免疫遺傳學(xué)是基礎(chǔ)免疫學(xué)中的一個(gè)重要分枝，它是研究機(jī)體免疫應(yīng)答遺傳控制或基因控制的一門(mén)學(xué)科。1900年Landsteiner發(fā)現(xiàn)ABO血型系統(tǒng)開(kāi)創(chuàng)了免疫遺傳學(xué)，以后從輸血發(fā)展到器官移植。隨著免疫球蛋白分子水平的研究，在一段時(shí)期內(nèi)，免疫遺傳學(xué)又主要研究免疫球蛋白多肽鏈的遺傳標(biāo)記。目前機(jī)體免疫應(yīng)答遺傳控制的研究主要集中在以下幾方面：一是與主要組織兼容性系統(tǒng)連鎖的免疫應(yīng)答基因，控制著機(jī)體對(duì)特定抗原產(chǎn)生免疫應(yīng)答的能力，并通過(guò)編碼細(xì)胞膜上與免疫應(yīng)答有關(guān)的表面抗原分子或可溶性分子，控制免疫細(xì)胞之間相互作用。二是免疫球蛋白和T細(xì)胞受體（TCR）的基因結(jié)構(gòu)和控制以及免疫球蛋白和TCR的多樣性、同種異型、獨(dú)特型的遺傳控制。此外，免疫遺傳學(xué)還涉及到免疫系統(tǒng)的進(jìn)化，血型抗原的基因控制，補(bǔ)體、細(xì)胞因子、粘附分子基因表達(dá)，H-Y抗原與性別分化及某些遺傳疾病的發(fā)病機(jī)制等。本章著重討論主要組織相容性復(fù)合體（MHC）及其在臨床的應(yīng)用。

表6-1　免疫遺傳學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史

*諾貝爾獎(jiǎng)獲得者，括號(hào)內(nèi)為獲獎(jiǎng)年代

1980年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)授予在免疫遺傳學(xué)上作出突出貢獻(xiàn)的Snell、Dausset和Benacerraf三位學(xué)者。Murray和Thomas在腎臟、骨髓移植研究的成就又獲得1990年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。免疫遺傳學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史參見(jiàn)表6-1。目前免疫遺傳學(xué)的研究已深入到基因和分子的水平。WHO在上海設(shè)立了免疫遺傳培訓(xùn)中心，我國(guó)從70年代初開(kāi)始了對(duì)我國(guó)不同民族、地區(qū)HLA抗原頻率調(diào)查，組織配型和臟器移植，HLA和疾病的相關(guān)性以及某些基礎(chǔ)理論研究工作。

第一節(jié)　MHC基因圖及其遺傳特征

同種異體移植物（allograft）移植后常發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，引起這種排斥反應(yīng)的抗原稱為移植抗原或組織兼容性抗原。動(dòng)物和人具有多種組織兼容性抗原，根據(jù)引起排斥反應(yīng)的移植抗原的強(qiáng)度將組織兼容性抗原分為：（1）主要組織兼容性抗原系統(tǒng)，編碼這一組抗原的是一組連鎖基因，稱為主要組織兼容性復(fù)合體（majorhistocompatibility complex,MHC），或主要組織兼容性系統(tǒng)（minorhistocompatibility complex）；（2）次要組織兼容性抗原，由次要組織兼容性復(fù)合體（minor histocompatibility comples）或次要組織相容性系統(tǒng)（minorhistocompatibility system）所編碼。

MHC指某一物種的某一號(hào)染色體（如人HLA在第6號(hào)染色體，小鼠H-2在17號(hào)染色體）上一組密切連鎖的基因，它在主要組織相容性抗原識(shí)別以及清除外來(lái)和內(nèi)在抗原起重要作用。人的MHC稱為HLA，在小鼠稱為H-2。其余靈長(zhǎng)類(lèi)和某些非靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的MHC有了新的命名規(guī)定與建議，原MHC的后兩個(gè)字母HC改為小寫(xiě)，即Mhc（表6-2和6-3）。

表6-2　靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物主要組織相容性復(fù)合體的新、舊命名

表6-3 某些非靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物主要組織相容性復(fù)合體的建議名稱

各種動(dòng)物MHC的作用基本相似，包括：（1）MHC編碼的抗原廣泛頒布于淋巴細(xì)胞和其它有核細(xì)胞的表面，與同種內(nèi)移植排斥有關(guān)，也是刺激混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)（MLR）和移植物抗宿主反應(yīng)（GVHR）的主要刺激抗原；（2）控制機(jī)體對(duì)抗原的免疫應(yīng)答或免疫抑制，以及免疫活性細(xì)胞之間相互作用；（3）編碼補(bǔ)體系統(tǒng)中的某些組分；（4）MHC中某些抗原出現(xiàn)的頻率與對(duì)某些疾病的易感性有關(guān)。

一、小鼠H-2基因圖

小鼠的組織兼容性抗原有幾十種以上，由常染色體H-1、H-2、H-3……、H-30等基因編碼（H表示組織兼容性histocompatibility）,此外，還受小鼠性染色體基因（雄性為XY，雌性為XX）控制。其中H-2抗原為小鼠主要組織相竄性抗原系統(tǒng)，而其他抗原均系次要組織兼容性抗原系統(tǒng)。MHC在小鼠即為H-2，目前對(duì)H-2系統(tǒng)研究得較為清楚，位于第17對(duì)染色體，長(zhǎng)度約占0.5分摩。H-2抗原具有高度q多態(tài)性。用血清學(xué)方法檢出H-2I類(lèi)抗原特異性在100個(gè)以上，可分為入有抗原（private antigen）和公有抗原（public antigen）。私有抗原是某一近交系（inbred strain）小鼠特有的抗原標(biāo)志，在某一特定近交系小鼠只能檢出一個(gè)K區(qū)和一個(gè)D區(qū)的私有抗原。公有抗原是在不同品系小鼠中都可檢出的一些交叉抗原，每一品系小鼠通常都可檢出多個(gè)公有抗原特異性。根據(jù)血清學(xué)檢定抗原的反應(yīng)格局，可將近交系小鼠分為不同單體型的品系，用H-2右上方小寫(xiě)的英文字母表示，如H-2^x、H-2^d和H-2^b等。

H-2基因群中可分為K、I、S和D四個(gè)區(qū)，I區(qū)又可分為I-A、I-E等亞區(qū)。按其編碼抗原結(jié)構(gòu)和功能不同，又可將H-2復(fù)合體分為三類(lèi)基因：（1）I類(lèi)基因，位于K和D區(qū)，包括K、D基因座，最近又增加了K2、L和L2（？）新的基因座；（2）Ⅱ類(lèi)基因，位于I區(qū)，包括Aα、Eβ和Eα等基因座；（3）Ⅲ類(lèi)基因，包括補(bǔ)體C4、C2、Bf和編碼雄性激素結(jié)合蛋白性限蛋白（sex limited protein Slp）基因座（圖6-1）。由于小鼠H-2基因群含有I（羅馬字）類(lèi)基因，不同區(qū)中有I（因文大寫(xiě)）區(qū)，應(yīng)注意鑒別，切勿混淆。此外，H-2中有些基因位于Qa和TL區(qū)，可能參與H-2多態(tài)性的形成以及TCRγδ T細(xì)胞識(shí)別抗原時(shí)的遺傳限制。

二、人HLA基因圖及其遺傳特征

在人類(lèi)MHC稱為HLL（human leucocyte antigen），是迄今為止所知的人類(lèi)最復(fù)雜的基因族。除成熟的紅細(xì)胞外，HLA抗原幾科分布于人體的各種有核細(xì)胞以及血小板。由于此組抗原首先在人外周血白細(xì)胞上發(fā)現(xiàn)，同時(shí)表達(dá)抗原水平較高，目前多采用外周血淋巴細(xì)胞來(lái)檢測(cè)這類(lèi)抗原的型別，故稱為人類(lèi)白細(xì)胞抗原（HLA）。

（一）HLA基因定位

HLA基因群定位于第6號(hào)染色體的短臂（圖6-2）。

圖6-2　人類(lèi)第6對(duì)染色體上已知的基因（或基因群）

至1991年底，HLA基因座位已確定確定近60個(gè)，正式命名的等位基因278個(gè)。這些基因分類(lèi)的方式主要有以下兩種。（1）傳統(tǒng)的分類(lèi)法，即把HLA分為與小鼠H-2相似的I類(lèi)、Ⅱ類(lèi)和Ⅲ基因，（2）1991年Bodmer建議將它重劃分的三類(lèi)：第一類(lèi)包括傳統(tǒng)分類(lèi)中的HLA-Ⅰ類(lèi)和Ⅱ類(lèi)，還包括一對(duì)DMA和DMB；第二類(lèi)稱為免疫功能相關(guān)基因，包括C4、Bf、C2、TNFA、TNFB、HSP70、TAP1、TAP2和TAP7等；第三類(lèi)是一些與上述無(wú)關(guān)的基因。本章仍按傳統(tǒng)分類(lèi)法進(jìn)行介紹。

HLA占第6號(hào)染色體很窄的一個(gè)區(qū)帶，估計(jì)占人體整個(gè)基因組的1/3000，長(zhǎng)約3500kb（圖6-3、6-4）。

圖6-3　人MHC基因圖（根據(jù)WHO HLA命名委員會(huì)1991年修正）

圖6-4　人HLA基因簡(jiǎn)圖

圖6-5　小鼠H-2和人HLA中基因座位排列的比較

利用交換率越大基因座位距離越遠(yuǎn)，交換率越小基因座位距離越近的原理，可以通過(guò)交換率的計(jì)算作基因圖，經(jīng)過(guò)家譜分析和交換率的計(jì)算作基因圖，A-B座位的交換率為0.8分摩（centiMorgan,cM。是基因交換率在基因圖上的圖距單位，重組頻率在1%的兩個(gè)連鎖基因之間的距離為1cM），A-C為0.6cM，B-C為0.2cM，B-D為0.8cM，HLA基因群全長(zhǎng)距離約為4cM。

自1964年以來(lái)，每隔3-4年召開(kāi)一次國(guó)際組織相容性工作討論會(huì)（InternationalHistocompatibility Workshop,IHW）,最近一次于1991年11月在日本橫濱召開(kāi)，并預(yù)定于1995年在法國(guó)召開(kāi)第12次IHW。經(jīng)過(guò)這些會(huì)議陸續(xù)報(bào)告了HLA的許多基因及大量的行裝位基因?，F(xiàn)知在HLA-I類(lèi)基因區(qū)中，除已知的HLA-A、-B、-C座位外，還發(fā)現(xiàn)了-E、-F、-G、-H和-J，新發(fā)現(xiàn)的這些I因基因座大多數(shù)偽基因?，F(xiàn)A座位已發(fā)現(xiàn)等位基因41個(gè)，B座位61個(gè)，C座位18個(gè)，E座位4個(gè)。在HLA-A與-E之間可能存在著重組熱點(diǎn)。在HLA-Ⅱ基因中，已發(fā)現(xiàn)了近30個(gè)基因座位，等位基因更多，其中DR、DQ、DP均由一條A鏈與一條B鏈組成異源二降體分子（參后述），而A鏈基因與B鏈基因及其等位基因?yàn)閿?shù)甚多，后者如DRB1座位60個(gè)，DRB3座位4個(gè)，DRB5座位4個(gè)，DRB6座位3個(gè)；DQA1座位14個(gè)，DQB1座位19個(gè)；DPA1座位8個(gè)，DPB1座位38等等。DDRA編碼DRα鏈；DRB1編碼β1鏈，決定的特異性為DR1、DR2、DR3、DR4、DR5等；DRB2為偽基因；DRB3編碼DRβ3鏈，決定DR52及Dw24、Dw25、Dw26等特異性；DRB4編碼DRβ4鏈，決定DR53特異性；DRB5編碼DRβ5鏈，決定DR51特異性；DRB6、B7、B8、B9均為偽基因。DQA1編碼DQα鏈；DQB1編碼DQβ鏈；DQA2、B2尚末得知其表達(dá)；DQB3為偽基因。DOB編碼DOβ鏈DMA編碼DMα鏈；DMB編碼DMβ鏈。DNA編碼DNα鏈、DPA1編碼DPα鏈；DPB1編碼DPβ鏈；DPA2和DPB2為偽基因。此外與肽運(yùn)轉(zhuǎn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有關(guān)的基因TAP1（transporter of antigen peptides）、TAP2和與抗原加工有關(guān)的基因稱之為低分子量多肽或稱大的多功能蛋白酶LMP2（low molecular weight polypeptides or large multifunctionalprotease-2）、LMP7也位于Ⅱ類(lèi)基因區(qū)。Ⅲ類(lèi)基因區(qū)包括補(bǔ)體C2、C4、B因子，此外，21羥化酶A與B、HSP70（heat shockprotein70,熱休克蛋白70）和腫瘤壞死因子α、β基因也在這里。21A是假基因，21B具有編碼21羥化酶功能。21羥化酶是腎上腺皮質(zhì)合成皮質(zhì)醇和醛固醇必不可少的酶，如酶缺乏，可導(dǎo)致先天性腎上腺皮質(zhì)增生癥。

HLA和H-2基因的比較見(jiàn)圖6-5。小鼠H-2的 Tla為存在于胸腺細(xì)胞和某些胸腺白血病細(xì)胞上的抗原（thymus-leukemia antigen）;Tla與H-2D之間還有Qa區(qū)。Qa區(qū)中有17個(gè)Qa基因，還有12個(gè)Qa基因在Tla區(qū)，但大部分Qa基因是靜息基因（silent gene）。目前已測(cè)得6個(gè)Q基因有表達(dá)，其中Qa2、Qa3、Qa4、Qa5由Qa區(qū)基因編碼，Qa1和Qa6由Tla區(qū)編碼。

