医学免疫学djp-MHC移植免疫七年制

1、1汕头大学医学院微生物与免疫教研室汕头大学医学院微生物与免疫教研室 代 剑 平 2器官移植（骨髓移植）器官移植（骨髓移植）与与HLA配型配型332112123抗原结合槽抗原结合槽2微球蛋白微球蛋白巨噬细胞巨噬细胞细菌细菌支架支架细菌细菌分解分解44第一部分：第一部分： MHC及其编码分子及其编码分子p 主要组织相容性复合体主要组织相容性复合体(MHC)的的概念概念p HLA（人人MHC ）的的基因结构基因结构及及遗传特点遗传特点（基因水平基因水平）p HLA分子结构分子结构及生物学及生物学功能功能（蛋白质水平蛋白质水平）p HLA与与临床临床医学医学5主要主要组织相容性组织相容性复合体复合体：

2、（基因水平）（Major histocompatibility complex，MHC）：是一组一组决定移植组织移植组织是否相容是否相容、与免疫应答免疫应答密切相关、紧密连锁紧密连锁的基因群基因群。主要主要组织相容性组织相容性抗原抗原：排斥反应：排斥反应- 快、强烈快、强烈次要次要组织相容性组织相容性抗原抗原：排斥反应：排斥反应- 慢、较弱慢、较弱MHC命名：Human : HLA (human leukocyte antigen,人类白细胞抗原人类白细胞抗原 )Mice : H-2Rat : RT1Rabbit : RLASwine : SLAChimpanzee（黑猩猩）: ChLA（12

3、8个）概念：孟德尔:摩尔根：连锁和互换定律6 1930-1940, 不同近交系近交系小鼠小鼠间进行皮肤皮肤(肿瘤肿瘤)移植移植试验， 发现排斥现象排斥现象。 排斥现象排斥现象由细胞表面 的某些蛋白质某些蛋白质（抗原）决定 同种异型抗原、移植抗原/组织相容性抗原 组织相容性抗原由多基因多基因控制控制： H-1、 H-2、 H-3. H-21 其中，位于Chromosome 17的H-2 ，起主要作用。 把H-2称“主要组织相容性复合体Major histocompatibility complex” ，后简称 MHC。 主要组织相容性抗原： H-2 次要组织相容性抗原： H-1、 H-3. H-

4、217MHC IIMHC II类分子类分子 链 链2微球蛋白微球蛋白第15号染色体4个组合：A1B1，A1B2 A2B1，A2B2NK，MHC I类链相关分子2-m母胎耐受8细胞核细胞核内内 质质 网网抗原的加工与提呈抗原的加工与提呈HLA-DO9MHC功能: 提呈抗原肽，激活T细胞，适应性免疫 自然条件下，能发生组织器官的 移植吗？现代分类：免疫相关基因：包括传统的III类基因和新发现的基因经典的I类基因和经典的II类基因：参与抗原的加工提呈有丰富的多态性主要参与固有免疫，也参与抗原的加工提呈，有限的多态性2类10Length: 3600 kbClassical MHC genes: 共有2

5、24个基因座，其中96个假基因，128个功能基因。2微球蛋白，第15号染色体细胞因子、补体等抗原的加工重复一次：112-m微球蛋白，第15号染色体细胞因子、补体等12HLA-I: 经典经典： HLA-A, HLA-B, HLA-C (a chain，重链) 非经典非经典: HLA-I like gene: E/F/G 假基因 : H/JHLA-II: 经典经典： HLA-DR, HLA-DQ , HLA-DP 非经典非经典: : DM, DO, TAP, LMP 假基因: DPA2, DPB2, DQA2 HLA-III: （immune-response related genes）基因分类

6、基因分类编码补体编码补体：C4、C2、B 炎症相关蛋白炎症相关蛋白：TNF：LTA/B（淋巴毒素）： NF-B： HSP70：MIC：NK，MHC I类链相关分子 131 1 经典经典MHCMHC基因基因 经典经典MHC IMHC I类相关基因类相关基因 HLA-HLA-A A、B B、C C 分别编码对应的三个分子的分别编码对应的三个分子的链链， 功能功能：提呈：提呈内内源性抗原。源性抗原。 经典经典MHC IIMHC II类相关基因类相关基因 HLA-HLA-DPDP、DQDQ、DRDR 每一亚区含有两个或多个每一亚区含有两个或多个A/BA/B基因座基因座， 分别编码对应分子的分别编码对应

7、分子的/链链， 功能功能：提呈：提呈外外源性抗原。源性抗原。抗原结合槽抗原结合槽14外显子，CDS编码序列15II类类III类类I类类2 免疫功能相关基因免疫功能相关基因：分：分4类类抗原的加工、提呈相关基因；补体成分基因；炎症相关基因；非经典I类基因16（一）抗原的（一）抗原的加工加工、提呈提呈相关基因相关基因1. 1. PSMBPSMB8 8、PSMBPSMB9 9 (proteasome subunit beta type,PSMB)(proteasome subunit beta type,PSMB)： 蛋白酶体蛋白酶体亚单位亚单位； 旧称旧称LMP2LMP2和和LMP7LMP7， 参

