛋白（TNF
5、、LTs、I-B、MICs、HSP70）,14,编码蛋白1 经典MHC基因 经典MHC I类相关基因 HLA-A、B、C 分别编码对应的三个分子的链，功能：提呈内源性抗原。 经典MHC II类相关基因 HLA-DP、DQ、DR 每一亚区含有两个或多个A/B基因座，分别编码对应分子的/链，功能：提呈外源性抗原。,抗原结合槽,15,II类,III类,I类,2 免疫功能相关基因,16,（一）抗原的加工、提呈相关基因1. PSMB8、PSMB9 (proteasome蛋白酶体 subunit beta type,PSMB)：蛋白酶体亚单位 旧称LMP2和LMP7， 属于蛋白酶体成分，参与内源性抗原的酶
6、解。2. TAP（transporter associated with antigen processing, TAP)：抗原加工相关转运物 TAP1和TAP2：内质网膜上的一个异二聚体分子，参与内源性抗原的抗原肽转运, 使其从胞质溶胶进入内质网并与MHC I 类分子结合。3. HLA-DM：参与外源性抗原的加工提呈。 4. HLA-DO:是DM功能负调蛋白，可抑制DM。,17,（二）非经典I类基因HLA-E、F、G（I类区） HLA-E：在羊膜和滋养层细胞高表达，在病毒逃避 免疫监视、母胎耐受起重要作用 HLA-G：分布在母胎界面绒毛外滋养层细胞，在母 胎耐受中发挥功能 MIC：与NK细胞
7、活性有关（三）编码血清补体成分的基因C2、C4A、C4B、Bf（四）炎症相关基因TNF, HSP70,18,HLA的遗传特点,高度多态性（复等位基因、共显性遗传）单体型遗传连锁不平衡,19,复等位基因: 指群体中一个基因座位上存在多个不同等位基因的现象。,多态性（polymorphism）,以ABO血型为例：2个显性基因 (A、B)，1个隐性基因（i） 基因型：AA、Ai BB、Bi AB ii,如果3个显性基因？A、B、CAA、BB、CC、AB、AC、BC,20,HLA各类基因复等位基因数量（数据来源： http:/www.ebi.ac.uk/ipd/imgt/hla/stats.html
8、，2013年7月）,复等位基因是导致HLA复合体高度多态性的主要原因,21,共显性（co-dominant） 两条同源染色体对应的每一个等位基因均为显性基因。,细胞表面：六对12种经典I类 和II类HLA分子,HLA基因分型HLA配型,2316,3004,1848,22,单体型遗传,单体型(haplotype)：指一条染色体上HLA各基因座的基因紧密连锁组成的一个遗传单位；也称单倍型或单元型。,A1,A2,B8,B35,单体型 A1-B8 A2-B35,在遗传过程中，MHC单体型作为一个完整的遗传单位由亲代传给子代，很少发生同源染色体间的交换，即为单体型遗传。,摩尔根连锁互换定律,23,完全连
9、锁,24,连锁不平衡(linkagedisequilibrium),在某一群体中，不同座位上某两个等位基因出现在同一条染色体上的频率高于期望频率。（基因连锁的结果）,若随机组合，则单体型Al-B8的预期频率为17%11%1.9%但实际观察到的Al-B8单倍型实际频率是8.8%Al-B8处于连锁不平衡,A1-B28 ？,25,MHC分子结构及生物学功能,26,26,MHC类分子：重链：1、2、3 轻链：2m,肽结合区（抗原结合槽）：1、2可结合8-11个氨基酸残基,分布所有有核细胞表面,MHC分子结构：,27,27,28,28,MHC 类分子：链： 1、2链： 1、2,肽结合区（抗原结合槽） ：
10、1、1可结合10-30个氨基酸残基,分布DC、M、B细胞等APC以及活化的T细胞表面,29,29,30,30,抗原肽,31,提呈外源性抗原、激发CD4+T细胞应答,提呈内源性抗原、激发CD8+T细胞应答,功能,DC、M、B等APC以及活化的T细胞表面,所有有核细胞表面,组织分布,HLA-DR、DQ、DP,HLA-A、B、C,类别,10-30氨基酸残基,8-11氨基酸残基,结合的抗原肽,CD4与2结合,CD8与3结合,与T细胞结合位点,1、1结构域,1、2结构域,多态性位点,链、链,链、2m,多肽链,HLA类分子,HLA类分子,特征,32,HLA与抗原肽的相互作用：,HLA的抗原结合槽与抗原肽特
11、异结合的部位，称锚定位（anchor position）。抗原肽中，与锚定位结合的氨基酸残基称为锚定残基 (anchor residue)。,33,同一个HLA分子可以选择性结合不同抗原肽，但被结合的抗原肽含有相同或相似的锚定残基，这一序列被称为共同基序（consensus motif）。,34,作为抗原提呈分子参与获得性免疫应答,MHC的生物学功能,1 加工和提呈抗原： MHC I 类分子提呈内源性抗原 MHC II 类分子提呈外源性抗原,2 TCR对抗原肽和MHC分子的双重识别： 实现T细胞在抗原识别和发挥效应中的MHC限制性,3 参与自身免疫和T细胞在胸腺中的选择分化： 参与T细胞分化过