（二）HLA血清學(xué)抗原的命名

目前已確定的HLA敵國(guó)清學(xué)抗原共有161個(gè)，其中A有27個(gè)，B有59個(gè)，C有10個(gè)，D有26個(gè)，DR有24個(gè)，DQ有9個(gè)，DP有6個(gè)。C座位上的抗原編號(hào)是公認(rèn)的，為了避免與補(bǔ)體C相混淆特標(biāo)以“W”。某些抗原數(shù)字后帶有括號(hào)的抗原編號(hào)，表示括號(hào)前的抗原為括號(hào)內(nèi)抗原的裂解產(chǎn)物，如A23和A24是A9抗原的裂解產(chǎn)物（表6-4）。

表6-4　HLA血清學(xué)抗原特異性總表（1991）

（三）HLA的家系遺傳及多態(tài)性

1.HLA的家系遺傳 HLA單體型可作為一個(gè)單位遺傳給子代，其遺傳示意圖見(jiàn)圖6-6。a、b、c、d是雙親或子代HLA單體型的代號(hào)；1、2、3是HLA-A抗原，?為末檢出HLA-A抗原；5、7、8、12是HLA-B抗原。

基因頻率和基因平衡定律基因頻率指在群體中某一等位基因出現(xiàn)在機(jī)率與該群體全部等位基因可以世代維持不變。HLA基因頻率亦符合這一定律。在群全中，一個(gè)抗原頻率反映了控制這一抗原的基因頻率。

HLA中的基因之間也有一定的交換和重組機(jī)率，一般取決于兩個(gè)基因之間的距離。但HLA多基因座組成的單體型并非完全隨機(jī)，有些基因比其它基因更多地連鎖在一起，稱為連鎖不平衡（linkage disequilibrium）。換名話說(shuō)，實(shí)際觀察到睥兩個(gè)或更多基因出現(xiàn)在同一條單倍體上的頻率大于按照獨(dú)立分配規(guī)律所預(yù)期的頻率。如在白種人中A1的基因頻率為0.12，B8的基因頻率為0.17，A1和B8基因出現(xiàn)在同一條單倍體上的預(yù)期頻率為0.12*0.17=0.02，但實(shí)際觀察到的頻率為0.09。HLA的連鎖不平衡與對(duì)某些疾病的易感有關(guān)。

已被檢出的眾多的HLA抗原在不同人種甚至不同地區(qū)的人群中的分布存在著很大的差別。如白種人HLA-A1、A3、D8檢出率較高；黃種人以A24、B46、B54的檢出率較高，黑種人以HLA-A36、A43、B53檢出率最高。在單體型的栓出率也同樣有情況，如北歐人以HLA-A1、B8、HLA-A8、B7兩個(gè)單體型最常見(jiàn)，黃種人以HLA-A9、B15HLA-A2、B空白抗原的單體型較常見(jiàn)，我國(guó)漢族人以HLA-A2、B46、HLA-111、B40和HLA-A2、B40單體型最常見(jiàn)。在研究HLA系統(tǒng)與疾病之間的關(guān)系時(shí)必須以所研究同一地區(qū)正常人群作為對(duì)照。

表6-5　MHC三類(lèi)基因產(chǎn)物特征及其功能

2.HLA的多態(tài)性（polymorphism）現(xiàn)象多態(tài)性指在同一相互交配的群體中，同一基因座可編兩種以上的基因產(chǎn)物。HLA的多態(tài)性主要是由于復(fù)等位基因和共顯性所致：（1）復(fù)等位基因（multiple alleles）,位于一對(duì)同源染色體上對(duì)應(yīng)位置的一對(duì)基因叫等位基因。由于群體的突變，同一基因座的基因系列稱為復(fù)等位基因，對(duì)某一個(gè)體來(lái)說(shuō)一個(gè)基因座只有一對(duì)等位基因，復(fù)等位基因是群體的概念。HLA存在為數(shù)眾多的復(fù)等位基因。（2）共顯性（codominant），共顯性狀態(tài)是雜合狀態(tài)，這一對(duì)等位基因所控制的性狀都表現(xiàn)出來(lái)，HLA每個(gè)基因座上的等位基因都是共顯性。

圖6-6　HLA單體型的家系遺傳

第二節(jié)　MHC抗原的結(jié)構(gòu)及檢測(cè)

MHC編碼的抗原為一類(lèi)同種異體抗原(alloantigen)。其中Ⅰ類(lèi)和Ⅱ類(lèi)抗原主要以細(xì)胞膜鑲嵌蛋白的形式存在，也可脫落成為可溶性的形式。Ⅲ類(lèi)抗原為補(bǔ)體C2、C4和B因子， 主要分泌到血清等體液中去。

一、MHC抗原的結(jié)構(gòu)

（一）Ⅰ類(lèi)抗原的結(jié)構(gòu)和分布

Ⅰ類(lèi)抗原由非共價(jià)鍵連接的兩條多肽鏈組成，其中重鏈由MHCⅠ類(lèi)基因編碼，輕鏈由另一條染色體(人第15對(duì)染色體，小鼠第２對(duì)染色體)β2m基因編碼。 Ⅰ類(lèi)抗原分布于幾乎所有的有核細(xì)胞及血小板表面。HLA-A、B抗原在人類(lèi)淋巴細(xì)胞表面濃度最高，每個(gè)細(xì)胞約有103～105個(gè)分子，占淋巴細(xì)胞表面蛋白的1％。

1. 重鏈 又稱α鏈，其裸肽分子量為40kDa。人Ⅰ類(lèi)抗原α鏈上有1個(gè)N-連接的寡糖， 成熟的α鏈為糖蛋白，分子量的44kDa；小鼠α鏈上有2個(gè)N-連接的寡糖，分子量略大于人α鏈，為47kDa。α鏈為穿膜結(jié)構(gòu)，根據(jù)各結(jié)構(gòu)域的功能以及與Ig同源性的比較， α鏈可分為肽結(jié)合區(qū)和免疫球蛋白樣區(qū)組成的胞膜外區(qū)，穿膜區(qū)以及胞漿區(qū)(圖6-7)。

(1)肽結(jié)合區(qū)(peptide-binding region):α鏈氨基端的兩個(gè)結(jié)構(gòu)域α1和α2，各含約90氨基酸殘基,α1與α2有很高同源性,但不屬于免疫球蛋白超家族成員。人α鏈有1個(gè)N-連接的寡糖，位于α1和α2連接處。小鼠α鏈則有2個(gè)N-連接的寡糖,分別位于α1與α2連接處和α2區(qū)的羧基端側(cè)。α2區(qū)內(nèi)有一個(gè)鏈內(nèi)的二硫鍵，兩個(gè)半胱氨酸間約含63個(gè)氨基酸殘基。α1區(qū)第60～80位氨基酸殘基和α2區(qū)第 95～120位氨基酸殘基的組成和排列順序變化最大,是Ⅰ類(lèi)抗原多態(tài)性(同種異型)的分子基礎(chǔ)。

圖6-7 MHCⅠ類(lèi)分子結(jié)構(gòu)模式圖

注: 表示糖，P為磷酸化位點(diǎn)

表示多態(tài)性存在部位

美國(guó)哈佛大學(xué)Strominger實(shí)驗(yàn)室用X射線晶體衍射圖搞清了HLA-A2分子的立體結(jié)構(gòu)(圖6-8)。α3和β2m結(jié)構(gòu)域靠近細(xì)胞膜,位于分子的底部;α1和α2結(jié)構(gòu)域遠(yuǎn)離細(xì)胞膜位于分子的頂部，所組成的空間結(jié)構(gòu)是與抗原結(jié)合部位和被T細(xì)胞受體(TCR)識(shí)別的部位。與抗原結(jié)合部位的構(gòu)象呈深槽狀,由α1和α2結(jié)構(gòu)域各1條α螺旋和4條β折疊所組成。 兩條α螺旋位于抗原結(jié)合部位上部形成兩個(gè)側(cè)面,8條β折疊位于下部形成底面。所構(gòu)成的深槽大約長(zhǎng)2.5nm，寬1.0nm,深1.1nm,可結(jié)合8～20個(gè)氨基酸殘基,其大小和形狀適合于已加工處理的抗原片段。MHC Ⅰ類(lèi)抗原分子的多態(tài)性主要位于形成兩側(cè)面的α螺旋結(jié)構(gòu)上,與Ⅰ類(lèi)抗原遞呈抗原的功能相關(guān)，形成深槽內(nèi)部氨基酸的側(cè)鏈主要通過(guò)鹽鍵、氫鍵與抗原多肽結(jié)合；位于深槽外部和表面氨基酸是TCR識(shí)別的部位， 上述發(fā)現(xiàn)是近年來(lái)基礎(chǔ)免疫學(xué)中分子免疫學(xué)領(lǐng)域中最杰出的成就之一，為T(mén)CR識(shí)別MHC與加工處理的抗原復(fù)合物的理論研究和某些自身免疫性疾病的發(fā)病機(jī)理提供了重要依據(jù)。

(2)免疫球蛋白樣區(qū)(immunoglobulin-like region):α3約含90個(gè)氨基酸殘基，氨基酸組成十分保守,與IgC區(qū)同源,在二級(jí)結(jié)構(gòu)上，α3組成Ig樣折疊(Ig fold)，即七個(gè)β折疊股形成兩個(gè)平面，由二硫鍵相連，屬免疫球蛋白超家族(IGSF)中C1結(jié)構(gòu)。α3結(jié)構(gòu)域是α重鏈的非多態(tài)部分(nonpolymorphic)，通過(guò)MHC分子突變分析證實(shí),此區(qū)是與CD8分子相互作用的位置。

(3)穿膜區(qū)(transmembrane region): α3結(jié)構(gòu)域的羧基端側(cè)有一段較短的連接區(qū)(conn-ecting region)，穿膜區(qū)約由25個(gè)疏水性氨基酸殘基所組成，可能形成α螺旋穿過(guò)雙層脂質(zhì)的細(xì)胞膜，并使α鏈錨在細(xì)胞膜上。

(4)胞漿區(qū)(cytoplasmic region):含約30個(gè)氨基酸殘基，并具有數(shù)個(gè)cAMP依賴的蛋白激酶(蛋白激酶A,PKA)和PP60 Src酪氨酸激酶的磷酸化位點(diǎn)。此外，在羧基端含有一個(gè)谷氨酰胺殘基，作為轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶轉(zhuǎn)肽作用的底物。上述結(jié)構(gòu)可能在MHCⅠ類(lèi)分子與其它膜蛋白或細(xì)胞骨架成分相互作用中起作用，去除MHCⅠ類(lèi)分子胞漿羧基端可抑制Ⅰ類(lèi)分子的內(nèi)化。

2.輕鏈 含99個(gè)氨基酸殘基，分子量為12kDa，最早在一些鎘中毒患者尿中發(fā)現(xiàn),1968年Berggard 從腎小管病變的蛋白尿中分離出來(lái)，電泳位于β2區(qū)，稱β2微球蛋白(β2-microglobulin,β2m)。A、B、C抗原所含輕鏈均一致。β2m氨基酸排列與IgGCH2約有30％序列同源，故β2m有游離免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域(free immunoglobulin domain)之稱，屬免疫球蛋白超家族C1結(jié)構(gòu)。不同種動(dòng)物之間β2m很少有區(qū)別。β2m本身與HLA-A、B、C抗原特異性無(wú)關(guān)，也不直接參與同抗原的結(jié)合，但對(duì)于α重鏈在細(xì)胞膜表面的表達(dá)以及執(zhí)行其正常生理功能是必須的。如人B細(xì)胞系Daudi不能合成β2m， 雖然在Dandi細(xì)胞Ⅰ類(lèi)基因能發(fā)生轉(zhuǎn)錄，并可翻譯，但細(xì)胞翻譯產(chǎn)物是不穩(wěn)定的。當(dāng)Daudi細(xì)胞轉(zhuǎn)染了有功能的β2m的基因或與表達(dá)β2m的細(xì)胞融合，Daudi細(xì)胞即可在細(xì)胞表面表達(dá)Ⅰ類(lèi)抗原。α重鏈與β2m的結(jié)合可能發(fā)生在內(nèi)織網(wǎng)。有關(guān)β2m的免疫學(xué)功能近來(lái)受到重視。 用抗β2m的單克隆抗體NAMB1可抑制MLR中的反應(yīng)細(xì)胞?？乖c淋巴細(xì)胞接觸后18小時(shí)內(nèi)，抗β2m血清可抑制其抗體應(yīng)答。此外，β2m抗血清對(duì)PHA、ConA、PWM等對(duì)淋巴細(xì)胞的促有絲分裂作用都有明顯的抑制作用。由于β2m分子在細(xì)胞表面的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Ⅰ類(lèi)抗原分子的數(shù)目，故β2m可能以作為HLAⅠ類(lèi)抗原一部分和游離分子兩種形式存在。在某些病理情況下，血清和尿中β2m可明顯升高。

圖6-8 人MHC Ⅰ類(lèi)分子多肽的折疊

注: 左圖側(cè)面觀，右圖頂部觀。白色箭頭代表β疊股，白圈表示α螺旋，黑色線為二硫鍵

（二）Ⅱ類(lèi)抗原的結(jié)構(gòu)和分布

1. Ⅱ類(lèi)分子的結(jié)構(gòu) MHC Ⅱ類(lèi)分子是由α、β兩條鏈通過(guò)結(jié)合緊密的非共價(jià)鍵連接組成的異源雙體。α鏈分子量32～34kDa,有2個(gè)N連接寡糖，β鏈 29～32kDa，有一個(gè)N-連接糖基化點(diǎn)(圖6-9)。Ⅱ類(lèi)分子α、β鏈?zhǔn)怯刹煌蛩艽a。α、β鏈各有2個(gè)結(jié)構(gòu)域α1、α2及β1、β2。每個(gè)結(jié)構(gòu)域約含90氨基酸殘基，除α1區(qū)外，α2、β1、β2每個(gè)區(qū)各含一個(gè)二硫鍵。 α1和β1與Ig結(jié)構(gòu)域無(wú)相似性,組成肽結(jié)合區(qū)。α2和β2區(qū)與Igγ3和Cμ4相似,屬免疫球蛋白超家族C1型結(jié)構(gòu),非多態(tài)性。所有DR等位基因編碼的DR分子α2區(qū)結(jié)構(gòu)都相同, 但不同于DPα2或DQα2者。CD4分子與Ⅱ類(lèi)分子非多態(tài)部分相結(jié)合。

