311-MHC移植免疫

[e-mail]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2233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(humanleukocyteantigen)Mice小鼠:H-2Rat大鼠:RT1Rabbit:RLASwine猪:SLAChimpanzee（黑猩猩）:ChLA4细胞表面5MHC、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的概念同样适用以上原则。注意!6MHC的发现1930-1940,skinandtumorgraftrejectionininbredstrains,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-2gene：Chromosome17,被称之为MHC。7RINGDPDMLMP2LMP7DQDRB2A2B1A1ABTAP1TAP2B2A2B3B1A1B*AClassIIClassIIIClassI第6染色体(人)ClassIIClassIIIClassIDPDQDRC4BC4AB1C2HSPTNFBCAEFMICGHMHCI类分子MHCII类分子8MHC的功能: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99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10StructureofMHCgenesLocation:Chromosome17Length:1500kbβ微球蛋白，第15号染色体细胞因子、补体等11Length:3600kbClassicalMHCgenes:共有224个基因座，其中96个假基因，128个功能基因。β微球蛋白，第15号染色体细胞因子、补体等抗原的加工、提呈126号染色体13HLA-I:经典：HLA-A,HLA-B,HLA-C(achain)非经典:HLA-Ilikegene:E/F/G假基因（pseudogene）:H/JHLA-II:经典：HLA-DR,HLA-DQ,HLA-DP(classical)非经典:Genesassociatedwithantigenprocessing:DMA,DOA,DOB,TAP,LMP假基因:DPA2,DPB2,DQA2HLA-III:immune-responserelatedgenes基因分类（D区）编码补体（C4、C2、B因子）和炎症相关蛋白（TNF、LTs、I-κB、MICs、HSP70）14编码蛋白1经典MHC基因经典MHCI类相关基因HLA-A、B、C分别编码对应的三个分子的α链，功能：提呈内源性抗原。经典MHCII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α/β链，功能：提呈外源性抗原。抗原结合槽15II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subunitbetatype,PSMB)：蛋白酶体β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解。2.TAP（transporterassociatedwithantigenprocessing,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MHCI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,HSP70,18HLA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）X2X10ABX1X2Ai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、AiBB、BiABii如果3个显性基因？A、B、CAA、BB、CC、AB、AC、BC20HLA各类基因复等位基因数量（数据来源：，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23163004184822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。A1A2B8B35单体型A1-B8A2-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）B8A11A1B2717%11%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？25MHC分子结构及生物学功能2626MHCⅠ类分子：重链：α1、α2、α3轻链：β2m肽结合区（抗原结合槽）：α1、α2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：27272828MHCⅡ类分子：α链：α1、α2β链：β1、β2肽结合区（抗原结合槽）：α1、β1可结合10-30个氨基酸残基分布DC、MΦ、B细胞等APC以及活化的T细胞表面29293030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、MΦ、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、DPHLA-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β2结合CD8与α3结合与T细胞结合位点α1、β1结构域α1、α2结构域多态性位点α链、β链α链、β2m多肽链HLAⅡ类分子HLAⅠ类分子特征32HLA与抗原肽的相互作用：HLA的抗原结合槽与抗原肽特异结合的部位，称锚定位（anchorposition）。抗原肽中，与锚定位结合的氨基酸残基称为锚定残基(anchorresidue)。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（consensusmotif）。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：MHCI类分子提呈内源性抗原MHCII类分子提呈外源性抗原2TCR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：35351加工和提呈抗原：MHCI类分子提呈内源性抗原MHCII类分子提呈外源性抗原36362TCR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Ⅲ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MHCⅠ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。38HLA与临床医学39HLA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HLAI类分子表达下降，CD8+CTL，免疫监视；某些自身免疫病HLAII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(autologousgraft)2、同系移植(isograftorsyngraft)3、同种异体移植(allogenicgraft)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:①骨髓②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.①主要组织相容性抗原(MHCAg):引起快而强的排斥应答②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）③血型抗原：ABO血型抗原，肝、肾、血管内皮细胞④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，hostversusgraftreaction）：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，graftversushostreaction）：移植物含有大量免疫活性细胞，针对宿主组织器官产生免疫应答，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:1W~3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，Mφ，NK3、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”cell2、骨髓：+抗T细胞Ab+补体：去Tcell51(三)抑制受者免疫应答:1、免疫抑制剂的使用:①化学制剂:糖皮质激素、环磷酰胺、环胞霉素A、FK-506②生物制剂:抗淋巴细胞球蛋白ALG，抗CD3/4/8单抗③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)杀死环(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:DRAg、CD8+、CK52八、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