醫(yī)學免疫學djp-MHC移植免疫七年制

1、1汕頭大學醫(yī)學院微生物與免疫教研室汕頭大學醫(yī)學院微生物與免疫教研室 代 劍 平 2器官移植（骨髓移植）器官移植（骨髓移植）與與HLA配型配型332112123抗原結(jié)合槽抗原結(jié)合槽2微球蛋白微球蛋白巨噬細胞巨噬細胞細菌細菌支架支架細菌細菌分解分解44第一部分：第一部分： MHC及其編碼分子及其編碼分子p 主要組織相容性復(fù)合體主要組織相容性復(fù)合體(MHC)的的概念概念p HLA（人人MHC ）的的基因結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)及及遺傳特點遺傳特點（基因水平基因水平）p HLA分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)及生物學及生物學功能功能（蛋白質(zhì)水平蛋白質(zhì)水平）p HLA與與臨床臨床醫(yī)學醫(yī)學5主要主要組織相容性組織相容性復(fù)合體復(fù)合體：

2、（基因水平）（Major histocompatibility complex，MHC）：是一組一組決定移植組織移植組織是否相容是否相容、與免疫應(yīng)答免疫應(yīng)答密切相關(guān)、緊密連鎖緊密連鎖的基因群基因群。主要主要組織相容性組織相容性抗原抗原：排斥反應(yīng)：排斥反應(yīng)- 快、強烈快、強烈次要次要組織相容性組織相容性抗原抗原：排斥反應(yīng)：排斥反應(yīng)- 慢、較弱慢、較弱MHC命名：Human : HLA (human leukocyte antigen,人類白細胞抗原人類白細胞抗原 )Mice : H-2Rat : RT1Rabbit : RLASwine : SLAChimpanzee（黑猩猩）: ChLA（12

3、8個）概念：孟德爾:摩爾根：連鎖和互換定律6 1930-1940, 不同近交系近交系小鼠小鼠間進行皮膚皮膚(腫瘤腫瘤)移植移植試驗， 發(fā)現(xiàn)排斥現(xiàn)象排斥現(xiàn)象。 排斥現(xiàn)象排斥現(xiàn)象由細胞表面 的某些蛋白質(zhì)某些蛋白質(zhì)（抗原）決定 同種異型抗原、移植抗原/組織相容性抗原 組織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稱“主要組織相容性復(fù)合體Major histocompatibility complex” ，后簡稱 MHC。 主要組織相容性抗原： H-2 次要組織相容性抗原： H-1、 H-3. H-

4、217MHC IIMHC II類分子類分子 鏈 鏈2微球蛋白微球蛋白第15號染色體4個組合：A1B1，A1B2 A2B1，A2B2NK，MHC I類鏈相關(guān)分子2-m母胎耐受8細胞核細胞核內(nèi)內(nèi) 質(zhì)質(zhì) 網(wǎng)網(wǎng)抗原的加工與提呈抗原的加工與提呈HLA-DO9MHC功能: 提呈抗原肽，激活T細胞，適應(yīng)性免疫 自然條件下，能發(fā)生組織器官的 移植嗎？現(xiàn)代分類：免疫相關(guān)基因：包括傳統(tǒng)的III類基因和新發(fā)現(xiàn)的基因經(jīng)典的I類基因和經(jīng)典的II類基因：參與抗原的加工提呈有豐富的多態(tài)性主要參與固有免疫，也參與抗原的加工提呈，有限的多態(tài)性2類10Length: 3600 kbClassical MHC genes: 共有2

5、24個基因座，其中96個假基因，128個功能基因。2微球蛋白，第15號染色體細胞因子、補體等抗原的加工重復(fù)一次：112-m微球蛋白，第15號染色體細胞因子、補體等12HLA-I: 經(jīng)典經(jīng)典： HLA-A, HLA-B, HLA-C (a chain，重鏈) 非經(jīng)典非經(jīng)典: HLA-I like gene: E/F/G 假基因 : H/JHLA-II: 經(jīng)典經(jīng)典： HLA-DR, HLA-DQ , HLA-DP 非經(jīng)典非經(jīng)典: : DM, DO, TAP, LMP 假基因: DPA2, DPB2, DQA2 HLA-III: （immune-response related genes）基因分類

