1、病原生物学和免疫学病原生物学和免疫学第第1页页病原生物学和免疫学病原生物学和免疫学第七版第七版主编主编 肖纯凌肖纯凌 赵富玺赵富玺第第2页页第四十二章第四十二章主要组织相容性复合体及其主要组织相容性复合体及其编码分子编码分子吉林医药学院吉林医药学院 李妍李妍 第第3页页1.1.组织相容性：组织相容性：是在个体间进行器官或组织移植时，供体与受是在个体间进行器官或组织移植时，供体与受体双方相互接收程度。体双方相互接收程度。2.2.组织相容性抗原：组织相容性抗原：(Histocompatibility antigen(Histocompatibility antigen）移植排斥反应属于免疫反应，它
2、是由细胞表面移植排斥反应属于免疫反应，它是由细胞表面同种异型抗原诱导。这种代表个体特异性同种抗同种异型抗原诱导。这种代表个体特异性同种抗原称为原称为组织相容性抗原。组织相容性抗原。（或引发器官移植排斥（或引发器官移植排斥反应抗原，又称反应抗原，又称移植抗原移植抗原）前前 言言第第4页页3.3.主要组织相容性复合体主要组织相容性复合体（major histocompatibility complexmajor histocompatibility complex，MHCMHC）是脊椎动物某一染色体上编码主要组织相容性是脊椎动物某一染色体上编码主要组织相容性抗原、控制细胞间相互识别、将抗原信息提呈
3、给抗原、控制细胞间相互识别、将抗原信息提呈给CD4+T细胞、调整免疫应答一组紧密连锁含有细胞、调整免疫应答一组紧密连锁含有高高度多态性基因群度多态性基因群。第第5页页第一节第一节人类人类MHC结构和遗传特征结构和遗传特征MHCMHC结构十分复杂，显示多基因性和多态性。结构十分复杂，显示多基因性和多态性。多基因性：多基因性：指复合体由多个指复合体由多个紧密相邻基因座位紧密相邻基因座位所组成，编码产所组成，编码产物含有相同或相同功效。物含有相同或相同功效。MHCMHC基因分类：位于基因分类：位于6 6号染色体短臂号染色体短臂1.1.经典经典类基因类基因和和经典经典类基因类基因，它们产物含有抗，它们
4、产物含有抗原提呈功效，显示极为丰富多态性，直接参加原提呈功效，显示极为丰富多态性，直接参加T T细细胞激活和分化，参加调控适应性免疫应答。胞激活和分化，参加调控适应性免疫应答。2.2.免疫功效相关基因免疫功效相关基因第第6页页一、经典一、经典MHCMHC类基因和类基因和类基因类基因第第7页页多多 基基 因因 性性第第8页页二、二、多态性多态性基本概念基本概念 多态性是指在一随机婚配群体中，染色体同一基多态性是指在一随机婚配群体中，染色体同一基因座位有两种以上基因型，即可能编码二种以上产物。因座位有两种以上基因型，即可能编码二种以上产物。MHCMHC复合体是已知人体最复杂基因复合体，有高度多复合
5、体是已知人体最复杂基因复合体，有高度多态性，其原因有二：态性，其原因有二：1 1、复等位基因、复等位基因 MHCMHC每一个基因座位都存在为数众多复等位基因，每一个基因座位都存在为数众多复等位基因，因为各个基因座位组合是随机，所以因为各个基因座位组合是随机，所以MHCMHC基因型可基因型可10108 8，这是，这是MHCMHC多态性主要原因。多态性主要原因。2 2、共显性、共显性每个细胞表面表示父系和母系两种每个细胞表面表示父系和母系两种HLAHLA分子。分子。第第9页页第第10页页三、三、连锁不平衡连锁不平衡和和单体型单体型 因为因为MHCMHC复合体各座位是紧密连锁，按随机分复合体各座位是
6、紧密连锁，按随机分配规律，两个等位基因同时出现在一条染色体上配规律，两个等位基因同时出现在一条染色体上几率应该是两个等位基因各自出现频率乘积。但几率应该是两个等位基因各自出现频率乘积。但实际上，实际上，MHCMHC各基因并非完全随机地出现，此即连各基因并非完全随机地出现，此即连锁不平衡锁不平衡(linkage disequilibriumlinkage disequilibrium)，即，即两个或两个两个或两个以上基因座位等位基因同时出现在一条染色体上以上基因座位等位基因同时出现在一条染色体上几率高于随机出现频率。几率高于随机出现频率。单体型单体型(haplotype):(haplotype)