圖6-9 MHCⅡ類(lèi)分子結(jié)構(gòu)模式圖

Ⅱ 類(lèi)抗原的多態(tài)性主要與 DQα、DQβ、DRβ和DPβ鏈有關(guān)。在人類(lèi)Ⅱ類(lèi)抗原是HLA-D/DP、DQ、DR抗原,其中D和DP抗原在MLR中為刺激T細(xì)胞激活的抗原決定簇 (major lymphocyte activating determinants,Lads抗原),而DR和DQ則刺激抗體的產(chǎn)生， 這與下述的HLA抗原檢測(cè)的方法有關(guān)。

α2和β2羧基端側(cè)有一個(gè)短的連接區(qū)。穿膜區(qū)約含25個(gè)氨基酸殘基。胞漿區(qū)可能與信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。盡管尚未獲得α和β鏈的X-線晶體衍射圖，從MHCⅠ、Ⅱ類(lèi)分子結(jié)構(gòu)和功能的相似性以及最近結(jié)果提示MHCⅡ類(lèi)分子肽結(jié)合的多肽折疊形式與MHC Ⅰ類(lèi)分子十分相似，α1和β1各形成4條β折疊股和一條α螺旋。8條折疊股組成一個(gè)底層，支撐2個(gè)α螺旋，α、β鏈2個(gè)α螺旋形成肽結(jié)合區(qū)深槽的側(cè)面(圖6-10)。

最近在細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)與MHCⅡ類(lèi)分子相連的第三條鏈，稱之γ鏈，約30kDa，屬免疫球蛋白超家族成員，非MHC編碼，γ鏈氨基端在胞漿內(nèi)，而羧基端在細(xì)胞膜外。 在γ鏈到達(dá)細(xì)胞膜之前它是與MHCⅡ類(lèi)分子分離的。γ鏈確切的生理功能還不清楚，可能是(1)改變MHCⅡ 類(lèi)分子α、β鏈翻譯后加工的性質(zhì)；(2)參與Ⅱ類(lèi)分子細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)行；(3)與Ⅱ類(lèi)分子將外來(lái)抗原提呈給輔助性T細(xì)胞的功能有關(guān)；(4)最近又認(rèn)為γ鏈可防止機(jī)體自身合成的肽與Ⅱ類(lèi)分子結(jié)合，以保證Ⅱ類(lèi)分子肽結(jié)合點(diǎn)為外源性抗原結(jié)合之用。

圖6-10 MHCⅡ類(lèi)分子多肽的折疊(推測(cè))

注: 本圖為頂面觀，白色剪頭代表β折疊股，白圈表示α螺旋，黑

色線為二硫鍵，邊緣的虛線方塊表示尚未確定的多肽折疊。

2.I區(qū)相關(guān)抗關(guān)

(1)Ia抗原的概念: Klein、Shrefler(1974、1975年) 將小鼠I區(qū)基因所編碼的抗原稱為Ia抗原(I region associated antigen)，也有人將I區(qū)中的Ir基因的產(chǎn)物稱為Ia抗原。目前一般把人類(lèi)Ⅱ類(lèi)抗原，尤其DR抗原也稱為Ia抗原。

(2)Ia抗原的分布: 小鼠Ia抗原主要在B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、表皮細(xì)胞、精子、活化T細(xì)胞、郎罕氏細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞等。Ia抗原的組織分布見(jiàn)表6-6。

表6-6 Ia抗原的組織細(xì)胞分布(細(xì)胞熒光染色陽(yáng)性率％)

Ia抗原主要分布在脾臟、淋巴結(jié)的淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、胚胎肝細(xì)胞、表皮細(xì)胞、活化內(nèi)皮細(xì)胞、骨髓細(xì)胞和精子細(xì)胞上，某些腫瘤細(xì)胞也具有Ia抗原。而紅細(xì)胞、血小板、腦組織、腎臟和成年肝細(xì)胞未見(jiàn)有Ia抗原。

無(wú)論是Th還是Tc/Ts被激活后一部分細(xì)胞表達(dá)Ia抗原。此外巨噬細(xì)胞、表皮郎罕氏細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞也含有較高比例的Ia抗原，有人認(rèn)為Ia抗原還與巨噬細(xì)胞亞群分類(lèi)有關(guān)。

D抗原分布還缺乏系統(tǒng)資料。但從現(xiàn)有資料中看到，除B淋巴細(xì)胞外，T細(xì)胞、單核細(xì)胞、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和精子細(xì)胞也可以誘導(dǎo)淋巴母細(xì)胞反應(yīng)，提示上述細(xì)胞存在D抗原，而血小板不存在D抗原。

(3)Ia抗原的功能: Ia抗原最主要的功能是作為Ir基因的產(chǎn)物，參與免疫應(yīng)答的遺傳控制及其應(yīng)答過(guò)程中的遺傳限制作用，這將在本章第五節(jié)中重點(diǎn)加以討論。此外還有以下的生物學(xué)功能:

①與B細(xì)胞分化的關(guān)系: 分化發(fā)育尚未成熟的B細(xì)胞以及B細(xì)胞型白血病細(xì)胞均可檢出Ia抗原，成熟的漿細(xì)胞表面不能檢出Ia抗原。

②人類(lèi)Ia抗原與MLR刺激: 在單向MLR中刺激同種異體T細(xì)胞增殖的刺激細(xì)胞除B細(xì)胞外，其它的Ia陽(yáng)性細(xì)胞如建株B細(xì)胞、精子、巨噬細(xì)胞、郎罕氏細(xì)胞的刺激能力與表面Ia抗原有關(guān),巨噬細(xì)胞和郎罕氏細(xì)胞較強(qiáng)，精子較弱?？谷薎a樣抗血清或抗Ia樣單克隆抗體對(duì)人類(lèi)MLR均有非常明顯的抑制效應(yīng)。

③人類(lèi)Ia樣抗原與免疫輔佐細(xì)胞: 只有Ia陽(yáng)性的單核-巨噬細(xì)胞、 表皮郎罕氏細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞具有執(zhí)行抗原提呈細(xì)胞(antigen presenting cell,APC)的輔助免疫應(yīng)答的功能。最近發(fā)現(xiàn)Ia陽(yáng)性B細(xì)胞也是機(jī)體重要的抗原提呈細(xì)胞。

④人類(lèi)Ia樣與T淋巴細(xì)胞: T細(xì)胞經(jīng)活化后(包括PHA、ConA、PWM，可溶性抗原， 同種異體抗原刺激)能合成并在細(xì)胞表面表達(dá)Ia抗原，其特異性與同一個(gè)體Ia抗原相一致。促有絲分裂原激活的Ia陽(yáng)性T細(xì)胞以PWM刺激后比例最高，PHA次之，ConA最低。

⑤Ia抗體與免疫增強(qiáng): 免疫增強(qiáng)(immunologicalenhancement) 主要是由Ia抗體介導(dǎo)的一種特異性免疫抑制作用。 有人認(rèn)為移植前輸血所引起移植物存活延長(zhǎng)現(xiàn)象是由B細(xì)胞導(dǎo)致的主動(dòng)免疫增強(qiáng)現(xiàn)象。免疫增強(qiáng)的機(jī)制還不十分明了，可能與Ia抗體與Ia抗原結(jié)合后，阻止了供體Ia抗原對(duì)Th的刺激作用，從而阻斷移植排斥免疫應(yīng)答的致敏過(guò)程；另一可能是Ia抗體的抗原結(jié)合位置可刺激受者產(chǎn)生抗獨(dú)特型抗體， 這種抗獨(dú)特型抗體可與Th細(xì)胞上Ia 抗原識(shí)別受體相結(jié)合，從而阻止了Th細(xì)胞對(duì)Ia抗原的識(shí)別，阻斷移植后排斥反應(yīng)的產(chǎn)生。

二、MHC　I類(lèi)、Ⅱ類(lèi)基因的結(jié)構(gòu)

MHC I類(lèi)、Ⅱ類(lèi)基因外顯子和內(nèi)含子的組成相似（圖6-11）。第一個(gè)外顯子編碼先導(dǎo)序列。MHc I類(lèi)分子α1、α2和α3是由三個(gè)不同的外顯子所編碼，空膜區(qū)和胞漿區(qū)是由數(shù)個(gè)較小的外顯子編碼。MHc I類(lèi)分子胞漿部分每一個(gè)保守的磷酸化位點(diǎn)是由不同的小外顯子分別編碼。有多個(gè)調(diào)節(jié)MHC基因的轉(zhuǎn)錄的順式調(diào)節(jié)順序（cis-regulatory sequences)位于MHC基因外顯子的5`端，這些調(diào)節(jié)順序是作為反式作用的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白的結(jié)合位點(diǎn)。此外，在MHc I類(lèi)基因中也發(fā)現(xiàn)有啟動(dòng)子和增強(qiáng)子，并存在著對(duì)細(xì)胞因子特別是IFN-γ應(yīng)答的核苷酸序列。在MHc Ⅱ類(lèi)基因中含有對(duì)于Ⅱ類(lèi)基因表達(dá)所必需的、稱之為W（或H）、X和Y盒的三個(gè)保守的核甘酸序列。

圖6-11　MHc Ⅰ、Ⅱ類(lèi)基因外顯子內(nèi)含子結(jié)構(gòu)

IFN-γ可調(diào)節(jié)MHC I類(lèi)和Ⅱ類(lèi)分子的表達(dá)。IFN-γ幾乎對(duì)所有細(xì)胞MHc I類(lèi)抗原的表達(dá)有促進(jìn)作用，其他的細(xì)胞因子如IFN-α、INF-β、TNF和LT也能促進(jìn)MHc I類(lèi)分子的表達(dá)。IFN-γ等細(xì)胞因子促進(jìn)I類(lèi)分子表達(dá)水平升高的機(jī)理可能是細(xì)胞因子激活的轉(zhuǎn)錄因子（cytokine-activatedtranscription factors）結(jié)合到I類(lèi)基因DNA的調(diào)節(jié)序列上。IFN-γ可促進(jìn)單核-巨噬細(xì)胞、郎罕氏細(xì)胞NHc Ⅱ類(lèi)分子的表達(dá)，誘導(dǎo)MHc Ⅱ類(lèi)分子陰性的內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞（stromal cell）表達(dá)Ⅱ類(lèi)分子；樹(shù)突狀細(xì)胞和活化人T細(xì)胞可表達(dá)Ⅱ類(lèi)分子，但I(xiàn)FN-γ無(wú)明顯調(diào)節(jié)作用；對(duì)于小鼠B細(xì)胞，IFN-γ作用后Ⅱ類(lèi)分子表達(dá)反而降低，而IL-4有促進(jìn)表達(dá)的作用。

第三節(jié)　MHC中的單體型

在11次IHW報(bào)告了36個(gè)人MHCⅢ類(lèi)基因，其中發(fā)現(xiàn)最早、知之最祥、并與免疫應(yīng)答關(guān)系最密切的是C4A、C4B、Bf和C2四個(gè)基因。

人C4A和C4B兩個(gè)基因座，表現(xiàn)為復(fù)雜的多態(tài)現(xiàn)象，在每個(gè)C4A或C4B分子上的C4d區(qū)個(gè)別氨基酸的差別形成許多型別，目前已有40多種同種異型（allotype）。例如C4B與C4B2的區(qū)別在于C4d的1054位氨基酸組成，前者為甘氨酸，后者為天冬氨酸。由于基因缺失（genedeletion）、基因轉(zhuǎn)換（gene conversion）等原因C4基因有時(shí)不能表達(dá)，稱為零基因（C4 puantity zero,C4QO）或靜息基因，常伴有旁側(cè)的固醇21-羥化酶的缺乏。如純合子C4零基因，伴有21羥化酶缺乏引起的耗鹽型先天性腎上腺增生（congenital adrenal hyperplasia,CAH）。此外，C4QO還與SLE、IDDM等有關(guān)。

Bf具有遺傳多態(tài)現(xiàn)象，最常見(jiàn)的表型是S（slow）和F（fast），而S1（slower thanS）及F1（faster than F）羅為少見(jiàn)。這四個(gè)等位基因?qū)俪Ｈ旧w顯性遺傳，S與F的結(jié)構(gòu)差別在Ba，而決定S1和F1的結(jié)構(gòu)差異在Bb片段。除上述四型外，至今還發(fā)現(xiàn)了近20種罕見(jiàn)型，基因頻率均小于0.02-0.03?，F(xiàn)在研究資料表明，Bf的多態(tài)性與某些自身免疫性疾病和感染性疾病易感有關(guān)，如胰島素依賴性糖尿病（IDDM）BfF1頻率顯著升高，BfF1還可能與麻風(fēng)病有關(guān)。

C2有3個(gè)等位基因：C2A（basic）和C2C（common）?；蝾l率分別為<1%、2%和97%。遺傳性C2缺乏是由于C2結(jié)構(gòu)基因上存在零基因（nullgene）,也稱靜息基因，寫(xiě)為C2QO。補(bǔ)體各成分的遺傳性缺乏中C2所占比例較高，為常染色體共顯性遺傳。異合子C2遺傳性缺乏常表現(xiàn)C2濃度只有正常值的一半，而純合子C2缺乏者全身性紅斑狼瘡樣病患者發(fā)病率較高。C2QO等位基因常伴有HLA-A25、B18、DR2、BfS、C4A4、C4B2這組單體型出現(xiàn)。