6、基因分類編碼補體編碼補體：C4、C2、B 炎癥相關(guān)蛋白炎癥相關(guān)蛋白：TNF：LTA/B（淋巴毒素）： NF-B： HSP70：MIC：NK，MHC I類鏈相關(guān)分子 131 1 經(jīng)典經(jīng)典MHCMHC基因基因 經(jīng)典經(jīng)典MHC IMHC I類相關(guān)基因類相關(guān)基因 HLA-HLA-A A、B B、C C 分別編碼對應(yīng)的三個分子的分別編碼對應(yīng)的三個分子的鏈鏈， 功能功能：提呈：提呈內(nèi)內(nèi)源性抗原。源性抗原。 經(jīng)典經(jīng)典MHC IIMHC II類相關(guān)基因類相關(guān)基因 HLA-HLA-DPDP、DQDQ、DRDR 每一亞區(qū)含有兩個或多個每一亞區(qū)含有兩個或多個A/BA/B基因座基因座， 分別編碼對應(yīng)分子的分別編碼對應(yīng)

7、分子的/鏈鏈， 功能功能：提呈：提呈外外源性抗原。源性抗原。抗原結(jié)合槽抗原結(jié)合槽14外顯子，CDS編碼序列15II類類III類類I類類2 免疫功能相關(guān)基因免疫功能相關(guān)基因：分：分4類類抗原的加工、提呈相關(guān)基因；補體成分基因；炎癥相關(guān)基因；非經(jīng)典I類基因16（一）抗原的（一）抗原的加工加工、提呈提呈相關(guān)基因相關(guān)基因1. 1. PSMBPSMB8 8、PSMBPSMB9 9 (proteasome subunit beta type,PSMB)(proteasome subunit beta type,PSMB)： 蛋白酶體蛋白酶體亞單位亞單位； 舊稱舊稱LMP2LMP2和和LMP7LMP7， 參

8、與參與內(nèi)源性抗原內(nèi)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)： 抗原加工相關(guān)轉(zhuǎn)運物抗原加工相關(guān)轉(zhuǎn)運物； TAP1TAP1和和TAP2TAP2：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的一個異二聚體分子，參與內(nèi)源性抗原的抗原肽轉(zhuǎn)運, 使其從細胞質(zhì)進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)并與MHC I 類分子結(jié)合。3. HLA-DM3. HLA-DM：參與外源性抗原的加工提呈。4.4. HLA-DO:HLA-DO: 是DM功能負調(diào)蛋白，可抑制DM

9、。 5. TAP5. TAP相關(guān)蛋白：相關(guān)蛋白：（參考下一張（參考下一張ppt）17細胞核細胞核內(nèi)內(nèi) 質(zhì)質(zhì) 網(wǎng)網(wǎng)抗原的加工與提呈抗原的加工與提呈HLA-DO18（二）（二）編碼血清編碼血清補體成分補體成分的基因的基因: : C2、C4、Bf（三）（三）炎癥相關(guān)炎癥相關(guān)基因基因: : TNF, HSP70, MIC：與NK細胞活性有關(guān)（四）（四）非經(jīng)典非經(jīng)典I I類基因類基因: : HLA-E、F、G（I類區(qū)） HLA-EHLA-E：在：在羊膜羊膜和和滋養(yǎng)層細胞滋養(yǎng)層細胞高表達，在高表達，在病毒逃避病毒逃避 免疫監(jiān)視免疫監(jiān)視、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：分布在母胎界面絨毛外滋養(yǎng)層細胞絨毛外滋養(yǎng)層細胞，在，在母母 胎耐受胎耐受中發(fā)揮功能中發(fā)揮功能 19HLA的遺傳特點 高度多態(tài)性（復(fù)等位基因、共顯性遺傳） 單體型遺傳 連鎖不平衡 20復(fù)等位基因復(fù)等位基因: : 在在群體群體中，中，一個基因座位一個基因座位上存在上存在3 3個以上個以上不同不同等等位基因位基因的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。多態(tài)性多態(tài)性（polymorphismpolymorphism）以ABO血型為例：2個顯性基因 (A、B)，1個隱性基因（i） 基因型：AA、Ai 表現(xiàn)型：A型血 BB、Bi B型血 AB AB型血 ii O型血同一座位，如3個顯性：6種 21HLA各類基因復(fù)等位基因復(fù)

11、等位基因數(shù)量（數(shù)據(jù)來源： http:/www.ebi.ac.uk/ipd/imgt/hla/stats.html ，2013年7月）復(fù)等位基因復(fù)等位基因: :是導致是導致HLAHLA復(fù)合體高度多態(tài)性復(fù)合體高度多態(tài)性的主要原因的主要原因 22共顯性共顯性（co-dominantco-dominant）：）： 兩條同源染色體對應(yīng)的每一個等位基因均為顯性基因。如：ABAB型血型血每個人細胞表面： 六對六對12種種經(jīng)典I類和II類 HLA分子HLA 基因分型：基因分型： 用PCR等技術(shù)，測定每個人 的“六對六對12種種經(jīng)典I類和II類 HLA分子”的DNA/氨基酸 序列（主要是抗原結(jié)合槽抗原結(jié)合槽），

