主要主要组织相容性抗原系相容性抗原系统免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 需要掌握的重点需要掌握的重点1、器官移植、器官移植过程中程中发生排斥反生排斥反应的原因的原因2、MHC的基本概念的基本概念3、人、人类HLA复合体在染色体上的分布复合体在染色体上的分布4、HLA-I和和II类抗原分子的抗原分子的结构和分布特点构和分布特点5、MHC-I和和II类抗原分子的主要功能抗原分子的主要功能 6、T细胞只能胞只能识别MHC-抗原抗原肽复合物复合物免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 主要主要组织相容性抗原系相容性抗原系统的的发现：George D. Snell 1930s 发现肿瘤瘤细胞在同系小鼠体胞在同系小鼠体内可以内可以长期生存，但在不同品系的小鼠体内不能生存。期生存，但在不同品系的小鼠体内不能生存。非非肿瘤瘤细胞也具有相同的特点。胞也具有相同的特点。免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 根据根据实验现象提出的象提出的问题：1、这种排斥反种排斥反应的本的本质是什么？是什么？2、这种排斥反种排斥反应的的发生是否与生是否与遗传背景有关？背景有关？3、导致排斥反致排斥反应发生的物生的物质是什么？是什么？免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 排斥反排斥反应的本的本质是免疫是免疫应答答特异性特异性记忆性性免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 基本概念基本概念组织相容性抗原（相容性抗原（histicompatibility antigen): 代表个体特异性的引起排斥反代表个体特异性的引起排斥反应的同种异型抗原，叫，的同种异型抗原，叫，也称移植抗原。也称移植抗原。主要主要组织相容性抗原系相容性抗原系统（major histocompatibility antigen): 在众多的在众多的组织相容性抗原系相容性抗原系统中，能引起中，能引起强烈而迅速排斥烈而迅速排斥反反应的抗原系的抗原系统，称，称为，也叫主要，也叫主要组织相容性系相容性系统（major histocompatibility system,MHS)。主要主要组织相容性抗原复合体（相容性抗原复合体（major histocompatibility complex,MHC): 编码MHS的基因在同一染色体上呈一的基因在同一染色体上呈一组紧密密连锁的基因的基因群，将群，将这一一连锁群群统称称为。免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 MHS广泛分布于脊椎广泛分布于脊椎动物所有有核物所有有核细胞的表面，化学成胞的表面，化学成分是脂蛋白或糖蛋白；分是脂蛋白或糖蛋白；MHS不不仅参与移植排斥反参与移植排斥反应，而且在机体免疫，而且在机体免疫应答答过程程中具有重要的中具有重要的调节作用；作用；MHS在不同物种在不同物种动物中的名称不同，其中小鼠的物中的名称不同，其中小鼠的MHS称称为H-2系系统，人的，人的MHS称称为人人类白白细胞抗原（胞抗原（human leucocyte antigen,HLA)。MHC位于同一染色体上，具有控制同种移植排斥反位于同一染色体上，具有控制同种移植排斥反应、免疫免疫应答和免疫答和免疫调节等功能。等功能。MHC在不同物种中在不同物种中处于的染色体位置不同，其中小鼠的于的染色体位置不同，其中小鼠的MHC又称又称H-2复合体，位于复合体，位于17号染色体上，而人号染色体上，而人类的的HLA则位于第位于第6号染色体上。号染色体上。基本特点基本特点免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 HLA复合体及其复合体及其编码的的产物物HLA复合体位于复合体位于6号染色体的短臂上，其分布号染色体的短臂上，其分布范范围大大约36004000 kb，含有至少，含有至少10个基因位个基因位点；点；根据基因和根据基因和编码产物的物的结构和功能的不同，构和功能的不同，将将HLA复合体分复合体分为三个区域，即三个区域，即、类基因区。基因区。免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 类基因区包含基因区包含A、B、C、E、F、G、H等位点；等位点；编码化学化学结构相似但抗原特异性不构相似但抗原特异性不同的同的HLA-A、B、C肽链，作，作为HLA-类分分子的重子的重链，与，与15号染色体上号染色体上2微球蛋白基因微球蛋白基因编码产物，通物，通过共价共价键结合后，成合后，成为HLA-类抗原。抗原。免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 人人HLA复合体基因在染色体上的分布复合体基因在染色体上的分布免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 HLA-类分子分子的三的三维空空间构型构型图免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 类基因区包含基因区包含HLA-DP、DQ、DR等等亚区，区，每个每个亚区中又包含多个基因位点。每个区中又包含多个基因位点。每个亚区中区中的每个位点可以的每个位点可以编码不同的不同的产物，物，这些些产物两物两两之两之间呈非共价呈非共价键结合后共同合后共同组成成HLA-类抗抗原。原。