在MHC（人 HLA）各基因座位間常緊密連鎖，并有連鎖不平衡情況，組成更大范圍的型別。這種型別的檢測(cè)常較單座位提供的遺傳信息更多，因此在人類(lèi)源流考察、法醫(yī)知鑒定、疾病的遺傳易感性研究、免疫調(diào)控等方面更為重要，近年受到人們特別的重視。從理論上講，這些單體型組成形式應(yīng)該是很多的，而目前提及的是C4單體型、補(bǔ)體型與HLA擴(kuò)展單體型三種，于此簡(jiǎn)略加以介紹。

一、C4單體型

1978年O'Neill等發(fā)現(xiàn)C4存在兩個(gè)基因座位，分別命名為C4A^*與C4B^*，繼后證實(shí)血中確有兩種C4同種型（isotype）C4A與C4B，這在補(bǔ)體研究中卻屬獨(dú)一無(wú)二。接著探明，這兩個(gè)基因在人均位于C6p，且中間僅隔10kb，兩基因緊密連鎖，構(gòu)成單體型，即C4單型。1981年Brun-Petersen等人首先檢出了北歐人12個(gè)C4單體型，嗣后白人、黑人、黃人的資料相繼出現(xiàn)，并在9次IHW上進(jìn)行了總結(jié)。我國(guó)也在1991年出現(xiàn)了第一篇報(bào)道。Mauff曾對(duì)世界范圍內(nèi)的資料進(jìn)行過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，提出高頻率的C4單體型一般分布在A4B2到A2B1等11型中，占總頻率的75%以上，A3B1、A3BO及AOB1三型占60-74%。我國(guó)情況亦同，似乎更為集中。但各人種間也存在著若干差別；如A4B2頻率在日本人特別高，白人較低，黑人中末見(jiàn)；又如含A5、A6等C4A快泳帶的C4單體型黃人中少見(jiàn)，黑人最多，白人居中；等等。

二、補(bǔ)體型

位于HLA-Ⅲ類(lèi)中的補(bǔ)體基因，不僅兩個(gè)C4基因緊密連鎖，構(gòu)成C4單體型，而且與另外兩個(gè)補(bǔ)體基因BF^*與C2^*也緊密連鎖，構(gòu)成更大的單體型，Alper等命名其為補(bǔ)體型（complotype）。Alper等人提出，在不足100kb的DNA分段上居有4個(gè)補(bǔ)體基因，從理論上計(jì)算，基因間的隨機(jī)交換率在10000到2000次減數(shù)分裂中還不到一次。事實(shí)上，在無(wú)數(shù)減數(shù)分裂中從未發(fā)現(xiàn)這些座位間的交換，總以一個(gè)配子單位進(jìn)得遺傳。此外還發(fā)現(xiàn)，如果將這4個(gè)補(bǔ)體座位上發(fā)現(xiàn)的所有等位基因按隨機(jī)組合排列，預(yù)計(jì)將有千種廠的補(bǔ)體型，但就目前報(bào)道的數(shù)目來(lái)看，常見(jiàn)的不過(guò)10種上下，加上不常見(jiàn)的，也只有40余種。這表示在這些座位間存在著明顯的連鎖不平衡。

補(bǔ)體型的檢測(cè)一般需要家系采血，至于4個(gè)基因型的排列順序，在其遺傳學(xué)順序尚末弄清之前，Alper等是按Bf-C2-C4A-C4B編排的，但在獲悉其染色體上排列順序?yàn)镃2-Bf-C4A-C4B(從端粒點(diǎn)到著絲點(diǎn))后則多用后者順序表示，且多用縮寫(xiě)形式，如C2C、BfS、C4A3、C4B1常寫(xiě)為CS31等等。最早報(bào)告的正常人補(bǔ)體型為美國(guó)白人，至今已積累到1945條染色體的數(shù)據(jù)，其中CS31頻率最高，約占40%，其次是CS01、CF31、CS30、CS42等，頻率超過(guò)0.005的約占半數(shù)；連罕見(jiàn)型在內(nèi)，一共檢出44種。繼后加拿大人、德國(guó)人、法國(guó)人、西班牙人、黎巴嫩人、南非黑人、美國(guó)黑人、日本人及中國(guó)人的資料相斷問(wèn)世，對(duì)比這些資料發(fā)現(xiàn)，共同點(diǎn)不少，但也有不少分歧，對(duì)于這些分歧進(jìn)行分析表明，有些極易理解（如黑人的CF31占首位，因?yàn)楹谌薆fF遠(yuǎn)較其他人種為高），有些尚難解釋。

三、MHC擴(kuò)展單體型

近年研究表明，在正常人以及某些疾病對(duì)HLA-Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ這三類(lèi)基因還存在連鎖不平衡現(xiàn)象，并構(gòu)成一些具有分布特異性的大單體型，并先后提出不同的術(shù)語(yǔ)加以概括，如MHC擴(kuò)展單體型（MHC-extended haplotype,EH)、MHC祖?zhèn)鲉误w型（MHCancestral heplotype,AH）、HLA-補(bǔ)體單體型（HLA-complement haplotype）超型、超單體型、優(yōu)勢(shì)等位基因組合等。在目前，EH與AH較常引用。一般目前認(rèn)為以HLA-[B-（C2）-Bf-C4A-C4B-DR]等。6個(gè)或5個(gè)座位的同步檢測(cè)應(yīng)是最低要求，而且常用HLA-B型進(jìn)行命名。不過(guò)HLA基因DNA分型技術(shù)的快速發(fā)展，有些在HLA-Ⅱ類(lèi)血清學(xué)分型的基礎(chǔ)上加上DNA分型，看來(lái)是當(dāng)前發(fā)展的趨勢(shì)。Alper與Awdeh等人測(cè)定過(guò)美國(guó)白人714條染色體上EH頻率，其中以HLA-[B8-CS01-DR3]頻率最高，頻率超過(guò)0.01的EH共有12種。這些EH的組合頻率約占檢出總EH的30%。他們還提出HLA-EH固定在HLA-B與DR之間的距離約106bpDNA，相當(dāng)于連鎖圖距1cM，或重組分?jǐn)?shù)0.01。

Dawkins提出的MHC-AH系指無(wú)關(guān)個(gè)體間相同的保留單體型，或者說(shuō)存在于無(wú)關(guān)個(gè)群體中單體型特異性的等位基因組合，這在HLA已知基因座位已有證明，但C6p的HLA區(qū)還是有不少DNA區(qū)尚末發(fā)現(xiàn)具體的基因，用HLA-B至TNF之間尚末發(fā)現(xiàn)具體基因的DNA探針進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，這些區(qū)也呈多態(tài)現(xiàn)象，各段DNA也組成單體型，而且這種單體型也與特定的已知AH有連鎖關(guān)系。這一發(fā)現(xiàn)，無(wú)疑對(duì)HLA-AH的本質(zhì)有了進(jìn)一步的了解。

EH或AAH在人類(lèi)學(xué)研究上具有意義。Fraser等在非洲源黑人中檢出4種過(guò)去沒(méi)有報(bào)告過(guò)的補(bǔ)體型CF（1，90）0、CF63、C（F1）17及CS（3，2，90）0，其中前兩種分別與HLA-B42（52、53、58）-DR3和HLA-B70-DR5組成EH，而這兩種EH在白人中極為罕見(jiàn)，國(guó)外認(rèn)為非洲源黑人具有獨(dú)特的HLA-EH。又如中國(guó)人與日本人多見(jiàn)的HA前半段為HLA-[A2-Cw11-B46-C2C-BfS-C4A4-C4B2]完全相同，只有DR前者為9，后者為8，DQ前者為9，后者為6，這表示，中日兩個(gè)人群的AH具有極大的相似性，而在HLA-Ⅱ類(lèi)外才有分化。撒丁島人（Sardinian）HLA-EH很受人們的重視，在意大利的撒丁島，15%的人的EH為HLA-[A30-Cw5-B18-BfF1-DR3-DR52-DQ2],遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出至今所知的世界人群，而且其C4B與21A基因RELP缺失，即這一單體型為C4及21羥化酶基因重復(fù)的祖?zhèn)鲉误w型。

第四節(jié)　MHC的生物學(xué)功能

MHC具有重要的生物學(xué)功能，主要包括參與胸腺對(duì)胸腺細(xì)胞的選擇作用，對(duì)機(jī)體免疫應(yīng)答的遺傳控制，參與免疫細(xì)胞相互識(shí)別，對(duì)免疫細(xì)胞相互作用的遺傳限制等。有關(guān)Ⅲ類(lèi)抗原C2、C4和B因子的功能請(qǐng)參見(jiàn)有關(guān)補(bǔ)體系統(tǒng)的內(nèi)容。

一、MHC與胸腺對(duì)胸腺細(xì)胞的選擇作用

成熟的、有功能的T細(xì)胞必須經(jīng)過(guò)在胸腺中陽(yáng)性選擇和陰性選擇，MHC在這兩種選擇中起關(guān)鍵作用。

（一）陽(yáng)性選擇過(guò)程（positive selection）

早期的胸腺細(xì)胞前體（prothymocyte）不足3%，為CD4-CD8-雙陰性細(xì)胞（double negative cells），隨后發(fā)CD4+CD8+雙陽(yáng)性細(xì)胞（double positive cells），并受一以嚴(yán)格的選擇。假如一個(gè)雙陽(yáng)性細(xì)胞表面能與胸腺皮質(zhì)上皮細(xì)胞表面MHc I類(lèi)或Ⅱ類(lèi)分子發(fā)生有效結(jié)合，就可被選擇而繼續(xù)發(fā)育，否則會(huì)發(fā)生程序性的細(xì)胞死亡（programmed cell death）。MHC I類(lèi)分子選擇CD8復(fù)合受體（coreceptor），而使雙陽(yáng)性細(xì)胞表面CD4復(fù)合受體減少；MHCⅡ類(lèi)分子選擇CD4復(fù)合受體，而使CD8復(fù)合受體減少。這種選擇過(guò)程賦于成熟CD8+CD4-T細(xì)胞具有識(shí)別抗原與自身MHc I類(lèi)分子復(fù)合物的能力，CD4+CD8-T細(xì)胞具有識(shí)別抗原與自身MHCⅡ類(lèi)分子復(fù)合物的能力，成為T(mén)細(xì)胞MHC限制現(xiàn)象的基礎(chǔ)。

(二)陰性選擇過(guò)程（negativeselection）

經(jīng)過(guò)陽(yáng)性選擇后的T細(xì)胞還必須經(jīng)過(guò)一個(gè)陰性選擇過(guò)程，才能成為成熟的、具有識(shí)別外來(lái)抗原能力的T細(xì)胞。位于皮質(zhì)與髓質(zhì)交界外的樹(shù)突狀細(xì)胞（DC）和巨噬細(xì)胞（Mφ）表達(dá)高水平的MHc I類(lèi)抗原和Ⅱ類(lèi)抗原，在胚胎發(fā)育過(guò)程中，機(jī)體自身抗原成分與DC或Mφ表面MHc I類(lèi)、Ⅱ類(lèi)抗原形成復(fù)合物。經(jīng)過(guò)陽(yáng)性選擇后的胸腺細(xì)胞如能識(shí)別DC或Mφ細(xì)胞表面自身抗原與MHC抗原復(fù)合物，即發(fā)生自身耐受（self tolerance）而停止發(fā)育，而不發(fā)生結(jié)合的胸腺細(xì)胞才能繼續(xù)發(fā)育為識(shí)別外來(lái)抗原CD4+CD8-或CD4-CD8+單陽(yáng)性細(xì)胞，遷移到外周血液中去（圖6-13）。

二、MHC對(duì)免疫應(yīng)答的遺傳控制

人們?cè)缫延^察到各種不同品系動(dòng)物的免疫應(yīng)答是由遺傳控制的，如豚鼠對(duì)白喉毒素結(jié)核菌素的易感性在不同品系間有很大差異人類(lèi)變態(tài)反應(yīng)性疾病的發(fā)生與遺傳因素有關(guān)。但對(duì)這一問(wèn)題的深入研究主要?dú)w功于60年代后免疫化學(xué)研究中合成多肽抗原的應(yīng)用，對(duì)H-2的深入了解以及同類(lèi)系和H-2內(nèi)重組株小鼠的建立。

（一）MHC對(duì)免疫應(yīng)答遺傳控制研究的基本條件

1.人工合成多肽抗原 化學(xué)合成多肽抗原主要有以下兩類(lèi)：

（1）合成分枝多肽抗原：它是以線狀的多聚賴氨酸（L）聯(lián)上多聚丙氨酸（A）的側(cè)鏈，形成A-L骨架結(jié)構(gòu)，然后再在丙氨酸鏈上偶聯(lián)不同的氨基酸，形成具有不同抗原特異性的分枝多肽抗原。最常用的是（T，G）-A-L，（H，G）-A-L和（φ，G）-A-L等（圖6-14）?？乖禺愋杂赡┒税被崴鶝Q定，側(cè)枝和主干起載體的作用。

圖6-13　MHC與胸腺的選擇作用

（2）線狀多肽抗原：這是幾種氨基酸按不同比例和數(shù)量結(jié)合而成的線狀多肽，具有較強(qiáng)的抗原性，如GLφ等。單種氨基酸組成的均一多肽抗原性很弱，但偶聯(lián)上半抗原后則是很好的免疫原，例如多聚賴氨酸（PLL）與DNP偶聯(lián)形成的DNP-PLL被廣泛用于豚鼠免疫應(yīng)答遺傳控制的研究。