12、 得到屬于該個人的12種種I類、 II類分子的編碼基因（序列）。236530041848器官移植親子鑒定抗原結(jié)合槽抗原結(jié)合槽 （12）23651848300423單體型單體型(haplotype)單體型：指一條染色體上HLA各基因座的基因緊密連鎖組成的一個遺傳單位（組合）；也稱單倍型或單元型。單體型遺傳：在遺傳過程中，在遺傳過程中，MHC單體型（多個基因形成一個組合）單體型（多個基因形成一個組合）作為作為一個一個完整完整的的遺傳單位遺傳單位由由親代親代傳給傳給子代子代，很少很少發(fā)生發(fā)生同源染色體同源染色體間的間的交換交換，即為即為單體型遺傳。單體型遺傳。24完全連鎖完全連鎖摩爾根連鎖和互換定律

13、摩爾根連鎖和互換定律 精子精子卵細胞卵細胞A1B8A2B35A2B40A10B1625連鎖不平衡連鎖不平衡(linkage(linkage disequilibrium)disequilibrium) ：在某一某一群體中，不同座位上某兩個等位基因出現(xiàn)在同一條同一條染色體上的頻率高于“期望頻率期望頻率”。B8A11A1B2717%11%若隨機組合，則出現(xiàn)Al-B8型的“期望頻率”為17%11%1.9% 但實際觀察到的Al-B8型實際頻率是8.8%Al-B8處于連鎖不平衡 （基因連鎖的結(jié)果基因連鎖的結(jié)果）完全不基因連鎖完全不基因連鎖/ /自由組合自由組合26MHCMHC分子結(jié)構(gòu)及生物學功能分子結(jié)構(gòu)

14、及生物學功能27MHCMHC類分子：類分子：重鏈重鏈：11、22、3 3 輕鏈輕鏈：2m 肽結(jié)合區(qū)（抗原結(jié)合槽）：1、2；可結(jié)合8-11個氨基酸殘基分布分布：所有所有有核細胞表面MHC分子結(jié)構(gòu)：分子結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)水平蛋白質(zhì)水平特別注意！特別注意！T細胞CD8識別33結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域28MHC MHC 類分子：類分子：鏈鏈：1、2鏈鏈：1、2 肽結(jié)合區(qū)（抗原結(jié)合槽） ：1、1可結(jié)合10-30個氨基酸殘基分布分布：DC、M、B細胞等APC（抗原提呈細胞）以及活化的T細胞表面T細胞CD4識別2結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域29抗原結(jié)合槽基因MHC限制性限制性30HLAHLA與與抗原肽抗原肽的相互作用的相互作用： HLA的抗

15、原結(jié)合槽與抗原肽特異結(jié)合的部位部位，稱錨定位錨定位（anchor anchor positionposition）。 抗原肽中，與錨定位結(jié)合的氨基酸殘基稱為錨定殘基錨定殘基 (anchor (anchor residue)residue)。細菌、病毒.人人 抗原結(jié)合槽抗原結(jié)合槽31同一個HLA分子可以選擇性結(jié)合不同抗原肽，但被結(jié)合的抗原肽含有相同或相似的錨定殘基，這個“相同或相似序列”被稱為共同基序共同基序（consensus motif）。錨定殘基錨定殘基中中不變不變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作為抗原提呈分子參與獲得性免疫應(yīng)答（4方面

16、）MHC的生物學功能 1 加工和提呈抗原： （見后）（見后） 2 TCR對抗原肽和MHC分子的雙重雙重識別： （見后）（見后） 3 參與T細胞細胞在胸腺胸腺中的選擇分化選擇分化： 參與T細胞分化過程，陽性選擇、陰性選擇陽性選擇、陰性選擇4 是不同個體抗病能力差異個體抗病能力差異的主要決定者主要決定者： 33331 加工和提呈抗原： MHC I 類類分子提呈分子提呈內(nèi)內(nèi)源性抗原源性抗原 MHC II 類類分子提呈分子提呈外外源性抗原源性抗原病毒病毒34342 TCR對抗原肽抗原肽和MHC分子分子的雙重雙重識別： 實現(xiàn)實現(xiàn)T細胞在抗原識別和發(fā)揮效應(yīng)中的細胞在抗原識別和發(fā)揮效應(yīng)中的MHC限制性限制性