7、:染色体上染色体上MHCMHC不一样座位不一样座位等位基因特定组合。等位基因特定组合。第第11页页第二节第二节 HLAHLA分子结构、分布与功效分子结构、分布与功效第第12页页13 I-I-类基因类基因:HLA-AHLA-A、B B、C CII-II-类基因类基因:HLA-DPHLA-DP、DQDQ、DRDRIII-III-类基因类基因M MH HC C(H HL LA A复复合合体体)HLA-IHLA-I类分子类分子HLA-IIHLA-II类分子类分子第第13页页 I I和和IIII类类MHCMHC分子均由分子均由2 2条链非共价结合而成。条链非共价结合而成。a a链均为跨膜蛋白。链均为跨膜
8、蛋白。MHC-IMHC-I链是可溶性链是可溶性2 2m m，IIII类分子类分子链为链为跨膜蛋白。跨膜蛋白。从功效上能够将从功效上能够将MHCMHC分子分为抗原肽结合单分子分为抗原肽结合单位、位、IgIg样单位和跨膜单位。样单位和跨膜单位。第第14页页一、一、HLAHLA抗原抗原组织分布组织分布类抗原分布：类抗原分布：广泛分布于体内广泛分布于体内各种有核细胞表面各种有核细胞表面（成熟红细胞、（成熟红细胞、神经细胞、成熟滋养层细胞不表示）。神经细胞、成熟滋养层细胞不表示）。类抗原分布：类抗原分布：专职抗原提呈细胞（专职抗原提呈细胞（APCAPC，包含，包含B B细胞、单核细胞、单核/巨噬、巨噬、
9、树突状细胞）、胸腺上皮细胞、活化树突状细胞）、胸腺上皮细胞、活化 T T细胞表面。细胞表面。第第15页页二二 、HLAHLA抗原分子结构抗原分子结构 MHC-IMHC-IIa2a3 a1 12 2ma1a2 抗原肽抗原肽 结合单位结合单位 IgIg样单位样单位跨膜单位跨膜单位第第16页页1 1、HLA-HLA-类分子类分子两条肽链两条肽链链链(重链重链)和和22微球蛋白微球蛋白，形成异二聚体。，形成异二聚体。同内源性抗同内源性抗原肽结合原肽结合与与T T细胞表细胞表面面CD8CD8结合结合参加信号转导参加信号转导第第17页页2 2、HLA-HLA-类分子类分子两条肽链两条肽链链链和和链，形成异
10、二聚体。链，形成异二聚体。同外源性抗同外源性抗原肽结合原肽结合与与T T细胞表细胞表面面CD4CD4结合结合参加信号转导参加信号转导第第18页页三、免疫功效相关基因三、免疫功效相关基因（一）血清补体成份编码基因：（一）血清补体成份编码基因：IIIIII类基因类基因（二）抗原加工提呈相关基因（位于（二）抗原加工提呈相关基因（位于IIII类基因区）类基因区）PSMPSM、TAPTAP、HLA-DMHLA-DM、HLA-DOHLA-DO、TAPTAP相关蛋白基相关蛋白基因等。因等。（三）非经典（三）非经典I I类基因：类基因：HLAHLAE E，HLAHLAF F，HLAHLAG G（四）炎症相关基
11、因：（四）炎症相关基因：TNFTNF，I-B,MHCII-B,MHCI类相关基因（类相关基因（MICA/BMICA/B）,HSP70,HSP70第第19页页四、四、MHCMHC分子和抗原肽相互作用分子和抗原肽相互作用（一）抗原肽和（一）抗原肽和HLAHLA分子相互作用分子基础分子相互作用分子基础锚定位锚定位:抗原肽中带有两个抗原肽中带有两个或两个以上与或两个以上与MHCMHC分子凹槽分子凹槽相结合特定部位。相结合特定部位。锚定残基锚定残基:锚定位氨基酸残锚定位氨基酸残基称为锚定残基。基称为锚定残基。第第20页页（二）抗原肽和（二）抗原肽和MHCMHC分子相互作用特点分子相互作用特点1.1.抗原
12、肽与抗原肽与MHCMHC分子结合含有一定特异性：分子结合含有一定特异性：HLAHLA分子识别抗原肽共同基序而非抗原表位，一分子识别抗原肽共同基序而非抗原表位，一个个HLAHLA分子能够与含有共同基序各种抗原肽结合，也分子能够与含有共同基序各种抗原肽结合，也能够提呈同一抗原分子不一样表位并非展现一对一能够提呈同一抗原分子不一样表位并非展现一对一关系，关系，特异性不高。特异性不高。2.2.个体差异性：个体差异性：不一样不一样MHCMHC分子可选择性地结合含有分子可选择性地结合含有不一样锚定位和锚定残基肽段，造成不一样个体对不一样锚定位和锚定残基肽段，造成不一样个体对同一抗原应答在强度上出现差异，也
