第八章 主要组织相容性复合体及其编码的分子

概述 组织相容性抗原 主要组织相容性抗原 主要组织相容性复合体

1.组织相容性抗原 在不同个体进行组织、器官移植时,由于个体组织的抗原存在差异，易发生排斥反应。 组织相容性抗原（ histocompatibility antigen)或移植抗原：这种代表个体组织特异性的诱发移植排斥反应的同种异型的抗原。

2.主要组织相容性抗原 主要组织相容性抗原（ major histocompatibility antigen,MHA） ：其中引起强烈而迅速移植排斥反应的抗原。 次要组织相容性抗原：其中引起弱而且慢的移植排斥反应的抗原。

3.主要组织相容性复合体 编码组织相容性抗原的基因是位于一条染色体上的一组紧密连锁的基因群，称为主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）。 其产物MHC分子是参与抗原提呈和T细胞激活的关键分子，在免疫应答的启动和免疫调节中发挥重要作用。

小鼠的MHC称H-2复合体，位于第17号染色体上，编码的抗原称为H-2抗原； 人的MHC称为HLA复合体（human leucocyte antigen complex)，位于第6号染色体上，其编码的抗原称为人类白细胞抗原（ human leucocyte antigen， HLA ）。

第一节、MHC结构及其多基因特点 人类MHC 又称HLA复合体（第6号染色体） 编码的蛋白产物为HLA分子

一、经典的HLA-Ⅰ类基因及其产物 HLA-Ⅰ类基因集中在远离着丝点的一端 经典的HLA-Ⅰ类基因包括B、C、A三个座位，其产物是HLA- B、C、A抗原，统称为HLA-Ⅰ类抗原（分子）。 非经典的HLA-Ⅰ类基因包括E、F、G 、H等基因座位

HLA基因结构示意图 DR DQ DP A B C II 类基因区 LMP TAP C4 Bf C2 TNF Hsp III 类基因区 DN DM DO E G F 11 11

二、经典的HLA-Ⅱ类基因及其产物 HLA-Ⅱ类基因位于近着丝点一端 经典的HLA-Ⅱ类基因包括DP、DQ、DR三个亚区，其产物是HLA- DP、DQ、DR抗原，统称为HLA-Ⅱ类抗原（分子）。 非经典的HLA-Ⅱ类基因包括DO、DR两个亚区。

HLA基因结构示意图 DR DQ DP A B C II 类基因区 LMP TAP C4 Bf C2 TNF Hsp III 类基因区 DN DM DO E G F 14 14

三、免疫功能相关的基因 编码补体成分的基因（HLA-Ⅲ类基因区）：C2、C4、Bf LMP（PSMB）和TAP基因：位于DMB和DO B之间，其基因产物参与内源性抗原的处理、呈递 HLA-DM亚区：位于HAL-DP与DQ之间，其产物参与外源性抗原的呈递； HLA-DO亚区：也位于DP与DQ之间，其基因产物为DM分子的负调节蛋白；

HLA基因结构示意图 DR DQ DP A B C II 类基因区 LMP TAP C4 Bf C2 TNF Hsp III 类基因区 DN DM DO E G F 18 18

四、HLAⅠ类和 HLA-Ⅱ抗原分子的结构 HLA-I类和II类分子在结构、组织分布和功能上各有特点。

HLAⅠ类抗原的结构和功能 HLA-I类分子结构： α链: α1,α2,α3,跨膜蛋白 β链: β2m(15号染色体编码)。 α1和α2区----可与 内源性抗原肽结合。 α3---可与T细胞的 CD8分子结合。

外源性抗原 内源性抗原

1、组成：HLA-Ⅰ类分子由α链和β2m组成， 2、抗原肽结合槽： α1、 α2组成肽结合槽，是与内源性抗原肽结合的部位； 3、作用：α3是被CD8分子、识别结合的部位，提呈内源性抗原给CD8 +T淋巴细胞。 4、分布：Ⅰ类分子分布于所有有核细胞表面。

二、 HLAⅡ类抗原的结构和功能 HLA-Ⅱ类分子的结构： α链: α1, α2,跨膜蛋白 β链: β1, β2,跨膜蛋白 α1和β1区----可与外源性抗原肽结合。 2区----可与T细胞的CD4分子结合。

1、组成： HLA-Ⅱ类分子由α链和β链组成。 2、抗原肽结合槽： α1、 β1组成肽结合槽，是与外源性抗原肽结合的部位； 3、作用：β2是被CD4分子、识别结合的部位，提呈外源性抗原给CD4 +T淋巴细胞。 4、分布：Ⅱ类分子分布于专职抗原提呈细胞（APC）上（包括B细胞、DC、单核巨噬细胞） 。

第二节、MHC的多态性 一、多态性的基本概念 1、复等位基因 群体概念，是指在一个群体中，位于一对同源染色体上同一对应基因座位在人群中可能出现的不同基因系列。HLA复合体的每一个基因座位均存在为数众多的复等位基因。

合计(含其他） 基因类别 等位基因数 HLAI类 HLAII类 A B C DRA DRB1/3 DQ A1 B1 DP DPB1 DW 478 805 256 3 527/23 34 73 23 125 117 2641 抗原特异性 28 62 10 24 9 6 26