2.同類(lèi)系小鼠（congenic mice）是遺傳北景完合相同，只是所需研究的那個(gè)基因不同的小鼠。建立同類(lèi)系小鼠是諾貝爾獲得者Snell對(duì)免疫遺傳學(xué)作用出的突出貢獻(xiàn)。有了同類(lèi)系小鼠和人工合成多肽抗原，就可以深入研究免疫應(yīng)答的基因控制以及與MHC的關(guān)系。同類(lèi)系小鼠的培育的方法見(jiàn)圖6-15。

首先近交系（inbredstrain）A品系小鼠與另一個(gè)近交系B品系小鼠進(jìn)行交配，A品系MHC是a/a純合（homozygous）的，B品系MHC是b/b純合的。A與B品系雜交的子一代（F1）全部是a/b雜合狀態(tài)的。然后將F1小鼠與親本A品系進(jìn)行回交（backcross），其子代一半為a/a，另一半為a/b,a/b雜合狀態(tài)小鼠的皮片移植到A品系小鼠后迅速被排斥，而a/a子代小鼠的皮片移植到A品系小鼠后并不迅速被排斥。將通過(guò)皮片移植后發(fā)生迅速排所鑒定的a/b雜合小鼠又與A品系小鼠進(jìn)行回交，其子代一半為a/a，另一半為a/b，再用上述皮片移植排斥反應(yīng)的方法鑒定出a/a或a/b，將a/b雜合不再與A品系小鼠進(jìn)行回交。如此繼續(xù)20代后，a/b雜合小b等位基因仍然保留，但原來(lái)B品系小鼠中其它的遺傳座位都消失了，正如連續(xù)稀釋（serial dilution）一樣，F(xiàn)1小鼠保留了B品系基因的50%，回交后第一代平均只保留了B品系基因的25%，這樣經(jīng)過(guò)20次回交后除了保留B品系的MHC等位基因（b）以外，其余B品系的基因（非MHC基因）都消失。也就是說(shuō)，經(jīng)過(guò)如此20代回交后a/b小鼠，除了第17號(hào)染色體上的MHC是a/b雜合以外，其余的遺傳背景（除17號(hào)染色體MHC以外和其余39對(duì)染色體）均與A品系相同。將經(jīng)過(guò)20代回交的a/b小鼠進(jìn)行品種間雜交（interbreed）或稱史妹交配，其子代的MHC基因25%是a/a純合，25%是b/b純合，50%是a/b雜合的。其中b/b純合小鼠皮片移植的A品系小鼠后即發(fā)生迅速的排斥。用b/b純合小鼠進(jìn)行品種間雜交，培育出一個(gè)新的品系即MHC基因位點(diǎn)上與B品系相同，而其它所有的遺傳背景與A品系相同，我們可稱作這個(gè)品系小鼠與A品系是同類(lèi)系（congenic to strain A）,或者叫做在A遺傳背景的B MHC。常用同類(lèi)系小鼠單體型見(jiàn)表6-7。

圖6-14　合成分枝多肽抗原示意

注：（T，G）-A--L：（多聚酪氨酸，多聚谷氨酸）-多聚丙氨酸-多聚賴氨酸

（H，G）-A--L：（多聚酪氨酸，多聚谷氨酸）-多聚丙氨酸-多聚賴氨酸

（φ，G）-A--L：（多聚酪氨酸，多聚谷氨酸）-多聚丙氨酸-多聚賴氨酸

L：L型，D：D型

3.H-2內(nèi)重組株　通過(guò)不同的同類(lèi)系雜交，根據(jù)交換重組定律，在雜交后代中選擇新的H-2內(nèi)重組體（interH-2recombinants）。不同的重組株在H-2內(nèi)的一些基因位點(diǎn)具有不同的等位基因，即H-2單體型（haplotype）不同。

例如品系A(chǔ)，B10.A單體型為a，它是由H-2k和H-2d兩個(gè)雙親單體型的I-E亞區(qū)和S區(qū)之間發(fā)生交換重組而產(chǎn)生（表6-8）。H-2內(nèi)重組株（舉例）參見(jiàn)表6-9。

表6-7　常用同類(lèi)系小鼠的單體型（標(biāo)準(zhǔn)品系，type strains）

圖6-15　同類(lèi)系小鼠培育的方法

表6-8　A.B10.AH-2內(nèi)重組株的產(chǎn)生

表6-9 H-2內(nèi)重組株（舉例）

（二）Ir基因

1.免疫應(yīng)答基因的發(fā)現(xiàn) Benacerraf等（1963）首先證實(shí)豚鼠對(duì)人工合成抗原PLL（聚-L-賴氨酸）等的抗體應(yīng)答能力受單個(gè)常染色體顯性基因（單基因）的控制（表6-10）。實(shí)驗(yàn)表明，2和13兩個(gè)品系豚鼠對(duì)不同人工合成抗原的應(yīng)答能力不同。兩個(gè)品系雜交的子一代（F1）對(duì)三種抗原全部有應(yīng)答能力，說(shuō)明應(yīng)答基因?yàn)轱@性。再將F1和隱性親本進(jìn)行回交，所得下一代對(duì)抗原的應(yīng)答表現(xiàn)出孟德?tīng)柖傻姆蛛x現(xiàn)象，應(yīng)答與無(wú)應(yīng)答個(gè)體呈1：1之比，說(shuō)明遺傳是由單基因控制的。F1代與顯性親本進(jìn)行回交，下一代中全部對(duì)抗原發(fā)生應(yīng)答。Benacerraf將控制免疫應(yīng)答的基因稱為免疫應(yīng)答基因（immune responesgene ,Ir基因）。具有Ir基因的動(dòng)物對(duì)相應(yīng)抗原呈高應(yīng)答者（responder）,缺乏核基因者呈無(wú)應(yīng)答或低應(yīng)答者（non-responder）。

表6-10　豚鼠免疫應(yīng)答基因的發(fā)現(xiàn)

注：DNP-PLL：二硝基苯—多聚賴氨酸　GA：谷氨酰丙氨酸多聚體 CT：谷氨酰酪氨酸多聚體

2.小鼠Ir基因位一地H-2　I區(qū)內(nèi)

（1）小鼠Ir-1基因與MHC連鎖基因：60年代中期，McDevitt和Sela等發(fā)現(xiàn)小鼠有類(lèi)似針對(duì)合成分枝多肽（T，G）-A-L抗原的基因，稱Ir-1基因，并證明該基因與MHC存在著連鎖關(guān)系；如C57BL小鼠對(duì)（T，G）-A-L有高抗體應(yīng)答，而CBA小鼠則為低應(yīng)答；對(duì)（H，G）-A-L的反應(yīng)則CBA小鼠為高應(yīng)答，而C57BL為低應(yīng)答。以后又檢了一系列對(duì)特定抗原高應(yīng)答、中應(yīng)答或低應(yīng)答的小鼠品系（表6-11）。并用回交試驗(yàn)證實(shí)小鼠Ir基因?yàn)閱蝹€(gè)常染色體顯性遺傳（圖6-16）。

表6-11 不同品系小鼠對(duì)三種人工合成抗原的抗體應(yīng)答

（2）Ir-1基因定位于H-2 I區(qū)內(nèi)：70年代初，McDevitt等又利用同類(lèi)系和H-2內(nèi)重組系小鼠，將1r-1基因定位于H-2 I區(qū)內(nèi)（表6-12）。

Milich等（1982）應(yīng)用同類(lèi)系小鼠證實(shí)對(duì)HBsAg a和d決定簇的體液免疫應(yīng)答也受MHC內(nèi)的基因所調(diào)節(jié)。單倍H-2^q產(chǎn)生高應(yīng)答，H-2^s.f產(chǎn)生低或無(wú)應(yīng)答，H-2^a.b.d.k單倍型為中等應(yīng)答。進(jìn)一步用H-2內(nèi)重組系小鼠的實(shí)驗(yàn)表明，控制上述體液免疫應(yīng)答的基因可能位于K區(qū)和I-A亞區(qū)。

圖6-16 應(yīng)用回交試驗(yàn)證實(shí)小鼠對(duì)（多聚苯丙氨酸，多聚谷氨酸）-多聚丙氨酸-多降賴氨酸[φG）-A-L]應(yīng)答的Ir基因?yàn)閱蝹€(gè)常染色體顯性遺傳

表6-12 位H-2 I區(qū)內(nèi)Ir基因位置（舉例）

注：T酪氨酸　G-谷氨酸　A-丙氨酸

L賴氨酸　H-組氨酸　Pro-脯氨酸

Leu-亮氨酸　Phe-苯丙氨酸

（3）H-2對(duì)DHR的遺傳控制：對(duì)人工合成抗原誘導(dǎo)的遲發(fā)型超敏應(yīng)答（DHR）同樣受MHC的遺傳控制。H-2^{a.b.d.f.j.k.r.u.v}單倍單倍型小鼠對(duì)多聚體GAT（谷氨酸⁶⁰-丙氨酸⁹⁰-酪氨酸¹⁰）的刺激表現(xiàn)為DHR應(yīng)答品系（R），H-2^n.p.q.s單倍型屬于無(wú)應(yīng)答品系（NR）。R品系與NR品系雜交，F(xiàn)1為R品系，F(xiàn)1與NR回交，后代1/2為R，1/2為NR，符合單個(gè)常染色體顯性遺傳的規(guī)律。DHR可以通過(guò)致敏T細(xì)胞傳遞給同基因小鼠，而不能傳遞給不同基因之小鼠，DHR也可傳遞給有一個(gè)單體型相同之小鼠，如雜交子一代，但超敏反應(yīng)程度介于前兩者之間。雜交子一代的致敏T細(xì)胞亦可把DHR傳遞給親代。Miller等又進(jìn)一步證明，對(duì)GAT遲發(fā)型超敏應(yīng)答的補(bǔ)動(dòng)傳遞不要求供體與受體基因型完全相同，而只有I-A亞區(qū)相同。

3.人的免疫應(yīng)答基因 　胡蜀山等（1985）請(qǐng)用³H-TdR法，以體外誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞增殖刺激指數(shù)為指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)在無(wú)關(guān)志愿者中對(duì)（H，G）-A-L、（T、G）-A-L、（Phe、G）-A-L、GLPhe和GAT抗原應(yīng)答的百分率分別為64%、54%、30%、36%和76%。通過(guò)家系調(diào)查表明：（1）人類(lèi)對(duì)人工合成抗原泊應(yīng)答也符合孟德?tīng)枂稳旧w顯性遺傳的規(guī)律；（2）控制（T、G）-A-L和（H，G）-A-L和Ir基因是不同的；（3）通過(guò)HLA內(nèi)重組家系的HLA抗原的分析，提示控制（T、G）-A-L和（H、G）-A-L的Ir基因Ir-TGAL和Ir-HGAL位于HLA-A與B位點(diǎn)之間而與D/DR無(wú)關(guān)。

Ir基因與MHC連鎖的現(xiàn)象，除豚鼠、小鼠和人外，也見(jiàn)于大鼠、恒河猴等多種動(dòng)物，表明這種現(xiàn)象具有普遍的生物學(xué)意義。

4.免疫應(yīng)答基因的作用模式 　對(duì)某些抗原不起應(yīng)答或呈低免疫應(yīng)答，可能是由于Ir基因缺陷，Ir基因所編碼的Ia抗原不能與該抗原結(jié)合，或?qū)乖奶岢誓芰Φ停荒芗せ頣h，或只能引起低免疫應(yīng)答。有關(guān)Ir基因通過(guò)其基因產(chǎn)物Ia抗原在Mφ與Th間傳遞抗原的水平上起作用的模式主要有Benacerraf(1978)提出的決定基選擇模型（determinant selectionmodel）(圖6-17)，該模式認(rèn)為的Mφ表面的Ir基因產(chǎn)物有數(shù)量不限的特異性結(jié)合點(diǎn)，能特異地與一定的氨基酸順序結(jié)合，這些特異的氨基酸順序約由3～4個(gè)氨基酸組成，使一個(gè)復(fù)雜的外來(lái)抗原物。T細(xì)胞抗原受體（TCR）只能識(shí)別復(fù)合物分子才發(fā)生免疫應(yīng)答反應(yīng)。如果某個(gè)外來(lái)抗原結(jié)構(gòu)中不具備這種特定的氨基酸順序，或Mφ表面Ir基因產(chǎn)物不能與外來(lái)抗原特定的決定簇結(jié)合，都不能被TCR所識(shí)別，表現(xiàn)出對(duì)這種抗原的無(wú)應(yīng)答狀態(tài)。

5.Is基因和Ts細(xì)胞　Debre（1975）發(fā)現(xiàn)GT抗原可在某些小鼠體內(nèi)誘導(dǎo)Ts細(xì)胞而抑制對(duì)GT-MBSA（甲基化的牛血清白蛋白）的免疫應(yīng)答。這種控制抑制誘導(dǎo)的基因是顯性遺傳的，與H-2基因復(fù)合體有關(guān)。為了與位于H-2的Ir基因相區(qū)別，Debre等稱之為Is基因。開(kāi)始有人認(rèn)為Is基因位于I-J亞區(qū)，最近的研究表明，Is基因可能位于I-A亞區(qū)內(nèi)，而目前I-J亞區(qū)并未得到證實(shí)。某些小鼠對(duì)一些抗原（如CT，GAT）的無(wú)應(yīng)答性是由于這些抗原誘導(dǎo)產(chǎn)生了Ts細(xì)胞的結(jié)果，小鼠接受這些抗原誘導(dǎo)的能力受Is基因控制。如選擇性地除去Ts細(xì)胞后，無(wú)應(yīng)答者可變不應(yīng)答者。

