MHC与移植免疫课件

MHC&移植免疫

A.D.4Romanchurch

Historyoftransplantation年代学者主要贡献1900Landsteiner*(1930)确定人红细胞主要的同种抗原1912Carrell*器官移植1948Snell和Gorer发现小鼠H-2系统及其与组织移植的关系1953Snell*(1980)H-2系统由K、D两个位点组成1958Dausset*(1980)发现第一个人类白细胞抗原（Mac）1962VanRood鉴定出一个新的等位基因系统，即HLA-B座位1969Amos发现HLA-D座位1967Benacerraf*(1980)和McDevitt发现并证明Ir基因存在于MHC中1970Sandberg鉴定出HLA-C座位1975Doherty*(1996)小鼠H-2D、K抗原对Tc杀伤病毒感染细胞的限制作用1978RosenthalIr基因产物Ia抗原参与Mφ-T相互作用1978Zinkernagel*(1996)MHC对T细胞发育分化的影响1987Tonegawa*Ig的基因结构1990Murray和Thomas*肾移植和骨髓移植*诺贝尔奖获得者，括号内为获奖年代TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1990"fortheirdiscoveriesconcerningorganandcelltransplantationinthetreatmentofhumandisease"

JosephE.Murray

E.DonnallThomasUSAUSA

BrighamandWomen'sHospital

Boston,MA,USAb.1919

FredHutchinsonCancerResearchCenter

Seattle,WA,USAb.1920

将正常的组织或器官从一个机体转移到另一机体替代受损或失去功能的组织或器官；或将正常的组织从自体某一部位转移到另一部位，借以维持或重建机体的生理功能的方法。供体（donor）：提供移植物（graft)的个体受体（recepient):接受移植物的个体

什么是移植（Transplantation)移植的种类：自身移植（autograft)：自身皮肤移植自身骨髓移植同基因移植(syngeinicgraft)：

同卵双生间的移植同系动物间的移植同种异体移植(allograft)：

同一物种不同个体间的移植异种移植(xenograft)：

不同种动物间的移植Differentkindsoftransplantation移植排斥(transplantationrejection)

器官或组织的来源

器官或组织移植面临的主要问题移植排斥(transplantationrejection)特点

移植排斥具有记忆性移植排斥由淋巴细胞引起具备了特异性免疫应答的特点移植是一种特异性免疫应答

20世纪40年代已确定，小鼠近交系之间皮肤移植物的排斥由分布在不同染色体上的多个基因决定。代表个体特异性的同种抗原称为移植抗原或组织相容性抗原。主要组织相容性抗原系统(MHS):引起强而迅速排斥反应的抗原次要组织相容性抗原系统(MHs):引起弱而慢的排斥反应的抗原HLA基因复合体位于人第六号染色体短臂6p21.31。第二节人类MHC-HLA复合体的基因组成

ClassIIClassIIIClassI

DPDQDRC4BC4AB1C2HSPTNFBCADEF

RINGDPDMLMP2LMP7DQDR

B2A2B1A1ABTAP1TAP2B2A2B3B1A1B*AClassIIClassIIIClassI第六对染色体HLA结构极其复杂，表现为多基因性和多态性多基因性（polygene)

：同一个体中HLA复合体基因座位在数量和结构上的多样性HLA复合体可分为三个区，分别编码I、II、III类基因HLA-I类基因集中在远离着丝点的一端，HLA-E:---NK细胞抑制性受体CD94/NKG2的配体---与病毒逃逸及母胎界面的免疫耐受有关HLA-G:---NK细胞抑制性受体KIR、LIR的配体---与母胎界面的免疫耐受有关

ClassIIClassIIIClassI

RINGDPDMLMP2LMP7DQDR

B2A2B1A1ABTAP1TAP2B2A2B3B1A1B*AHLA-II类基因在复合体中位于近着丝点一端，包括经典的DP、DQ、DR三个基因家族和与免疫相关的DM(DO)、TAP、LMP。每个家族包括A和B两类基因座，分别编码HLA-IIa和b链。HLA-III类基因:免疫相关基因（补体基因、TNF基因）；免疫无关基因1、单倍型遗传方式单倍型：连锁在同一条染色体上HLA等位基因的组合。TheinheritanceofMHCgenesMHCproductsexpressedoncells3、高度多态性现象多态性：是指在一随机分配的群体中，染色体同一基因座位有两种以上基因型，即可能编码两种以上的产物。位于一对同源染色体上对应位置的一对基因称为等位基因。由于群体中的突变，同一座位所可能出现的基因系列称为复等位基因，这是HLA高度多态性的最主要原因。PolymorphismofMHCantigens(basedonphenotype)PolymorphismofMHCgenes