8、与参与内源性抗原内源性抗原的酶解的酶解。2. 2. TAPTAP（transporter associated with antigen processing, TAP)transporter associated with antigen processing, TAP)： 抗原加工相关转运物抗原加工相关转运物； TAP1TAP1和和TAP2TAP2：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, 使其从细胞质进入内质网并与MHC I 类分子结合。3. HLA-DM3. HLA-DM：参与外源性抗原的加工提呈。4.4. HLA-DO:HLA-DO: 是DM功能负调蛋白，可抑制DM

9、。 5. TAP5. TAP相关蛋白：相关蛋白：（参考下一张（参考下一张ppt）17细胞核细胞核内内 质质 网网抗原的加工与提呈抗原的加工与提呈HLA-DO18（二）（二）编码血清编码血清补体成分补体成分的基因的基因: : C2、C4、Bf（三）（三）炎症相关炎症相关基因基因: : TNF, HSP70, MIC：与NK细胞活性有关（四）（四）非经典非经典I I类基因类基因: : HLA-E、F、G（I类区） HLA-EHLA-E：在：在羊膜羊膜和和滋养层细胞滋养层细胞高表达，在高表达，在病毒逃避病毒逃避 免疫监视免疫监视、母胎耐受母胎耐受起重要作用起重要作用 HLA-GHLA-G：分布在母胎

10、界面：分布在母胎界面绒毛外滋养层细胞绒毛外滋养层细胞，在，在母母 胎耐受胎耐受中发挥功能中发挥功能 19HLA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 20复等位基因复等位基因: : 在在群体群体中，中，一个基因座位一个基因座位上存在上存在3 3个以上个以上不同不同等等位基因位基因的现象。的现象。多态性多态性（polymorphismpolymorphism）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 表现型：A型血 BB、Bi B型血 AB AB型血 ii O型血同一座位，如3个显性：6种 21HLA各类基因复等位基因复

11、等位基因数量（数据来源： http:/www.ebi.ac.uk/ipd/imgt/hla/stats.html ，2013年7月）复等位基因复等位基因: :是导致是导致HLAHLA复合体高度多态性复合体高度多态性的主要原因的主要原因 22共显性共显性（co-dominantco-dominant）：）： 两条同源染色体对应的每一个等位基因均为显性基因。如：ABAB型血型血每个人细胞表面： 六对六对12种种经典I类和II类 HLA分子HLA 基因分型：基因分型： 用PCR等技术，测定每个人 的“六对六对12种种经典I类和II类 HLA分子”的DNA/氨基酸 序列（主要是抗原结合槽抗原结合槽），

12、 得到属于该个人的12种种I类、 II类分子的编码基因（序列）。236530041848器官移植亲子鉴定抗原结合槽抗原结合槽 （12）23651848300423单体型单体型(haplotype)单体型：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（组合）；也称单倍型或单元型。单体型遗传：在遗传过程中，在遗传过程中，MHC单体型（多个基因形成一个组合）单体型（多个基因形成一个组合）作为作为一个一个完整完整的的遗传单位遗传单位由由亲代亲代传给传给子代子代，很少很少发生发生同源染色体同源染色体间的间的交换交换，即为即为单体型遗传。单体型遗传。24完全连锁完全连锁摩尔根连锁和互换定律

13、摩尔根连锁和互换定律 精子精子卵细胞卵细胞A1B8A2B35A2B40A10B1625连锁不平衡连锁不平衡(linkage(linkage disequilibrium)disequilibrium) ：在某一某一群体中，不同座位上某两个等位基因出现在同一条同一条染色体上的频率高于“期望频率期望频率”。B8A11A1B2717%11%若随机组合，则出现Al-B8型的“期望频率”为17%11%1.9% 但实际观察到的Al-B8型实际频率是8.8%Al-B8处于连锁不平衡 （基因连锁的结果基因连锁的结果）完全不基因连锁完全不基因连锁/ /自由组合自由组合26MHCMHC分子结构及生物学功能分子结构

14、及生物学功能27MHCMHC类分子：类分子：重链重链：11、22、3 3 轻链轻链：2m 肽结合区（抗原结合槽）：1、2；可结合8-11个氨基酸残基分布分布：所有所有有核细胞表面MHC分子结构：分子结构：蛋白质水平蛋白质水平特别注意！特别注意！T细胞CD8识别33结构域结构域28MHC MHC 类分子：类分子：链链：1、2链链：1、2 肽结合区（抗原结合槽） ：1、1可结合10-30个氨基酸残基分布分布：DC、M、B细胞等APC（抗原提呈细胞）以及活化的T细胞表面T细胞CD4识别2结构域结构域29抗原结合槽基因MHC限制性限制性30HLAHLA与与抗原肽抗原肽的相互作用的相互作用： HLA的抗