免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 人人HLA复合体基因在染色体上的分布复合体基因在染色体上的分布免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 HLA类分子的三维构型图免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 类基因区内含众多基因区内含众多编码血清血清补体成分和其它血清体成分和其它血清蛋白的基因，参与免疫蛋白的基因，参与免疫应答的不同答的不同阶段段免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 HLA-类和和类抗原的分子抗原的分子结构构1、肽结合区：合区：结合多合多肽2、免疫球蛋白、免疫球蛋白样区：区：结合合CD4或或CD83、跨膜区：、跨膜区：锚定在定在细胞膜上胞膜上4、胞内区：信号、胞内区：信号传递免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 I类抗原分子抗原分子 II类抗原分抗原分子子肽结合区：合区：结合多合多肽免疫球蛋白免疫球蛋白样区：区：结合合CD4或或CD8跨膜区：跨膜区：锚定在定在细胞膜上胞膜上胞内区：信号胞内区：信号传递免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 MHC I类分子的分子的结构构结合多合多肽结合合CD8免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 MHC II类分子的分子的结构构结合多合多肽结合合CD4免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 HLA-类分子抗原分子抗原结合区的三合区的三维图免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 HLA-类分子抗原分子抗原结合区的三合区的三维图免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 HLA- ,类分分子抗原子抗原肽复合物的复合物的三三维图免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 HLA- ,类分子抗原分子抗原肽复合物的三复合物的三维图免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 组织组织MHC I类分子类分子MHC II类分子类分子T细胞细胞B细胞细胞巨噬细胞巨噬细胞其他抗原提呈细胞其他抗原提呈细胞胸腺上皮细胞胸腺上皮细胞中性粒细胞中性粒细胞肝细胞肝细胞肾脏细胞肾脏细胞脑细胞脑细胞红细胞红细胞+-+/-+-HLA-、类抗原的分布抗原的分布免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 HLA-、类抗原的主要功能抗原的主要功能引起移植排斥反引起移植排斥反应： HLA抗原本身就是激抗原本身就是激发机体机体对移植物移植物产生生强烈和快速排斥反烈和快速排斥反应的主要相容性抗原系的主要相容性抗原系统。抗原呈抗原呈递作用：作用： 外来抗原被抗原呈外来抗原被抗原呈递细胞胞摄取和取和处理后，必理后，必须与与MHC- 、类分子的分子的肽结合区合区结合形成合形成抗原抗原肽MHC分子复合体，分子复合体，该复合体复合体经转运表运表达于抗原呈达于抗原呈递细胞的表面，才能被相胞的表面，才能被相应的淋巴的淋巴细胞胞识别，从而启，从而启动免疫免疫应答反答反应。免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 抗原提呈抗原提呈细胞（胞（antigen presenting cell，APC）：）：这类细胞能胞能够摄取、加工、取、加工、处理抗原并将抗原信息提呈理抗原并将抗原信息提呈给淋巴淋巴细胞。胞。专职APC：主要包括巨噬：主要包括巨噬细胞，胞，树突状突状细胞和胞和B细胞。胞。能能够提呈提呈MHC II 分子和抗原分子和抗原肽复合物。复合物。抗原提呈：指抗原提呈抗原提呈：指抗原提呈细胞将抗原加工胞将抗原加工处理、降解理、降解为多多肽片段，并与片段，并与MHC分子分子结合合为多多肽：MHC分子复分子复合物，而合物，而转移至移至细胞表面，并与胞表面，并与T细胞表面的胞表面的TCR结合，合，成成为TCR/抗原抗原肽：MHC分子三元体，再被提呈分子三元体，再被提呈给T淋淋巴巴细胞的全胞的全过程。程。免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 制制约免疫免疫细胞胞间的相互作用的相互作用MHC限制性限制性 只有当表达有抗原只有当表达有抗原肽MHC复合物的复合物的APC，与起，与起识别和反和反应作用的作用的T细胞表面所表达的胞表面所表达的MHC分子相同分子相同时，二者才能彼此作用而启二者才能彼此作用而启动免疫免疫应答答过程。程。T细胞表面的胞表面的TCR在在识别抗原抗原肽的的过程中，其表面的程中，其表面的CD4/CD8分子必分子必须同同时识别APC上的上的MHC- / 类分分子的子的Ig样区。区。CD4分子分子结合合MHC II类分子分子CD8分子分子结合合MHC I类分子分子免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 T细胞能胞能够识别T细胞表面的胞表面的MHC单倍倍体型体型为MHC A APC细胞表面的胞表面的MHC单倍体型倍体型为MHC A 免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 T细胞不能胞不能够识别T细胞表面的胞表面的MHC单倍倍体型体型为MHC A APC细胞表面的胞表面的MHC单倍体型倍体型为MHC B 免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 诱导胸腺内前胸腺内前T细胞的分化胞的分化在在T细胞的胞的发育育过程中，胸腺深皮程中，胸腺深皮质区的区的CD4+CD8+双阳性双阳性细胞同胸腺皮胞同胸腺皮质上皮上皮细胞表达胞表达的的MHC-或或类分子相互作用后，分子相互作用后，选择成熟成熟为“单阳性阳性”细胞，胞，这种种细胞又同胸腺内巨噬胞又同胸腺内巨噬细胞和胞和树突状突状细胞表达的自身抗原胞表达的自身抗原肽MHC- /类分子复分子复合物合物结合形成自身耐受合形成自身耐受细胞。其中没有形成自身胞。其中没有形成自身耐受的耐受的T细胞才能分化成熟胞才能分化成熟为对非己抗原非己抗原产生生应答答的免疫的免疫T细胞。胞。免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统 HLA在医学中的在医学中的应用用HLA与同种器官移植的关系：与同种器官移植的关系： 供受体供受体间HLA的相似性越的相似性越强，器官移植的成活率越，器官移植的成活率越高。通常最佳的移植物配高。通常最佳的移植物配对关系关系顺序序为同卵双生同卵双生同同胞兄妹胞兄妹近近亲远亲无无亲缘者。者。HLA与与输血反血反应的关系：的关系： 多次接收多次接收输血者会血者会发生非溶血性生非溶血性输血反血反应，与受者，与受者血液中存在的抗白血液中存在的抗白细胞和抗血小板胞和抗血小板HLA抗原的抗体有抗原的抗体有关，因此需多次接收关，因此需多次接收输血者血者应选择成分成分输血。血。免疫学应用主要组织相容性抗原系免疫学应用主要组织相容性抗原系统统