(basedonDNAsequence/PCR)4、连锁不平衡基因频率：是指群体中携带某一等位基因的个体数目与携带该基因座位各等位基因个体数目总和的比例。由于HLA复合体的各座位是紧密连锁的，若各座位的等位基因随机组合构成单元型，则某一单元型别的出现频率应等于组成该单元各基因频率的乘积。某些基因比其他基因能更多或更少地连锁在一起，从而出现连锁不平衡。二、HLA分型技术1、血清学分型技术—补体依赖细胞毒实验2、细胞分型技术----混合淋巴细胞培养3、DNA分型技术1.血清学分型技术

微量淋巴毒技术：即补体依赖性细胞毒试验（CDC）将受者血清同供者淋巴细胞混合，孵育一定时间再加入补体，孵育后加入锥蓝染色观察结果

用于器官移植前判断受者对供者有无预存抗体。分为微量法和半微量法。。2、细胞学分型技术-混合淋巴细胞反应（MLR）法两种方法：双相混合淋巴细胞培养和单相混合淋巴细胞培养。双相混合淋巴细胞培养：受者的淋巴细胞+供者淋巴细胞细胞增殖增殖程度与两个个体组织相容性不配合的程度成正比，即为双相混合淋巴细胞培养。单相混合淋巴细胞培养：如果一方是先用丝裂霉素Ｃ或致死量射线处理，使其失去应答力，但仍保持刺激能力，把未处理的淋巴细胞和经上述处理的淋巴细胞一起培养的方法即为单相混合淋巴细胞培养3、DNA分型技术——PCRPCR－单链构象多态性（singlestandconformationpolymorphismSSCP）

PCR-限制性片段长度多态性（restrictionfragmentlengthpolymorphismRFLP）PCR-序列特异性寡核苷酸探针（sequencespecificoligonucleitideprobesSSOP）

第三节HLA抗原的结构和分布一、HLA-I类分子由α链和β2m组成分布于所有有核细胞表面分为多肽结合区、免疫球蛋白样区、跨膜区和胞内区。NH2AlloantigenicsitesCHONH2COOHCOOHPα1α2α3β2OHPlasmamembraneDisulfidebridgePapaincleavageCytoplasmNH21、2区：抗原肽结合区T细胞识别部位---多态性部位3：CD8分子识别部位2m：增强I类抗原的表达和稳定性二、HLA-II类分子PlasmamembraneCytoplasmCHOCHOCHONH2NH2COOHCOOHα1α2β2β1由由α链和β链组成的异源二聚体同样分四个区仅表达于淋巴样组织中的各种细胞表面，如APC细胞、胸腺上皮细胞和人的活化T细胞1、1区：抗原肽结合区---T细胞识别部位---多态性部位2区：CD4分子识别部位三、HLA分子-抗原肽复合物MHC基因及其产物的极端多样性，造成不同MHC分子结构上的差异，这些差异主要集中于MHC分子的肽结合槽，从而决定了特定型别的MHC分子和抗原肽的结合具有一定的选择性。MHC分子高亲和力与抗原肽结合成为复合物，这是保证MHC分子有效提呈抗原的重要前提。VariabilityForPolymorphism

VariabilityForPolymorphism

MHC分子-抗原肽复合物的特征1）MHC分子抗原结合凹槽与抗原肽结合的特点与MHC结合成复合物的抗原肽往往带有两个或两个以上的关键氨基酸（锚着残基，anchorresidue)专司和MHC分子肽结合槽中的多肽结合基序相结合，二者具有一定的特异性。NH2抗原肽凹槽铆钉侧链MHC-II分子C00H2）MHC分子提呈抗原肽的相对选择性MHC分子对抗原肽识别和递呈的包容性：MHC分子对抗原肽的识别并非严格的专一性，而是一种MHC分子可识别并结合带有特定共同基序的一群肽段，由此显示二者相互作用中的包容性。第四节HLA的生物学功能一、对蛋白质抗原的处理与加工二、调节免疫应答：1、形成MHC-抗原肽-TCR复合物，启动免疫应答2、MHC限制性：免疫细胞间相互作用时，除细胞受体识别相应抗原决定簇外，细胞间还必须识别相应的MHC分子3、MHC分子是T细胞活化的协同刺激分子：4、调节免疫应答强弱三、参与T细胞的分化四、诱导同种免疫应答第五节移植免疫学一、移植排斥的免疫机制同种异体移植免疫机制

同种异体器官移植免疫机制-宿主抗移植物同种异体骨髓移植免疫机制-移植物抗宿主（一）同种异体器官移植免疫机制

引起排斥反应的抗原—

MHC抗原：引起快而强的移植排斥反应。

HLA-A、B和DR抗原与移植排斥的关系最为密切供受者间MHC抗原一致程度越高，移植成功的机会就越大，反之排斥反应越强。

mHC抗原：引起弱而慢的排斥反应。

内皮细胞抗原：主要是血管内皮细胞表面的抗原，引起超急性或急性排斥反应。

血型抗原：主要是表达在血管壁上的血型抗原,可引起超急性排斥反应。

2、T细胞对异型MHC分子的识别直接识别：受体T细胞直接识别供体细胞表面的同种异型抗原即供体的完整MHC，从而诱发免疫反应。这种途径在排斥反应的早期阶段起主要作用，引起