圖6-17　決定基選擇模型

免疫應(yīng)答基因已逐漸超出原來(lái)的概念：一是在MHC內(nèi)除與Ⅱ類(lèi)基因有關(guān)外，還與I類(lèi)基因有關(guān)，如流感病與HLA-B7親和性高，DNFB與HLA-A2親和性高，HLA-B34、B22者對(duì)風(fēng)疹疫苗接種所產(chǎn)生的抗體效價(jià)較高，而HLA-B16者對(duì)流感疫苗無(wú)免疫應(yīng)答。雜合個(gè)體比純合個(gè)體有更多可能性對(duì)多種抗原發(fā)生應(yīng)答，即有更強(qiáng)的抗感染能力，稱之為“雜交優(yōu)勢(shì)”。二是Ir基因還可能與非MHC基因相連鎖，如免疫球蛋白V_H基因、X染色體以及其它基因等。

三、MHC參與免疫細(xì)胞識(shí)別抗原

（一）抗原/MHC復(fù)合物的形成

外源性蛋白質(zhì)被APC攝入細(xì)胞內(nèi)，在溶酶體內(nèi)被水解成肽段。同時(shí)，MHc Ⅱ類(lèi)分子在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中裝配成αβ異二聚體，由高爾基器轉(zhuǎn)送到溶酶體，與該處帶有免疫原性或主導(dǎo)師決定簇的抗原肽相結(jié)合形成抗原肽/MHC復(fù)合物，補(bǔ)轉(zhuǎn)送到APC表面，被CD4+T細(xì)胞所識(shí)別。

內(nèi)源性抗原以病毒抗原為例。病毒DNA整合到細(xì)胞核DNA中，通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯，在胞漿內(nèi)生成特異的病毒蛋白質(zhì)抗原，繼而被蛋白酶體（proteasome）攝取并酶解成肽段。與此同時(shí)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中合成MHc I類(lèi)抗原及β2微球蛋白。加工處理后的肽段進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔與MHc I類(lèi)抗原結(jié)合形成穩(wěn)定的聚合體之后，被高爾基器運(yùn)往細(xì)胞表面，被CD8+T細(xì)胞所識(shí)別。HLa Ⅱ類(lèi)基因DQ和DP之間的蛋白酶體相關(guān)基因（proteasome-relatedgenes,）和ABC轉(zhuǎn)運(yùn)物基因（ABCtransporter genes）基因產(chǎn)物參與內(nèi)源性抗原的處理和抗原片段的轉(zhuǎn)運(yùn)。

（二）T細(xì)胞識(shí)別抗原/MHC復(fù)合物

T細(xì)胞是一類(lèi)重要的免疫活性細(xì)胞。T細(xì)胞本身的活化及效應(yīng)功能的發(fā)揮，不僅與外來(lái)抗原和絲裂原和絲裂刺激和多種細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)密切相關(guān)，而且有賴于T細(xì)胞與抗原提呈細(xì)胞（APC）之間、不同T細(xì)胞亞群相互之間以及T細(xì)胞與靶細(xì)胞之間的直接接觸。CD4+陽(yáng)性T細(xì)胞TCR/CD3識(shí)別外來(lái)抗原與MHc Ⅱ類(lèi)抗原（多態(tài)部分）的復(fù)合物，CD8+T細(xì)胞TCR/CD3識(shí)別外來(lái)抗原與MHc I類(lèi)抗原（多態(tài)部分）復(fù)合物。此外在T細(xì)胞識(shí)別過(guò)程中還有賴于多種細(xì)胞表面分子的輔助，這些分子包括CD4、CD8、MHc I類(lèi)、Ⅱ類(lèi)抗原，LFA-1（CD11a/CD18）、ICAM-1（CD54）、LFA-2（CD2）和LFA-3（CD58）等。其中CD4和CD8分子分別與MHCⅡ類(lèi)抗原和I類(lèi)抗原的非多態(tài)部分（即Ⅱ類(lèi)分子上α2和β2結(jié)構(gòu)和I類(lèi)分子上重鏈α3結(jié)構(gòu)域）結(jié)合。有關(guān)內(nèi)容請(qǐng)參考“白細(xì)胞分化抗原”和“粘附分子”兩章。

四、MHC對(duì)免疫應(yīng)答中免疫細(xì)胞相互作用的限制（約束）作用

MHC另一個(gè)重要的生物學(xué)功能是約束免疫應(yīng)答過(guò)程中各類(lèi)免疫細(xì)胞的相互作用，又稱為MHC的約束性（MHc restriction），包括免疫應(yīng)答感應(yīng)階段Mφ-Th之間，反應(yīng)階段Th-B之間，以及效應(yīng)階段Tc-靶細(xì)胞之間的相互作用。MHc I類(lèi)和Ⅱ類(lèi)抗原分別對(duì)不同細(xì)胞起約束作用。

（一）Mφ、T、B細(xì)胞相互作用過(guò)程中的MHC約束性

Rosenthal和Shevach(1973)首先在豚鼠中觀察到T細(xì)胞只能被具有相同MHc I區(qū)基因（Ⅱ類(lèi)基因）的抗原提呈細(xì)胞所激活（表6-13）。同年Katz等人也發(fā)現(xiàn)Th與B細(xì)胞相互作用時(shí)，只有在兩者M(jìn)Hc I區(qū)（Ⅱ類(lèi)基因）相同的條件才會(huì)出現(xiàn)協(xié)作應(yīng)（表6-14）。

表6-13　豚鼠T細(xì)胞對(duì)胸腺信賴抗原的免疫應(yīng)答中Mφ提呈抗原與Ia抗原的關(guān)系

^{注：豚鼠用卵清蛋白（OVA）加完全弗氏佐劑（CFA）免疫，腹腔滲出物分離的T細(xì)胞即為OVA預(yù)處理T細(xì)胞，在體 外與OVA加Mφ-起培養(yǎng)，用3H-胸腺嘧啶核苷摻入法作為T(mén)細(xì)胞特異性免疫應(yīng)答。品系2和13僅在MHC的I區(qū)不同}

^{表6-14　小鼠T-B細(xì)胞協(xié)作中受I區(qū)基因限制}

注：（1）DNP-DLH：二硝基苯酚-鑰孔墄血蘭素；DGG：牛r球蛋白。

（2）DNP-KLH預(yù)致敏B細(xì)胞為DNP-KLH免疫小鼠的脾細(xì)胞經(jīng)抗Thy-1加補(bǔ)體處理去除T細(xì)胞而獲得。

（3）BGG免疫小鼠脾細(xì)胞除去B細(xì)胞后為BGG載體預(yù)致敏T細(xì)胞。

（4）將DNP-KLH預(yù)致敏B細(xì)胞和BGG預(yù)致敏T細(xì)胞輸入經(jīng)照射后（a*b）F1受體，再用DNP-BGG抗原刺激，檢測(cè)機(jī)體對(duì)DNP抗體應(yīng)答的再次反應(yīng)。

（二）MHC對(duì)Tc殺傷病毒感染靶細(xì)胞的約束

1.Zinkernagel-Doherty現(xiàn)象　Zinkernagel和Doherty(1974)道德證明受牛痘病毒感染的CBA（H-2^k）小鼠中的Tc只能殺傷H-2單體型相同的病毒感染靶細(xì)胞，而不能殺死牛痘苗病毒感的H-2^b細(xì)胞，稱為“Zinkernagel-Dohertyphenomenon”。1975年Doherty用淋巴細(xì)胞脈絡(luò)膜腦膜炎病毒（lymphocyte-choriomeningitis virus,LCM病毒）感染H-2^d小鼠，取出Tc在體外只能殺傷LCM病毒感染的H-2^d單體型細(xì)胞，不能殺傷LCM病毒感染的H-2^k細(xì)胞（見(jiàn)圖6-18）。上述實(shí)驗(yàn)表明，Tc對(duì)于只具有MHC抗原或病毒抗原中單獨(dú)一種抗原的靶細(xì)胞都不起殺傷作用。

圖6-18　MHC對(duì)Tc殺傷病毒感染靶細(xì)胞的約束作用

2. MHC I類(lèi)抗原對(duì)Tc殺傷靶細(xì)胞的限制作用 參與免疫應(yīng)答殺傷相（效應(yīng)相）的H-2抗原是由K、D區(qū)決定的，I區(qū)并不參與，這不同于前述的免疫應(yīng)答感應(yīng)階段中Mφ-Th，Th-B細(xì)胞之間相互作用受I區(qū)控制（表6-15）。

用三硝基苯（TNP）修飾自體的脾細(xì)胞為靶細(xì)胞也同樣證實(shí)了MHC對(duì)Tc殺傷TNP修飾靶細(xì)胞的約束現(xiàn)象。在人類(lèi)殺傷病毒感染或半抗原修飾的靶細(xì)胞也同樣受到I類(lèi)抗原的約束，如McMicheal等（1977）發(fā)現(xiàn)殺傷流感病毒感染的靶細(xì)胞主要受HLA-B位點(diǎn)抗原的約束，Dickmeiss(1977)實(shí)驗(yàn)表明殺傷DNFB致敏淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)Tc殺傷靶細(xì)胞中，HLA-A抗原必須一致。

由于自身MHC約束Tc細(xì)胞殺傷靶細(xì)胞的特異性，使體內(nèi)受病毒感染或癌腫惡變的靶細(xì)胞得以迅速有效地清除，從這個(gè)意義上來(lái)講，MHC參與機(jī)體抗感染及免疫監(jiān)視功能。

Tc對(duì)同種異體靶細(xì)胞的殺傷作用不受自身MHC的約束，Longo(1982)認(rèn)為體內(nèi)存在著兩類(lèi)不同的T應(yīng)答細(xì)胞：一類(lèi)針對(duì)外來(lái)抗原+自身MHC抗原發(fā)生免疫應(yīng)答；另一類(lèi)對(duì)同種異體細(xì)胞發(fā)生免疫應(yīng)答。

表6-15　小鼠特異性Tc細(xì)胞的殺傷作用與靶細(xì)胞H-2的關(guān)系

注：小鼠特異性Tc細(xì)胞取自受LCM病毒致敏、H-2型別為K^sI^kD^d小鼠的脾臟

八十年代初，采用基因轉(zhuǎn)染技術(shù)，將H-2^b及H-2^d的I類(lèi)基因轉(zhuǎn)染小鼠白血病細(xì)胞系（L細(xì)胞系）。這些受I類(lèi)基因轉(zhuǎn)染的細(xì)胞表面有I類(lèi)抗原的表達(dá)。特異性Tc不能殺傷未經(jīng)I類(lèi)基因轉(zhuǎn)染的病毒感染L細(xì)胞，但可殺傷經(jīng)I類(lèi)基因轉(zhuǎn)染的病毒感染L細(xì)胞，表明轉(zhuǎn)染后所表達(dá)的I類(lèi)抗原起約束作用。Ozato等切割I(lǐng)類(lèi)基因的不同片斷進(jìn)行基因雜交，并將其轉(zhuǎn)染到L細(xì)胞系，成功地得到嵌合I類(lèi)抗原分子，如α1及α2結(jié)構(gòu)域取自與殺傷細(xì)胞I類(lèi)基因相同的基因片段，而α3、穿膜及胞漿區(qū)取自與殺傷細(xì)胞I類(lèi)基因不同基因片段，則殺傷細(xì)胞可殺傷病毒感染的靶細(xì)胞，所之則不然。上述試驗(yàn)證明，α1及α2結(jié)構(gòu)域是參與殺傷和約束的有效部位。

利用突變品系小鼠研究發(fā)現(xiàn)靶細(xì)胞I類(lèi)抗原突變分子的微小變化便能改變Tc細(xì)胞對(duì)它的識(shí)別。使如H-2^kbml突變株（b為單倍體，m為突變）來(lái)自H-2K^b突變品系，只有個(gè)別氨基酸的差異，K^b約束病毒抗原特異性的CTL就不能識(shí)別和裂解多種病毒感染的K^b突變的bm1靶細(xì)胞，表明1～3個(gè)氨基酸的變化足以使I類(lèi)抗原失去原有的約束作用（表6-16）。

3.MHC對(duì)Tc殺傷病毒感染靶細(xì)胞約束的機(jī)制　目前關(guān)于MHC對(duì)Tc細(xì)胞殺傷病毒感染靶細(xì)胞約束的機(jī)制一般認(rèn)為是通過(guò)聯(lián)合識(shí)別（associativerecognition）,即Tc表面一個(gè)受體識(shí)別MHC編碼的抗原與病毒抗原的復(fù)合物。

Benacerraf認(rèn)為MHC I類(lèi)Ⅱ類(lèi)抗耕牛具有雙重功能，在誘導(dǎo)階段通過(guò)其結(jié)合部位選擇抗原決定基，激活Th、Ts、Tc等效應(yīng)細(xì)胞；在效應(yīng)階段，靶細(xì)胞上的I類(lèi)和Ⅱ類(lèi)抗原又約束Th、Ts、Tc發(fā)揮效應(yīng)。

（三）載體效應(yīng)（cerriereffect）

Benacerraf認(rèn)為載體不是單純起運(yùn)載半抗原的作用，還具有載體特異性。載體處于耐受狀態(tài)的動(dòng)物，雖給予半抗原載體復(fù)合物，也不能誘導(dǎo)產(chǎn)生抗半抗原的抗體。對(duì)半抗原再次應(yīng)答的發(fā)生有賴于對(duì)半原記憶的B細(xì)胞和對(duì)載體記憶T細(xì)胞同時(shí)存在時(shí)才能發(fā)生（圖6-19）。

表6-16　K^(b)-約束的CTL^(a)對(duì)K^b(b)突靶細(xì)胞上抗原的識(shí)別

注：（a）CTL是Tc細(xì)胞，取自各種病毒致敏的小鼠脾，其本身的H-2型別為K^b；

（b）所有品系自B6突變而來(lái)，b為單倍型，m為突變；

（c）突變后氨基酸結(jié)構(gòu)改變的數(shù)目

圖6-19　載體效應(yīng)