15、原结合槽与抗原肽特异结合的部位部位，称锚定位锚定位（anchor anchor positionposition）。 抗原肽中，与锚定位结合的氨基酸残基称为锚定残基锚定残基 (anchor (anchor residue)residue)。细菌、病毒.人人 抗原结合槽抗原结合槽31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，这个“相同或相似序列”被称为共同基序共同基序（consensus motif）。锚定残基锚定残基中中不变不变的的氨基酸序列氨基酸序列236530041355L：亮氨酸R：精氨酸F：苯丙氨酸32作为抗原提呈分子参与获得性免疫应答（4方面

16、）MHC的生物学功能 1 加工和提呈抗原： （见后）（见后） 2 TCR对抗原肽和MHC分子的双重双重识别： （见后）（见后） 3 参与T细胞细胞在胸腺胸腺中的选择分化选择分化： 参与T细胞分化过程，阳性选择、阴性选择阳性选择、阴性选择4 是不同个体抗病能力差异个体抗病能力差异的主要决定者主要决定者： 33331 加工和提呈抗原： MHC I 类类分子提呈分子提呈内内源性抗原源性抗原 MHC II 类类分子提呈分子提呈外外源性抗原源性抗原病毒病毒34342 TCR对抗原肽抗原肽和MHC分子分子的双重双重识别： 实现实现T细胞在抗原识别和发挥效应中的细胞在抗原识别和发挥效应中的MHC限制性限制性

17、21122m链123链链链CD4+ T细胞CD8+ T细胞35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（C2C2，C4C4，B B），参与补体反应的调控。2 非经典MHC类分子（MICMIC）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（TNFTNF，LTLT，I IB B，HSP70HSP70）参与启动和调控炎症反应，并在应激反应中发挥作用。36HLA与临床医学 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 37nHLA和疾病关联 带有某些特定HLA等位基因或单体型的

18、个体，易患某种疾病（阳性关联）或抗某种疾病（阴性关联）。1355300438nHLA与法医学鉴定的关系n个体认定，亲子鉴定 无亲缘关系个体，HLAHLA等位基因完全相同完全相同的概率几乎为零。39第二部分：第二部分：40一、移植的类型:n1、自体移植、自体移植(autologous graft)n2、同系移植、同系移植(isograft or syngraft):单卵双生n3、同种异体移植同种异体移植(allogenic graft)：n4、异种移植、异种移植(xenograft)单卵双生不发生“排斥”41二、移植物的种类:n1、组织、组织: 角膜角膜、骨、软骨、筋膜、血管、骨、软骨、筋膜、血

19、管 （易长期存活易长期存活） n2、器官、器官: 皮肤皮肤、肾肾、肝肝、心心n3、细胞、细胞: 骨髓骨髓 前胰岛细胞前胰岛细胞42三、移植抗原抗原及分类: 主要主要组织相容性组织相容性抗原抗原(MHC Ag): 次要次要组织相容性抗原组织相容性抗原(mHC): 引起引起慢慢而而弱弱的排斥应答的排斥应答. （性别性别相关相关mHC） 血型血型抗原抗原：ABO血型抗原，血型抗原， 组织特异性组织特异性抗原：抗原：皮肤皮肤和和血管内皮细胞血管内皮细胞最最强强， 其次为其次为肾肾， 肝脏肝脏移植较移植较易成活易成活。移植时，须考虑： 43四、四、移植后，抗原抗原的识别机制的识别机制直接识别直接识别：

20、受者T淋巴细胞 识别供者APC细 胞MHC分子提 呈的抗原肽。间接识别间接识别： 供者的MHC分子被受者APC细胞吞噬、加工、并提呈给受者T淋巴细识别。44五、移植排斥反应的类型n(一)宿主宿主抗抗移植物移植物反应反应（HVGR，host versus graft reaction）： n(二)移植物移植物抗抗宿主宿主反应反应（GVHR，graft versus host reaction）： （器官）（器官）移植物内移植物内含有大量含有大量免疫活性细胞免疫活性细胞45六、临床常见的HVGR及效应机制: 1、超急性超急性排斥反应排斥反应: 数小时数小时 受体预先存在预先存在抗移植物的抗体抗体。体液免疫为主 如：供者ABO血型抗原，血管内凝血 ， 2、急性急性排斥反应排斥反应: 1W3个月个月 临床表现临床表现：发热疼痛、全身不适，移植物肿大、功能突然减退。 主要原因主要原因： 迟性性超敏反应迟性性超敏反应 移植物刺激受者T淋巴细胞，产生大量 致敏淋巴细胞，释放淋巴因子、或直接杀伤靶细胞， 3、慢性慢性排斥反应排斥反应: 半年半年数年数年 血管慢性排斥 （机制不清）主要症状几乎不可避免46七、延长移植物存活的措施:n(一一)对对供者供者要求要