医学免疫学djp-MHC移植免疫七年制

1,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, 代 剑 平,2,器官移植（骨髓移植）与HLA配型,3,3,2,1,1,2,1,2,3,抗原结合槽,2微球蛋白,巨噬细胞,细菌,支架,细菌,分解,4,4,第一部分： MHC及其编码分子,主要组织相容性复合体(MHC)的概念 HLA（人MHC ）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,5,主要组织相容性复合体：（基因水平）,（Major histocompatibility complex，MHC）,：是一组决定移植组织是否相容、与免疫应答密切相关、紧密连锁的基因群。,主要组织相容性抗原：排斥反应- 快、强烈次要组织相容性抗原：排斥反应- 慢、较弱,MHC命名：Human : HLA (human leukocyte antigen,人类白细胞抗原 )Mice : H-2Rat : RT1Rabbit : RLASwine : SLAChimpanzee（黑猩猩）: ChLA,（128个）,概念：,孟德尔:,摩尔根：连锁和互换定律,6,MHC的发现,1930-1940, 不同近交系小鼠间进行皮肤(肿瘤)移植试验， 发现排斥现象。 排斥现象由细胞表面 的某些蛋白质（抗原）决定 同种异型抗原、移植抗原/组织相容性抗原 组织相容性抗原由多基因控制： 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称“主要组织相容性复合体（Major histocompatibility complex）” ，后简称 MHC。 主要组织相容性抗原： H-2 次要组织相容性抗原： H-1、 H-3. H-21,7,MHC II类分子, 链 链,2微球蛋白第15号染色体,4个组合：A1B1，A1B2 A2B1，A2B2,NK，MHC I类链相关分子,2-m,母胎耐受,8,细胞核,内 质 网,抗原的加工与提呈,HLA-DO,9,MHC功能: 提呈抗原肽，激活T细胞，适应性免疫,自然条件下，能发生组织器官的 移植吗？,现代分类：,免疫相关基因：包括传统的III类基因和新发现的基因,经典的I类基因和经典的II类基因：,参与抗原的加工提呈有丰富的多态性,主要参与固有免疫，也参与抗原的加工提呈，有限的多态性,2类,10,Length: 3600 kbClassical MHC genes: 共有224个基因座，其中96个假基因，128个功能基因。,2微球蛋白，第15号染色体,细胞因子、补体等,抗原的加工,重复一次：,11,Location: Chromosome 17Length: 1500 kb,2-m微球蛋白，第15号染色体,细胞因子、补体等,12,HLA-I: 经典： HLA-A, HLA-B, HLA-C (a chain，重链) 非经典: HLA-I like gene: E/F/G 假基因 : H/JHLA-II: 经典： HLA-DR, HLA-DQ , HLA-DP 非经典: : DM, DO, TAP, LMP 假基因: DPA2, DPB2, DQA2 HLA-III: （immune-response related genes）,基因分类,编码补体：C4、C2、B 炎症相关蛋白：TNF：LTA/B（淋巴毒素）： NF-B： HSP70：MIC：NK，MHC I类链相关分子,13,1 经典MHC基因 经典MHC I类相关基因 HLA-A、B、C 分别编码对应的三个分子的链， 功能：提呈内源性抗原。 经典MHC II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/链， 功能：提呈外源性抗原。,抗原结合槽,14,外显子，CDS编码序列,15,II类,III类,I类,2 免疫功能相关基因：分4类,抗原的加工、提呈相关基因；补体成分基因；炎症相关基因；非经典I类基因,16,（一）抗原的加工、提呈相关基因1. PSMB8、PSMB9 (proteasome subunit beta type,PSMB)： 蛋白酶体亚单位； 旧称LMP2和LMP7， 参与内源性抗原的酶解。2. TAP（transporter associated with antigen processing, 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, 使其从细胞质进入内质网并与MHC I 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。 5. TAP相关蛋白：,（参考下一张ppt）,17,细胞核,内 质 网,抗原的加工与提呈,HLA-DO,18,（二）编码血清补体成分的基因: C2、C4、Bf（三）炎症相关基因: TNF, HSP70, MIC：与NK细胞活性有关（四）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,19,HLA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,20,复等位基因: 在群体中，一个基因座位上存在3个以上不同等位基因的现象。,多态性（polymorphism）,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、Ai 表现型：A型血 BB、Bi B型血 AB AB型血 ii O型血,同一座位，如3个显性：6种,21,HLA各类基因复等位基因数量（数据来源： http:/www.ebi.ac.uk/ipd/imgt/hla/stats.html ，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,22,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。如：AB型血,每个人细胞表面： 六对12种经典I类和II类 HLA分子,HLA 基因分型： 用PCR等技术，测定每个人 的“六对12种经典I类和II类 HLA分子”的DNA/氨基酸 序列（主要是抗原结合槽）， 得到属于该个人的12种I类、 II类分子的编码基因（序列）。