13、即同一抗原应答在强度上出现差异，也即对疾病易感对疾病易感性不一样。性不一样。第第21页页3.3.包容性：包容性：一类一类MHCMHC分子识别一群带有特定共同基序肽段。分子识别一群带有特定共同基序肽段。4.4.组成共同基序组成共同基序X X氨基酸可变性氨基酸可变性 一个一个MHC MHC 分子结合各种抗原肽，活化多个抗原分子结合各种抗原肽，活化多个抗原特异特异T T细胞克隆。细胞克隆。不一样不一样MHCMHC分子结合抗原肽，可拥有相同共同基分子结合抗原肽，可拥有相同共同基序。序。第第22页页五、五、MHCMHC生物学功效生物学功效（一）作为抗原提呈分子参加适应性免疫应答（一）作为抗原提呈分子参加
14、适应性免疫应答1.T1.T细胞以其细胞以其TCRTCR实现反抗原肽和实现反抗原肽和MHCMHC分子双重识别。分子双重识别。CD4+CD4+Th-MHCTh-MHC类分子提呈类分子提呈外外源性抗原肽；源性抗原肽；CD8+CD8+CTL-MHCCTL-MHC类分子提呈类分子提呈内内源性抗原肽；源性抗原肽；形成形成MHC MHC 抗原肽抗原肽-TCR-TCR免疫三分子复合体免疫三分子复合体 开启特异性免疫应答。开启特异性免疫应答。MHCMHC限制性：限制性：在免疫应答过程中，只有当相互作用细在免疫应答过程中，只有当相互作用细胞双方胞双方MHCMHC分子一致时，免疫应答才能发生。如：分子一致时，免疫应
15、答才能发生。如：T T细细胞与胞与APCAPC，T T细胞与靶细胞等。细胞与靶细胞等。第第23页页2.2.被被MHCMHC分子结合并提呈成份，能够是本身抗原，甚分子结合并提呈成份，能够是本身抗原，甚至是至是MHCMHC分子本身。分子本身。参加组成本身免疫性参加组成本身免疫性参加对非己参加对非己MHCMHC抗原应答抗原应答参加参加T T细胞在胸腺中选择和分化细胞在胸腺中选择和分化3.MHC3.MHC是疾病易感性个体差异主要决定者。是疾病易感性个体差异主要决定者。4.MHC4.MHC参加组成种群基因结构异质性。参加组成种群基因结构异质性。第第24页页（二）作为调整分子参加固有免疫应答（二）作为调整
16、分子参加固有免疫应答 MHCMHC免疫功效相关基因参加对固有免疫应答调控。免疫功效相关基因参加对固有免疫应答调控。1.1.经典经典基因编码补体成份，参加炎症反应、对病原体基因编码补体成份，参加炎症反应、对病原体杀伤和免疫性疾病发生。杀伤和免疫性疾病发生。2.2.非经典非经典I I类基因类基因调控调控NKNK细胞活性。细胞活性。3.3.炎症相关基因炎症相关基因开启和调控炎症反应，并在应激反开启和调控炎症反应，并在应激反应中发挥作用。应中发挥作用。第第25页页第三节第三节 HLAHLA与临床医学与临床医学一、一、HLAHLA与器官移植与器官移植 同卵双生同胞间同卵双生同胞间HLAHLA单倍型完全匹
17、配；单倍型完全匹配；家庭组员间两条家庭组员间两条HLAHLA单倍型全相同者移植成功率大单倍型全相同者移植成功率大于仅于仅1 1条单倍型相同者间移植。条单倍型相同者间移植。二、二、HLAHLA分子异常表示与疾病：分子异常表示与疾病：1 1、HLA-HLA-类分子表示异常：肿瘤细胞低或不表示类分子表示异常：肿瘤细胞低或不表示HLA-HLA-类分子类分子,以逃防止疫杀伤。如以逃防止疫杀伤。如60%60%大肠癌细胞无大肠癌细胞无HLA-HLA-类分子表示。类分子表示。2 2、HLA-HLA-类分子表示异常：正常胰岛细胞无类分子表示异常：正常胰岛细胞无HLA-HLA-类类分子表示，经分子表示，经-干扰素
18、或病毒刺激而表示，递呈本身干扰素或病毒刺激而表示，递呈本身抗原，活化本身反应性抗原，活化本身反应性T T细胞，造成细胞，造成型糖尿病。型糖尿病。第第26页页三、三、HLAHLA和疾病关联和疾病关联第第27页页四、四、HLA与亲子判定和法医学与亲子判定和法医学 亲子判定亲子判定 对死亡者对死亡者“验明正身验明正身”第第28页页小小 结结 人人HLA系统显示了复杂多基因和多态性系统显示了复杂多基因和多态性,由经典由经典HLA基因和免疫相关基因组成。经典基因和免疫相关基因组成。经典HLA 功效主要是装载和提呈抗原肽供功效主要是装载和提呈抗原肽供T细胞细胞识别，开启适应性免疫应答。免疫相关识别，开启适应性免疫应答。免疫相关 MHC基因主要参加固有免疫应答和免疫调基因主要参加固有免疫应答和免疫调整。整。HLA基因分型已在法医学上被广泛地用基因分型已在法医学上被广泛地用于亲子判定和身份判定，并与各种疾病亲密于亲子判定和身份判定，并与各种疾病亲密相关。相关。第第29页页