HLA每一对等位基因均为共显（父、母）在杂合子状态下，同源染色体上的等位基因均表达出相应产物。 由此大大的增加了人群中HLA表型的多态性。 2、共显性 HLA每一对等位基因均为共显（父、母）在杂合子状态下，同源染色体上的等位基因均表达出相应产物。 由此大大的增加了人群中HLA表型的多态性。

二、单倍型遗传 在同一条染色体上紧密连锁的HLA诸基因座位上等位基因的组合称为单倍型。HLA复合体在一条染色体上的等位基因很少发生同源染色体之间的交换，通常是作为一个完整的遗传单位由亲代传给子代，此即单倍型遗传。

三、连锁不平衡 HLA复合体的各个等位基因均有各自的基因频率。HLA各单倍型基因并非随机分布，而是某些基因经常在一起出现，而另一些基因又较少的在一起出现。

四、HLA多态性的产生及其意义 造就了人群对病原微生物 (疾病)的易感性的不同的个体，体现了人类强大的生命力，亦是长期自然选择的结果，是高等动物抵御不良环境的一种适应性表现。

第三节、 MHC分子和抗原肽的相互作用 MHC-I类分子凹槽接纳8~10个氨基酸残基，MHC-II凹槽接纳13~17个氨基酸残基

一、抗原肽和HLA分子相互作用的分子基础 分析从HLA分子肽结合槽中洗脱下来的各种抗原肽的一级结构，发现有 两个或两个以上与MHC分子槽相结合的特殊部位，称锚定位，该位置的氨基酸残基称为锚定残基。

二、抗原肽和MHC分子相互作用的特点 特定的MHC分子可凭借所需的共有基序选择性的结合抗原肽，具有一定的专一性。但MHC分子对抗原的识别并非严格的一对一关系，而是一种MHC分子可以识别一群带有特定共同基序的肽段，因此MHC分子与抗原肽的结合具有包容性或兼容性。

第四节、 MHC的生物学功能 1.参与对抗原的提呈与处理 抗原被抗原提呈细胞摄取和处理后，必须与HLAⅠ类和 HLA-Ⅱ分子的肽结合区结合形成抗原肽－HLA分子复合体，该复合体经转运表达于抗原呈递细胞的表面，才能被相应的T淋巴细胞识别，从而启动免疫应答反应。

外源性抗原

内源性抗原

2. T细胞识别抗原时遵守的法则-----MHC的限制性 T细胞只能识别自身的MHC分子提呈出来的抗原肽，而不能识别非己MHC分子提呈出来的抗原。 T细胞表面的TCR在识别抗原肽的过程中，其表面的CD4/CD8分子必须同时识别APC上的MHC-Ⅱ/Ⅰ类分子。 CD4分子结合MHC II类分子 CD8分子结合MHC I类分子

免疫应答中MHC 限制；T细胞识别抗原时遵守的法则 自身APC T细胞 非自身APC

外源性抗原 内源性抗原

3.参与T细胞分化过程 在T细胞的发育过程中，胸腺深皮质区的CD4+ CD8+双阳性细胞同胸腺皮质上皮细胞表达的MHC-Ⅰ或Ⅱ类分子相互作用后，选择成熟为“单阳性”细胞，这种细胞又同胸腺内巨噬细胞和树突状细胞表达的自身抗原肽－MHC- Ⅰ/Ⅱ类分子复合物结合形成自身耐受细胞。

T细胞在胸腺内的发育 双阴性期 双阳性期 单阳性期 CD4+细胞 CD8+细胞

4.调节免疫应答反应的强弱 5.作为调节分子参与固有免疫应答 MHC抗原是疾病易感个体差异的主要决定者，不同的个体对同一种抗原的免疫应答的强弱是不同的，在群体水平有助于增强物种的适应能力。 5.作为调节分子参与固有免疫应答 HLA免疫功能相关基因参与对固有免疫应答的调控，如补体成分参与炎症反应及抗感染免疫，非经典的Ⅰ类分子调节NK细胞活性等。

第五节、HLA与临床医学 一、HLA与器官移植的关系 同卵双生>同胞兄妹>近亲>远亲>无亲缘者。

二、HLA异常表达与疾病的关系 HLA-Ⅰ类分子的表达降低与肿瘤的发生有关； HLA-Ⅱ类分子表达异常与自身免疫病的发生有关

三、HLA与疾病的相关性 流行病学调查显示，某些疾病的发生与一种或几种HLA抗原的表达相关，但带有某种HLA型别不代表一定会患病。如：90%以上的强直性脊柱炎患者具有HLA-B27抗原。

疾病 HLA 型别 相对危险性 强直性脊柱炎 B27 100 急性前葡萄膜炎 B27 10 多发性硬化症 DR2 4.8 突眼性甲状腺肿 DR3 3.7 系统性红斑狼疮 DR3 5.8 发作性睡眠病 DR2 20 寻常天疱疮 DR4 14.4 I 型糖尿病 DR3/DR4 25 类风湿性关节炎 DR4 4.2 淋巴瘤性甲状腺肿 DR5 3.2

四、HLA与输血反应的关系 多次接收输血者会发生非溶血性输血反应，与受者血液中存在的抗白细胞和抗血小板HLA抗原的抗体有关，因此需多次接收输血者应选择成分输血。

五、HLA与法医学的关系 HLA基因分型主要应用于法医，如亲子鉴定、鉴定死亡者的身份、查找犯罪嫌疑人等。