注：①第二次注射與第一次相同的半抗原（DNP）和載體（牛血清白蛋白BSA）　，結(jié)果產(chǎn)生對(duì)DNP的再次反應(yīng)。

②第二次反注射的抗原中，半抗原與第一次相同，載體（卵白蛋白o(hù)valbumin）與第一次注射抗原的載體不同，結(jié)果不產(chǎn)生再次反應(yīng)；

③第一次注射后，單獨(dú)注射卵白蛋白，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后再注射載體為卵白蛋白、半抗原為DNP的抗原，結(jié)果產(chǎn)生再次反應(yīng)。

Mitchison等載體效應(yīng)的過(guò)繼轉(zhuǎn)移（adoptive transfer of carrier effect）試驗(yàn)，證實(shí)了上述關(guān)于載體效應(yīng)的結(jié)論（圖6-20）。

圖6-20　載體效應(yīng)的過(guò)繼轉(zhuǎn)移試驗(yàn)（Mitchison）

Raff等載體效應(yīng)阻斷實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)T細(xì)胞是載體特異的載體反應(yīng)細(xì)胞（carrier-reactivecell）,B細(xì)胞是半抗原反應(yīng)細(xì)胞（hapten-reactivecell）（圖6-21）。

圖6-21　半抗原、載體反應(yīng)淋巴細(xì)胞的鑒定（Raff等）

第五節(jié)　HLA的臨床應(yīng)用

MHC的研究不僅與基礎(chǔ)免疫學(xué)有著密切的聯(lián)系，而且還涉及到臨床許多領(lǐng)域，如HLA與某些疾病的相關(guān)性、移植外科、輸血、母胎關(guān)系，法醫(yī)以及其他臨床學(xué)科。

一、HLA與疾病的相關(guān)性

（一）相關(guān)分析常用參數(shù)

在估計(jì)某一基因座位與疾病相關(guān)時(shí)，有幾個(gè)常用術(shù)語(yǔ)，如相對(duì)危險(xiǎn)率與歸因危險(xiǎn)、于此略予介紹。

1.RR相對(duì)危險(xiǎn)度的計(jì)算

a和b分別代表患有某種疾病已檢出和未檢出某種抗原的人數(shù)；c和d分別代表正常對(duì)照（末患該?。z出某種抗原和末檢出某種抗原的人數(shù)；n為調(diào)查總數(shù)，表示樣本的大小。然后按X公式計(jì)算：

X²=（│a·d-│b·c│-n/2）²·n/(a+c)·(b+d)·(a+b)·(c+d)

根據(jù)所得的X²值然后從X²表中求出P值。若P<0.05則認(rèn)為是差異顯著。

如果抗原與疾病有關(guān)，則進(jìn)一步計(jì)算它們關(guān)聯(lián)的程度。通常用相對(duì)危險(xiǎn)度（relative risk）RR值來(lái)表示，RR值越大表示相關(guān)程度越大。

RR=α·d/b·c

另一種RR（relative risk）值計(jì)算公式是：

RR=Fp(1-Fc)/Fc(1-Fp)

Fp為病人抗原頻率，F(xiàn)c為該地區(qū)正常對(duì)照人群中的抗原頻率RR值表示某一特定HLA抗原和疾病之間的相關(guān)強(qiáng)度，即具有該HLA抗原的個(gè)體較缺乏這一抗原的個(gè)體易產(chǎn)生這種疾病的可能性。

RR=1時(shí)，無(wú)區(qū)別

RR>4時(shí)，相關(guān)較為肯定

RR<1時(shí)，表明有抵抗基因，是一種保護(hù)而不是易感

2.歸因危險(xiǎn) 另一個(gè)公式稱歸因危險(xiǎn)（attributable risk），又叫病因系數(shù)（etiologic factor）,表示群體中病人組中有百分之多少歸因于HLA：

歸因危險(xiǎn)=B（R-1）/[B（R-1）+1]

B為患者人群的百分率；R為相對(duì)危險(xiǎn)率。如強(qiáng)直性脊椎炎的歸因危險(xiǎn)為0.89即患該病人群中有89%是與HLA-B27抗原相關(guān)。

（二）HLA-I、Ⅱ類(lèi)抗原與疾病的相關(guān)情況

Lilley（1964）在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中證明小鼠Gross病毒所致白血病的發(fā)病與H-2相關(guān)（表 6-17），并提出對(duì)Gross型白血病易感的基因可能位于H-2I區(qū)內(nèi)。在人類(lèi)首先證實(shí)強(qiáng)直性脊椎炎（ankylosingspondylitis,AS）與B27有強(qiáng)相關(guān)性。以后通過(guò)群體的流行病學(xué)調(diào)查和家系調(diào)查發(fā)現(xiàn)許多內(nèi)分泌病、類(lèi)風(fēng)濕性疾病、自身免疫性疾病、腫瘤和感染性疾病等與HLA相關(guān)。

從1976年6月在巴黎舉行HLA系統(tǒng)與疾病的相關(guān)性的第一次國(guó)際性綜合報(bào)告會(huì)以后，世界各地陸續(xù)報(bào)道了HLA與疾病的相關(guān)性研究，表6-18是關(guān)于HLa I類(lèi)與Ⅱ類(lèi)基因座位與一些疾病的相關(guān)情況。從表中可見(jiàn)，HLA與疾病易感相關(guān)的主要位點(diǎn)是DR2、DR3、DR4和B27等。此外，近年來(lái)發(fā)現(xiàn)某些疾病與DQ、DP等位基因相關(guān)，如：IDDM與DQA1^*0301/DOB1^*0302；發(fā)作性睡眠與DQA^*0102/DQB1^*0602；Hodgkin病與DPB1^*0301（歐洲白人）、DPB1^*0401（明顯降低，黃種人）。

表6-17 不同小鼠品系對(duì)Gross病毒致白血病的易感性

采用家系調(diào)查證明，HLA-B27與某些疾病的相關(guān)情況（圖6-22）。

Cudworth提出一個(gè)青年型糖尿病易感基因和抗性基因連鎖不平衡的模型。糖尿病病人HLA某些抗原型之間有連鎖不平衡現(xiàn)象，如DR3、D3、B8（或B18）A1，DR4、D4、B15（或B40）A2常同時(shí)出現(xiàn)，而DR2、D2、B7、A3（A11）則不見(jiàn)于患者，即所謂抵抗基因。

從70年代開(kāi)始，我國(guó)學(xué)者開(kāi)始進(jìn)行HLA與胰島素依賴型糖尿病（IDDM）以及Graves病相關(guān)性的研究，發(fā)現(xiàn)IDDM病人組A11和Cw4的表現(xiàn)型頻率低，而DR3和DR9表現(xiàn)頻率比對(duì)照組高。認(rèn)為DR3、DR4是與白種人、黃種人IDDM易感基因連鎖的抗原；DR8、DR9分別為日本人和中國(guó)人IDDM患者所特有與IDDM易感基因連鎖的基因。Gravas?。ǘ拘詮浡约谞钕倌[）RR值在A2、B8、Cw4和A9分別為2.44、8.33、8.65和0.41。認(rèn)為B8與國(guó)外報(bào)告結(jié)果相似，可能為不同人種共同特征；A2可為東方人和黑種人共有特征；而Cw4則可能為中國(guó)人Graves病所特有的相關(guān)抗原。上海地區(qū)研究結(jié)果顯示，類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎中DR4陽(yáng)性百分率（43.8%）要明顯高于同地區(qū)對(duì)照組（17.3%）。

近年在單座位的分子水平深入研究中真正取得了突破性進(jìn)展，例如，國(guó)內(nèi)外研究均證實(shí)，IDDM的易感性在于DQα鏈52位精氨酸和DQβ57位非門(mén)冬氨酸的共同作用（白人，中國(guó)漢人）。此外關(guān)于各種疾病HLA各基因的等位基因標(biāo)記也在陸續(xù)報(bào)道中。

表6-18 HLA與疾病的關(guān)聯(lián)

HLA與某些疾病相關(guān)的機(jī)理目前尚不完合明了，可能與以下幾種假說(shuō)有關(guān)。

1.分子模擬假說(shuō)（molecular mimicry hypothesis）某些病原微生物的抗原與HLA抗原分子結(jié)構(gòu)相似，即為共同抗原，可能導(dǎo)致兩種后果：（1）機(jī)體對(duì)這種病原微生物產(chǎn)生交叉免疫耐受，不能產(chǎn)生有效的免疫應(yīng)答，保護(hù)了病原微生物；（2）病原微生物刺激機(jī)體產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，損傷了具有共同抗原的組織細(xì)胞。如強(qiáng)直性脊椎炎或萊特氏綜合征患者細(xì)胞表面B27抗原與肺炎桿菌蛋白成分有一段共同的氨基酸序列。與胰島素依賴性糖尿?。↖DDM）相關(guān)的風(fēng)疹病毒膜蛋白上存在與患者M(jìn)Hc Ⅱ類(lèi)抗原β鏈上相同的氨基酸序列。

2.受體學(xué)說(shuō)（receptor hypothesis）　HLA抗原作為某種病毒的受體。如小鼠MHc Ⅱ類(lèi)抗原是乳酸脫氫酶病毒（lactate dehydrogenasevirus,LDV）的受體。

3.免疫應(yīng)答基因　Ir基因通過(guò)其產(chǎn)物Ia抗原影響巨噬細(xì)胞提呈抗原或與其它細(xì)胞間相互作用，使機(jī)體對(duì)某些疾病易感。如IDDM的發(fā)生至少需要DR抗原β鏈57位或DQ抗原β鏈57位氨基酸之一為非天冬氨酸。

4.連鎖不平衡學(xué)說(shuō)　HLA基因與真正疾病的易感基因連鎖不平衡。如幾乎所有發(fā)作性睡眠病患者都是DR2、DQ1，在DNA分型上常是DQA1^*0102/DQB1^*0602組合。先天性腎上腺肥大癥病人，體內(nèi)缺乏固醇-21羥化酶，常為HLA-B47。貝切特氏?。˙ehcet's disease）與HLAB51相關(guān)，如患者B22則不表現(xiàn)眼部癥狀。IDDM患者C4AQO，C4B3，BfF1，DR3-D3-B8（或B18）-A1，與DR4-D4-B15（或B40）-A2常同時(shí)出現(xiàn)。

5.補(bǔ)體基因缺陷或擴(kuò)展單倍型連鎖不平衡　如全身性紅斑狼瘡為C4AQO、C4BQO，引起補(bǔ)體C4等缺乏，尤以C4QO與HLA-DR2同時(shí)出現(xiàn)時(shí)發(fā)病率更高。先天性腎上腺肥大癥（CAH）：C4QO。慢性活動(dòng)性肝炎：C4AQO、C4BQO，HAL-A1-B8-DR3-C2C-BfS-C4AQO-C4B1。Graves病：C4B3。精神分裂證；C4BQO。IDDM：HLA-A1-Cw7-D8-C4AQO-C4B1-BfS-DR3,HLA-A30-Cw5-B18-C4A3-C4BQO-BfF1-DR3,HLA-A2-Cw3-B62-C4A3-C4B29-BfS-DR4。

表6-19補(bǔ)體基因或補(bǔ)體基因缺陷和擴(kuò)展單體型連鎖不平衡與疾病的相關(guān)性（舉例）

（三）HLA-Ⅲ類(lèi)基因及MHC-EH與疾病的相關(guān)情況

HLA-Ⅲ類(lèi)基因及MHC-EH與疾病相關(guān)的報(bào)道近年不斷增加，但因與人種間的差異交叉混合，有時(shí)甚難分析，現(xiàn)選擇比較公認(rèn)的幾項(xiàng)作為便證，略于介紹。

C4QO的出現(xiàn)機(jī)制及其與疾病的關(guān)聯(lián)近年頗受重視。不少實(shí)驗(yàn)證實(shí)C4QO的出現(xiàn)只有50%左右是由于C4基因的缺失，其作50%是由于基因不表達(dá)（偽基因）與基因轉(zhuǎn)換（gene conversion,如C4A基因表達(dá)為C4B產(chǎn)物或反之）。SLE時(shí)C4QO頻率增加，且在C4RFLR實(shí)驗(yàn)中證實(shí)，C4基因的缺失頻率也增高。還有報(bào)告稱，白種人C4AQO常與HLA-[A1-B8-DR3]，C4BQO常與HLA-[B18-DR3]呈明顯的連鎖不平衡。此外C4QO增加的疾病還報(bào)告有IDDM、Graves氏病、亞急性硬化性全腦炎等。C2QO與SLE的關(guān)聯(lián)也較明顯。至于B_f至今未見(jiàn)QO的報(bào)道。

關(guān)于C4單體型及補(bǔ)體型與疾病的關(guān)聯(lián)材料不多，曾有報(bào)導(dǎo)法國(guó)人IDDM的易感補(bǔ)體型為BfF-C4A3-C4BO和BfS1-C4A2，中性補(bǔ)體型為BfF1-C4B3和BfF-C4A3-C4BO，保護(hù)性補(bǔ)體型為BfS（或F）-C4A3-C4B1。曾有報(bào)告稱，SLE時(shí)CS00較多見(jiàn)，重癥肌無(wú)力時(shí)CS42較多見(jiàn)。

至于HLA-EH與疾病的關(guān)聯(lián)情況報(bào)道很多，且各有不同，今選擇一些如表6-19供參考。

二、HLA與器官、骨髓移植

移植免疫與免疫遺傳有著密切的聯(lián)系，當(dāng)今器官、骨髓移植的成活率大大提高主要?dú)w功于（1）免疫遺傳學(xué)理論和技術(shù)的發(fā)展；（2）強(qiáng)有力的免疫抑制藥如環(huán)發(fā)孢素A（cyclosprinA,CsA）和FK506。

（一）移植排斥反應(yīng)的免疫機(jī)制

前已所述，移植排斥反應(yīng)的本質(zhì)是一種免疫應(yīng)答，移植物細(xì)胞表面HLa I類(lèi)和Ⅱ類(lèi)抗原都是強(qiáng)移植抗原，體液免疫和細(xì)胞免疫都參與了對(duì)移植物的排斥反應(yīng)（圖6-23）。移植排斥反應(yīng)可分為三個(gè)階段。