,2365,3004,1848,器官移植亲子鉴定,抗原结合槽 （12）,2365,1848,3004,23,单体型(haplotype),单体型：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（组合）；也称单倍型或单元型。,单体型遗传：在遗传过程中，MHC单体型（多个基因形成一个组合）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。,24,完全连锁,摩尔根连锁和互换定律,精子,卵细胞,A1B8,A2B35,A2B40,A10B16,25,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”。,若随机组合，则出现Al-B8型的“期望频率”为17%11%1.9% 但实际观察到的Al-B8型实际频率是8.8%Al-B8处于连锁不平衡,（基因连锁的结果）,完全不基因连锁/自由组合,26,MHC分子结构及生物学功能,27,MHC类分子：重链：1、2、3 轻链：2m,肽结合区（抗原结合槽）：1、2；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：蛋白质水平,特别注意！,T细胞CD8识别3结构域,28,MHC 类分子：链：1、2链：1、2,肽结合区（抗原结合槽） ：1、1可结合10-30个氨基酸残基,分布：DC、M、B细胞等APC（抗原提呈细胞）以及活化的T细胞表面,T细胞CD4识别2结构域,29,抗原结合槽,基因,MHC限制性,30,HLA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（anchor position）。 抗原肽中，与锚定位结合的氨基酸残基称为锚定残基 (anchor residue)。,细菌、病毒.,人 抗原结合槽,31,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，这个“相同或相似序列”被称为共同基序（consensus motif）。,锚定残基中不变的氨基酸序列,2365,3004,1355,L：亮氨酸R：精氨酸F：苯丙氨酸,32,作为抗原提呈分子参与获得性免疫应答（4方面）,MHC的生物学功能,1 加工和提呈抗原： （见后）,2 TCR对抗原肽和MHC分子的双重识别： （见后）,3 参与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：,33,33,1 加工和提呈抗原： MHC I 类分子提呈内源性抗原 MHC II 类分子提呈外源性抗原,病毒,34,34,2 TCR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,2,1,1,2,2m链,1,2,3,链,链,链,CD4+ T细胞,CD8+ T细胞,35,作为调节分子参与固有免疫应答,1 经典的类基因为编码补体成分（C2，C4，B），参与补体反应的调控。,2 非经典MHC类分子（MIC）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（TNF，LT，IB，HSP70）参与启动和调控炎症反应，并在应激反应中发挥作用。,36,HLA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,37,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）。,1355,3004,38,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。,39,第二部分：,40,一、移植的类型:,1、自体移植(autologous graft)2、同系移植(isograft or syngraft):单卵双生3、同种异体移植(allogenic graft)：4、异种移植(xenograft),单卵双生,不发生“排斥”,41,二、移植物的种类:,1、组织: 角膜、骨、软骨、筋膜、血管 （易长期存活） 2、器官: 皮肤、肾、肝、心3、细胞: 骨髓 前胰岛细胞,42,三、移植抗原及分类:,主要组织相容性抗原(MHC Ag): 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） 血型抗原：ABO血型抗原， 组织特异性抗原：皮肤和血管内皮细胞最强， 其次为肾， 肝脏移植较易成活。,移植时，须考虑：,43,四、移植后，抗原的识别机制,直接识别： 受者T淋巴细胞 识别供者APC细 胞MHC分子提 呈的抗原肽。,间接识别： 供者的MHC分子被受者APC细胞吞噬、加工、并提呈给受者T淋巴细识别。,44,五、移植排斥反应的类型,(一)宿主抗移植物反应（HVGR，host versus graft reaction）： (二)移植物抗宿主反应（GVHR，graft versus host reaction）： （器官）移植物内含有大量免疫活性细胞,45,六、临床常见的HVGR及效应机制:,1、超急性排斥反应: 数小时 受体预先存在抗移植物的抗体。体液免疫为主 如：供者ABO血型抗原，血管内凝血 ， 2、急性排斥反应: 1W3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： 迟性性超敏反应 移植物刺激受者T淋巴细胞，产生大量 致敏淋巴细胞，释放淋巴因子、或直接杀伤靶细胞， 3、慢性排斥反应: 半年数年 血管慢性排斥 （机制不清）,主要症状,几乎不可避免,46,七、延长移植物存活的措施:,(一)对供者要求: 1、血型相同; 2、供者淋巴细胞不被受者血清抗体攻击; 3、HLA尽可能同; 4、性别尽可能同; “交叉配型”，两组“单向混合淋巴细胞培养”(二)对移植物预处理: 1、实质性器官：要冲洗，去掉“过路” cell 2、骨髓：+ 抗T细胞Ab；+抗补体 Ab ；去T cell,47,(三)对受者，抑制受者免疫应答:,1、免疫抑制剂的使用: 化学制剂: 糖皮质激素、环磷酰胺、环胞霉素A、 FK-506 生物制剂: 抗淋巴细胞球蛋白ALG，抗CD3/4/8 单抗 中草药类免疫抑制剂：雷公藤，冬虫夏草 2、清除预存抗体