12、程，阳性选择；阴性选择,4 是不同个体抗病能力差异的主要决定者：,35,35,1 加工和提呈抗原： MHC I 类分子提呈内源性抗原 MHC II 类分子提呈外源性抗原,36,36,2 TCR对抗原肽和MHC分子的双重识别： 实现T细胞在抗原识别和发挥效应中的MHC限制性,37,作为调节分子参与固有免疫应答,1 经典的类基因为编码补体成分，参与补体反应 和免疫性疾病的调控。,2 非经典的MHC类分子可结合NK细胞表面抑制性受体， 进而抑制NK细胞活性，防止正常自身细胞被NK细胞杀伤。,3 炎症相关基因参与启动和调控炎症反应， 并在应激反应中发挥作用。,38,HLA与临床医学,39,HLA与临床
13、医学,HLA与器官移植HLA分子的异常表达和临床疾病HLA和疾病关联 HLA与法医学及亲子鉴定,40,HLA与同种器官移植的关系 组织相容性，特别是HLA等位基因匹配程度。 HLA分型和供受体交叉配合试验 同卵双生同胞兄妹近亲远亲无亲缘者HLA抗原表达异常与疾病的关系 肿瘤细胞HLA I类分子表达下降，CD8+ CTL，免疫监视； 某些自身免疫病HLA II类分子表达上调，CD4+T细胞。,41,HLA和疾病关联 带有某些特定HLA等位基因或单体型的个体，易患某种疾病（阳性关联）或抗某种疾病（阴性关联）。,42,HLA与输血反应的关系非溶血性输血反应，与受者血液中存在的抗白细胞和抗血小板HLA
14、抗原的抗体有关HLA与法医学鉴定的关系个体认定，亲子鉴定 无亲缘关系个体，HLA等位基因完全相同的概率几乎为零。,43,第二部分：,44,一、移植的类型:,1、自体移植(autologous graft)2、同系移植(isograft or syngraft)3、同种异体移植(allogenic graft)4、异种异体(xenograft),单卵双生,45,二、移植物的种类:,1、支架组织: 角膜、骨、软骨、筋膜、血管 （易长期存活） 2、生命组织: 皮肤、心、肝、肾3、细胞: 骨髓 前胰岛细胞,46,三、移植抗原及分类:,移植抗原或组织相容性Ag： 引起移植排斥反应的细胞膜表面分子. 主要
15、组织相容性抗原(MHC Ag): 引起快而强的排斥应答次要组织相容性抗原(mHC): 引起慢而弱的排斥应答. （性别相关mHC）血型抗原：ABO血型抗原，肝、肾、血管内皮细胞组织特异性 Ag：皮肤和血管内皮细胞最强，其次为肾，肝脏移植较易成活。,47,四、同种异型抗原的识别机制,48,五、移植排斥反应的类型,(一)宿主抗移植物反应（HVGR，host versus graft reaction）： 宿主免疫系统识别移植物抗原，产生针对移植物的免疫应答（排斥反应）。(二)移植物抗宿主反应（GVHR，graft versus host reaction）： 移植物含有大量免疫活性细胞，针对宿主组织
16、器官产生免疫应答，造成免疫损伤，为GVHR。,49,六、临床常见的HVGR及效应机制:,1、超急性排斥反应: 数小时 受体预先存在抗供体移植物的抗体。体液免疫为主 如供者ABO血型抗原、血小板抗原，血管内凝血 ， 2、急性排斥反应: 1W3个月 临床表现：发热疼痛、全身不适，移植物肿大、功能突然减退。 主要原因： Th1迟性性超敏反应，移植物抗原刺激并激活受者T淋巴细胞，产生大量致敏淋巴细胞，直接或通过释放淋巴因子杀伤靶细胞，排斥移植物。 另，CTL，M，NK 3、慢性排斥反应: 半年数年 血管慢性排斥 （机制不清）,50,七、延长移植物存活的措施:,(一)供者要求: 1、血型相同; 2、供者
17、淋巴细胞不受受者血清抗体攻击; 3、HLA尽可能同; 4、性别 “交叉配型”，两组单向混合淋巴细胞培养(二)移植物预处理: 1、实质性器官：要冲洗，去掉“过路” cell 2、骨髓：+抗T细胞Ab+补体 ：去T cell,51,(三)抑制受者免疫应答:,1、免疫抑制剂的使用: 化学制剂: 糖皮质激素、环磷酰胺、环胞霉素A、 FK-506 生物制剂: 抗淋巴细胞球蛋白ALG，抗CD3/4/8 单抗 中草药类免疫抑制剂：雷公藤，冬虫夏草 2、清除预存抗体: 血浆置换 3、建立免疫耐受: 先输入供者WBC 受者ICC增殖(幼稚LC) 杀死,(四)移植后的免疫监测: 1、LC亚群百分比和功能 2、CK测定 3、细胞毒性抗体/补体 4、移植物活检: DR Ag 、CD8+ 、CK,52,八、免疫赦免区:,免疫赦免区：机体内，易于接受同种或异种组织器官移植的部位. i.e. 角膜、眼前房、软骨、脑、胎盘滋养层、 内分泌腺等.原因: 1、缺少输入血管和淋巴管: i.e. 角膜，血循环中LC不易达角膜; 2、特殊屏障作用: BBB、血-睾屏障; 3、某些组织免疫原性弱：软骨。 4、高表达FasL,