（1）致敏階段：移植和抗原激發(fā)受者的免疫應(yīng)作主要通過(guò)兩個(gè)形式。①移植物釋放出可溶性抗原或脫落的細(xì)胞碎片，隨淋巴或血液到鄰近或遠(yuǎn)處的淋巴組織，經(jīng)過(guò)受者的抗原提呈細(xì)胞處理后，刺激并活化受者的免疫活性細(xì)胞。②受者外周血循環(huán)中的免疫細(xì)胞流經(jīng)移植物時(shí)可接受移植物細(xì)胞表面移植抗原的刺激而致敏，被致敏的淋巴細(xì)胞在局部或再循環(huán)到淋巴組織中增殖。Ⅱ類(lèi)抗在主要來(lái)自未能灌洗干凈臟器（腎、心）中微循環(huán)中B細(xì)胞等（又稱過(guò)路細(xì)胞passenger cells）以及皮膚上皮細(xì)胞。I類(lèi)抗原存在更為廣泛。

（2）增殖反應(yīng)階段：供體和移植抗原刺激受體的Th細(xì)胞發(fā)生增殖，并產(chǎn)生IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-9和IFN-γ等多種細(xì)胞因子，為B細(xì)胞和殺傷性T細(xì)胞前體（CTLp）增殖和分化提供條件，并促進(jìn)Mφ和NK細(xì)胞的殺傷功能。HLA-I類(lèi)抗原和Ⅱ類(lèi)的DR、DQ抗原經(jīng)巨噬細(xì)胞處理后分別刺激CTLp和B細(xì)胞，分化為效應(yīng)CTL和抗體產(chǎn)生細(xì)胞，后者產(chǎn)生IgG、IgM等抗體。

（3）效應(yīng)階段：針對(duì)移植抗原的抗體通過(guò)抗體介導(dǎo)的細(xì)胞依賴的細(xì)胞毒作用（ADCC）或補(bǔ)體信賴的細(xì)胞毒作用（CDC）,直接殺傷移植物細(xì)胞；CTL發(fā)揮細(xì)胞介導(dǎo)的溶細(xì)胞作用（CML）;此外，MAF、IFN-γ和IL-2等細(xì)胞因子活化后的巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞可直接殺傷靶細(xì)胞。

圖6-23 移植排斥反應(yīng)的免疫學(xué)機(jī)制

[環(huán)孢菌素A與FK506免疫抑制劑的抗移植排斥反應(yīng)的機(jī)理]環(huán)孢菌素A（cyclosporin A,CsA）是由11個(gè)氨基酸組成的環(huán)狀分子，分子量1203，70年代初由Sandoz公司從真菌中發(fā)現(xiàn)。80年代日本Fujisawa公司發(fā)現(xiàn)的FK506為大環(huán)內(nèi)酯抗生素，分子量228。CsA和FK506免疫抑制作用十分相似，其機(jī)理主要是T細(xì)胞活化過(guò)程中IL-2、IL-4、TNF-α、IFN-γ等基因的轉(zhuǎn)錄，抑制細(xì)胞因子合成，降低IL-2R和轉(zhuǎn)鐵蛋白的表達(dá)，抑制B細(xì)胞針對(duì)胸腺依賴抗原的抗體形成。CsA和FK506分別與作用靶細(xì)胞內(nèi)環(huán)親和素和FK506結(jié)合蛋白（FK506binding protein,FKBP）結(jié)合形成復(fù)合體，這類(lèi)復(fù)合體的靶分子為一種稱之為Calcineurin Ca²⁺/鈣調(diào)蛋白依賴性的Ser/Ther磷酯酶，使Calcineurim磷酯酶活性受到抑制，阻止活化T細(xì)胞核子（neulear factor of activated T cells,NFATC）的去磷酸化，從而阻止了NFATC向細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)移，影響IL-2等基因的轉(zhuǎn)錄。

（二）腎臟移植和異基因骨髓移植（allo-BMT）已使數(shù)以萬(wàn)計(jì)的腎功能衰竭患者以及急性白血病、慢性粒細(xì)胞白血病、重癥再生障礙性貧血、重癥聯(lián)合免疫缺陷（SCID）等患者獲得新生。器官和骨髓移植的存活率與供體和受體之間的組織配型密切相關(guān)，除ABO血型相符外，HLA要相同或盡可能相近。HLAⅡ類(lèi)基因的相合對(duì)于避免和減輕GVHR和腎臟等移植器官的長(zhǎng)期存活非常重要。這是因?yàn)楣┱吆褪苷逪LA-Ⅱ類(lèi)抗原相合或相合較好，受者的Th細(xì)胞不發(fā)生或只發(fā)生輕度活化的增殖，產(chǎn)生細(xì)胞因子的量不足于誘導(dǎo)B細(xì)胞和CTL的增殖和分化。因此在HLA-Ⅱ類(lèi)抗原相合前提下，有時(shí)即使I類(lèi)抗原不相合，受體不會(huì)發(fā)生明顯的針對(duì)移植抗原的抗體應(yīng)答和Tc的殺作用。

1.腎臟移植　1954年Murray第一次施行同卵雙生姐妹之間的腎移植獲得長(zhǎng)期存活；1959年Murray在美國(guó)和Hambrager在法國(guó)各自第一次為異卵雙生同胞間施行腎移植獲得長(zhǎng)期存活；1962年第一次用尸體腎進(jìn)行人的異體移植獲得長(zhǎng)期存活。我國(guó)腎移植首次報(bào)道于1974年。由于分型技術(shù)和外科技術(shù)的改進(jìn)，免疫抑制藥物的應(yīng)用以及術(shù)說(shuō)輸供體血，移植腎成功能率和患者存活率穩(wěn)步升高。

Vredevoe(1965)報(bào)千了供者與受者間淋巴細(xì)胞抗原相容性程度與腎移植物的存活率有關(guān)。存活率由高到低的順序是，同卵雙生>同胞>親子>無(wú)親緣關(guān)系（表6-20）。在腎臟移植史的初期，主要檢測(cè)HLA-A、B位點(diǎn)的抗原，以后有采用MLR配型檢測(cè)D位點(diǎn)。由于DR與D抗原相關(guān)性很好，而且DR抗原可用血清學(xué)方法加以檢測(cè)，故從1980年以來(lái)多采用檢測(cè)DR抗原。Van Rood(1980)發(fā)表的歐洲移植中心的尸體腎移植HLA-A、B和DR位點(diǎn)抗原全部相符時(shí)，1年移植腎存活率高達(dá)89%，在HLA-DR相符而A、B有一個(gè)位點(diǎn)不符時(shí)，1年移植腎存活率仍高達(dá)89%，相反，如HLA-A、B位點(diǎn)完全相符而HLA-DR有一個(gè)不相符時(shí)移植腎1年存活率下降到70%。目前傾向于DR和B位點(diǎn)抗原同時(shí)檢測(cè)。

表6-20　供受者HLA配型與腎移植存活率（%）的關(guān)系（舉例）

至于尸體腎移植，在11次IHW上，Terasaki作為“用于腎移植的HLA表型匹配”的專題報(bào)告，認(rèn)為簡(jiǎn)單計(jì)算HLA特異性或錯(cuò)配對(duì)判斷尸體供腎移植成功與否意義不大。但對(duì)HLA特異性氨基酸序列分析的新知識(shí)使我們有可能尋找更具免疫原性的表位，已發(fā)現(xiàn)“ 構(gòu)象表位”（conformational epitopes）對(duì)移植物的長(zhǎng)期存活具有重要作用。

2.骨髓移植　骨髓移植的適應(yīng)癥有：（1）重癥聯(lián)合免疫缺損（CSID）；（2）再生障礙性貧血；（4）放射病。

HLA不符，尤其是D位點(diǎn)不同會(huì)引起嚴(yán)重的移植物抗宿主反應(yīng)（GVHR）。Dupout（1977）報(bào)導(dǎo)了第一例重嚴(yán)聯(lián)合免疫缺陷患者經(jīng)過(guò)骨髓移植重建免疫功能?；颊叩幕蛐蜑椋篈1B3D3/A1B15D4血型A，供者的表型為A1A2B8B15D4，血型AB，共移植骨髓7次。我國(guó)北京醫(yī)科大學(xué)血液病研究所1981年成功地治療了第一例白血病女性患者，由胞兄提供同種異基因骨髓，移植后半年檢查患者染色體、血型和酶的類(lèi)型與胞兄完全相同，達(dá)到國(guó)際上規(guī)定的骨髓持久性植活標(biāo)準(zhǔn)。

單克隆抗體的問(wèn)世給骨髓移植開(kāi)辟了新途徑，應(yīng)用單抗加補(bǔ)體可去除供體骨隨中成熟的T淋巴細(xì)胞，而供體骨髓中的干細(xì)胞在受體內(nèi)經(jīng)過(guò)胸腺的受訓(xùn)而發(fā)育的成熟T細(xì)胞不會(huì)把受體的組織細(xì)胞作為外來(lái)物質(zhì)加以排斥，可有效地防止GVHR的發(fā)生。

異基因骨髓移植受益于MHC的研究成果最為明顯，經(jīng)HLA相合的異基因骨髓移植已使數(shù)以萬(wàn)計(jì)的急性白血病、慢性粒細(xì)胞白血病、重癥再生障礙性貧血、SCID、代謝性疾病等患者獲得了新生。

表6-21 全球器官移植統(tǒng)計(jì)資料（截止1991年底）

表6-22 各種器官移植存活時(shí)間最長(zhǎng)者統(tǒng)計(jì)表（截止1991年底）

在器官移植方面，隨著免疫抑制劑（如環(huán)孢素A）應(yīng)用后排斥反應(yīng)的緩解，曾一度認(rèn)為選擇HLA相容性供者已可有可無(wú)。然而近年對(duì)組織配型的重要性再次取得共識(shí)，特別認(rèn)識(shí)到HLA-Ⅱ類(lèi)基因包括DP的相容性對(duì)移植器官存活仍是極為重要的，對(duì)骨髓移植避免GVHR尤為如此。但由于HLA多態(tài)性，Ⅰ類(lèi)和Ⅱ類(lèi)基因座完全相合的供受配對(duì)幾乎僅見(jiàn)于同胞兄弟組妹之間，供者的來(lái)源相當(dāng)受限。目前的解決辦法有兩個(gè)，一是采用單體型相同的家庭成員為供者，一是轉(zhuǎn)向無(wú)血緣關(guān)系者（URD），此類(lèi)DMT稱為UBMT。近來(lái)年，世界范圍內(nèi)URD庫(kù)急劇擴(kuò)大，至今已有50萬(wàn)以上URD的HLA-A和-B的分型記錄在案，其中18,000人還有一DR和-DQ分型資料。這類(lèi)移植中，組織配型價(jià)值更顯突出。我國(guó)推行獨(dú)生子女政策，對(duì)URD庫(kù)的建立似更近切。要求供/受相容性的選擇精確而又快速，趨勢(shì)是作DNA分型。

三、HLA其他臨床意義

1.HLA與輸血的關(guān)系　多次輸血后可使受體產(chǎn)生抗HLA抗體，白細(xì)胞膜受到破壞，釋放內(nèi)源性熱原質(zhì)，引起發(fā)熱反應(yīng)和白細(xì)胞下降。有建議輸血小板進(jìn)行治療時(shí)，最好測(cè)定HLA-A、B抗原，防止由于患者產(chǎn)生針對(duì)血小板膜HLA抗原的抗體，避免血小板被破環(huán)所造成的“無(wú)反應(yīng)（refractory）”現(xiàn)象。

2.HLA與母關(guān)系　反復(fù)流產(chǎn)、胎兒血小板減少性紫瘢、粒細(xì)胞減少癥、早產(chǎn)、畸胎、子癇前期等可能與母胎的HLA系統(tǒng)兼容有關(guān)。

3.與老年醫(yī)學(xué)關(guān)系　HLA-A1、A8、D3連鎖組與某些自身免疫病發(fā)病相關(guān)。HLA-A8也與T細(xì)胞功能衰退和老年婦女的存活率下降有關(guān)。

4.法醫(yī)　應(yīng)用HLA分型技術(shù)，排除父子關(guān)系或證實(shí)生父可靠性可達(dá)95%以上。上海市中心血站運(yùn)用HLA和紅細(xì)胞血型已開(kāi)始辦理“滴血液”的業(yè)務(wù)。HLA和DNA水平的分型使法醫(yī)從單根頭發(fā)，極少的細(xì)胞或精子判定出個(gè)體的組織抗原型別。

目前腎、肝、心臟移植的1年存活率已分別達(dá)到90-100%、70-75%和80-90%；其中5年存活率已分別達(dá)到80-90%、60-65%和50-60%。在防治器官移植排斥反應(yīng)中，環(huán)孢素A（CsA）、硫唑嘌呤、皮質(zhì)激素仍是目前最常用的免疫抑制劑?？筎細(xì)胞球蛋白（ATG）、OKT3單克隆抗體等在防治急性排異中的應(yīng)用也越來(lái)越普遍。CsA目前趨向于采用低劑量長(zhǎng)期應(yīng)有和的方法，既發(fā)揮其防治排異的作用，又可盡量減少副作用的發(fā)生。FK-506是一種1986年研制成功的免疫抑制藥，是一種大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)藥物，對(duì)T細(xì)胞功能，IL-2和IFN-γ的產(chǎn)生均有明顯的抑制作用。在肝移植、腎移植病人中均取得很好療效，病人與器官存活率稍高于應(yīng)用CsA的患者，但其副作用明顯小于CsA，病人無(wú)多毛癥，腎毒性和致高血壓作用也較輕。