急性细胞排斥反应。大约5％－10％的外周T细胞参与了这一途径。间接识别：受体T细胞识别由受体APC加工处理后的供体MHC，对免疫反应起放大和维持作用在慢性排斥反应中起重要作用。

供体受体受体同种异型MHC抗原的直接和间接识别的比较__________________________________________________

直接识别间接识别

__________________________________________________被识别分子的形式完整的同种异型MHC分子经处理的同种异性MHC分子来源的肽抗原递呈细胞（APC）供者APC受者APC被激活的T细胞CD8+T为主CD4+Th为主排斥的强烈程度强烈较弱主要的作用引起急性排斥与慢性排斥有关对环孢菌素A的敏感性敏感不敏感MHC限制性不受MHC限制受MHC限制

_________________________________________________________

3、同种异体移植排斥的效应机制

按机制分：细胞免疫：同种异体反应性的CD4、CD8细胞体液免疫：特异性的抗体按发病疾患和病程分类

超急性排斥反应：抗体介导的体液免疫急性排斥反应：细胞免疫和体液免疫慢性排斥反应：细胞和体液免疫

同种异型移植排斥反应的类型和效应机制

排斥类型效应机制病理变化

超急性排斥移植前已经存在的抗血型抗原的抗体 血管内凝血与血管内皮细胞相应抗原结合,激活补体系统和凝血系统急性排斥急性体液性排斥抗MHC分子抗体和抗内皮细胞表面 急性血管炎分子抗体结合相应抗原，激活补体系统致血管损害为主，兼有炎症性CD4+T细胞效应机制的参与，导致血管炎

急性细胞性排斥以CD8+CTL的细胞毒效应机制为主， 急性间质炎兼有炎症性CD4+T细胞/巨噬细胞效应机制参与，导致间质细胞损害慢性排斥急性排斥细胞坏死的延续和结果；炎症性间质纤维化， CD4+T细胞/巨噬细胞相关的慢性炎症移植物内血管硬化 反复多次抗体或细胞介导的内皮损害，血管壁增厚和间质纤维化

(二)移植物抗宿主反应移植物抗宿主反应(graft-versushostreaction,GVHR)骨髓或胸腺移植后，移植物中的免疫细胞对宿主MHC抗原发生的免疫应答。移植物抗宿主性疾病（graft-versus-hostdisease，GVHD）骨髓或胸腺移植后，移植物中的免疫细胞对宿主MHC抗原发生免疫应答并对机体造成宿主的损伤，引起疾病，移植物抗白血病效应（graft-versusleukemia,GVL)GVHD的发生机制1、细胞免疫为主移植骨髓中成熟T淋巴细胞可介导急性GVHD和慢性GVHD，去除或抑制T细胞可显著降低GVHD的发生率。CD4+T细胞识别HLAⅡ类抗原，激活后分泌细胞因子如IL-2,4,5,6和IFN-γ等刺激Ｔ细胞增殖，引起炎症浸润及移植物中新的MHC的表达，造成免疫损伤。CD8+T细胞识别HLAⅠ类抗原，成熟为细胞毒细胞而杀伤移植物。2、体液免疫参入了GVHD的发生Ｂ细胞激活后产生的抗体依赖性细胞毒作用、补体依赖性细胞毒作用急性GVHD：发生在移植后3～4周主要表现为发烧、皮疹、小肠结肠炎、肝功能紊乱，严重者肠粘膜脱落，间质性肺炎，对深部真菌的易感性增高，最终可因感染死亡。慢性GVHD

可发生在急性GVHD后，也可无急性GVHD病史，一般在3个月内发病，也可在6～12个月才发病。临床表现包括硬皮样病变、慢性肝病、干燥综合征等。病人血清中可检出低水平的抗核抗体、线粒体抗体及类风湿因子。Liver

AcuteGVHDNormalliver

ChronicGVHD二、移植排斥的预防和治疗(一）组织配型器官移植组织配型的主要目的是：①测定供-受者间ABO血型和HLA(A、B、DR）的匹配程度。②分析受者血清抗供者特异性抗体的存在

（二）免疫抑制疗法

X线照射免疫抑制药清除T细胞或抑制T细胞活化三、临床常见的器官移植

（一）肾移植（二）肝移植（三）心脏移植（四）胰腺移植（五）骨髓移植（一）肾移植自1954年同种异体肾移植获得成功以来，至1998年止全世界已施行了同种异体肾移植473597例，而且每年还以3万例次在递增，现在肾移植接近100万例亲属肾受者最长存活已达40年，尸体肾受者达34年，我国自60年代开展尸体肾移植以来，至1999年止亦已施行了近30000例尸体肾移植1年存活率在先进的移植中心已超过85％，病人1年存活率超过95％。肾移植与透析疗法相结合已成为目前对不可逆性慢性肾功能衰