17、21122m鏈123鏈鏈鏈CD4+ T細胞CD8+ T細胞35作為調(diào)節(jié)分子參與固有免疫應(yīng)答 1 經(jīng)典的類基因為編碼補體成分（C2C2，C4C4，B B），參與補體反應(yīng)的調(diào)控。2 非經(jīng)典MHC類分子（MICMIC）可結(jié)合NK細胞表面抑制性受體， 進而抑制NK細胞活性，防止正常自身細胞被NK細胞殺傷。3 炎癥相關(guān)基因（TNFTNF，LTLT，I IB B，HSP70HSP70）參與啟動和調(diào)控炎癥反應(yīng)，并在應(yīng)激反應(yīng)中發(fā)揮作用。36HLA與臨床醫(yī)學 HLA與器官移植HLA分子的異常表達和臨床疾病HLA和疾病關(guān)聯(lián) * HLA與法醫(yī)學及親子鑒定 37nHLA和疾病關(guān)聯(lián) 帶有某些特定HLA等位基因或單體型的

18、個體，易患某種疾病（陽性關(guān)聯(lián)）或抗某種疾?。幮躁P(guān)聯(lián)）。1355300438nHLA與法醫(yī)學鑒定的關(guān)系n個體認定，親子鑒定 無親緣關(guān)系個體，HLAHLA等位基因完全相同完全相同的概率幾乎為零。39第二部分：第二部分：40一、移植的類型:n1、自體移植、自體移植(autologous graft)n2、同系移植、同系移植(isograft or syngraft):單卵雙生n3、同種異體移植同種異體移植(allogenic graft)：n4、異種移植、異種移植(xenograft)單卵雙生不發(fā)生“排斥”41二、移植物的種類:n1、組織、組織: 角膜角膜、骨、軟骨、筋膜、血管、骨、軟骨、筋膜、血

19、管 （易長期存活易長期存活） n2、器官、器官: 皮膚皮膚、腎腎、肝肝、心心n3、細胞、細胞: 骨髓骨髓 前胰島細胞前胰島細胞42三、移植抗原抗原及分類: 主要主要組織相容性組織相容性抗原抗原(MHC Ag): 次要次要組織相容性抗原組織相容性抗原(mHC): 引起引起慢慢而而弱弱的排斥應(yīng)答的排斥應(yīng)答. （性別性別相關(guān)相關(guān)mHC） 血型血型抗原抗原：ABO血型抗原，血型抗原， 組織特異性組織特異性抗原：抗原：皮膚皮膚和和血管內(nèi)皮細胞血管內(nèi)皮細胞最最強強， 其次為其次為腎腎， 肝臟肝臟移植較移植較易成活易成活。移植時，須考慮： 43四、四、移植后，抗原抗原的識別機制的識別機制直接識別直接識別：

20、受者T淋巴細胞 識別供者APC細 胞MHC分子提 呈的抗原肽。間接識別間接識別： 供者的MHC分子被受者APC細胞吞噬、加工、并提呈給受者T淋巴細識別。44五、移植排斥反應(yīng)的類型n(一)宿主宿主抗抗移植物移植物反應(yīng)反應(yīng)（HVGR，host versus graft reaction）： n(二)移植物移植物抗抗宿主宿主反應(yīng)反應(yīng)（GVHR，graft versus host reaction）： （器官）（器官）移植物內(nèi)移植物內(nèi)含有大量含有大量免疫活性細胞免疫活性細胞45六、臨床常見的HVGR及效應(yīng)機制: 1、超急性超急性排斥反應(yīng)排斥反應(yīng): 數(shù)小時數(shù)小時 受體預(yù)先存在預(yù)先存在抗移植物的抗體抗體。體液免疫為主 如：供者ABO血型抗原，血管內(nèi)凝血 ， 2、急性急性排斥反應(yīng)排斥反應(yīng): 1W3個月個月 臨床表現(xiàn)臨床表現(xiàn)：發(fā)熱疼痛、全身不適，移植物腫大、功能突然減退。 主要原因主要原因： 遲性性超敏反應(yīng)遲性性超敏反應(yīng) 移植物刺激受者T淋巴細胞，產(chǎn)生大量 致敏淋巴細胞，釋放淋巴因子、或直接殺傷靶細胞， 3、慢性慢性排斥反應(yīng)排斥反應(yīng): 半年半年數(shù)年數(shù)年 血管慢性排斥 （機制不清）主要癥狀幾乎不可避免46七、延長移植物存活的措施:n(一一)對對供者供者要求要