组织相容性抗原
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组织相容性抗原的名词解释组织相容性抗原,简称为HLA(Human Leukocyte Antigen),是人体免疫系统中的关键分子之一。
它们存在于几乎所有的细胞表面,主要起到识别和标记自身组织与异物的作用。
本文将从不同层面对组织相容性抗原进行解释,以便更好地理解这一重要的生物概念。
1. 组织相容性抗原的起源和发现在20世纪50年代,科学家们开始对人体组织移植的成功和失败进行研究。
他们发现,在某些情况下,移植后的组织会被宿主体内的免疫系统识别为异物,导致排斥反应。
而在某些情况下,移植能够顺利进行。
为了解释这一现象,研究人员推测组织免疫相容性是移植成功的关键因素。
2. 组织相容性抗原的基因和功能组织相容性抗原主要由一组高度变异的基因决定,存在于人体染色体中。
这些基因编码了一类复杂的蛋白质分子,在细胞表面展示出多样性的抗原。
它们能够通过与免疫细胞上的受体结合,调节免疫反应。
3. 组织相容性抗原在免疫应答中的作用组织相容性抗原与免疫系统中的T细胞紧密相关。
当免疫系统检测到外来抗原时,组织相容性抗原会提供关键的信息,帮助T细胞识别自身组织或异物。
这种识别过程对于免疫系统的正常功能至关重要。
4. 组织相容性抗原与移植排斥反应在移植手术中,组织相容性抗原的不匹配是导致排斥反应的主要原因之一。
当移植物携带的组织相容性抗原与受体体内的抗原不匹配时,免疫系统会发动攻击性的免疫反应,导致移植物被破坏。
因此,在移植手术中,寻找与受体相匹配的组织相容性抗原至关重要。
5. 组织相容性抗原与自身免疫病自身免疫病是一类疾病,免疫系统错误地攻击并破坏身体自身组织。
研究发现,某些自身免疫病患者与特定的组织相容性抗原有关。
这表明,组织相容性抗原可能在自身免疫病的发病机制中起到一定的作用。
6. 组织相容性抗原与药物研发组织相容性抗原的研究对于药物研发也具有重要意义。
由于个体间组织相容性抗原的变化,药物对患者的疗效和安全性可能存在差异。
主要组织相容性抗原系统主要组织相容性抗原系统(MHC)是人类体内一组与免疫系统密切相关的分子。
它在免疫应答中起着关键的作用,帮助身体识别自身和非自身物质,从而维持身体的免疫稳态。
本文将介绍MHC的结构、功能以及与疾病相关的重要性。
一、MHC的结构MHC主要分为两类:类I和类II。
类I MHC分子广泛分布在人体的几乎所有细胞表面,而类II MHC分子则主要表达在免疫细胞表面,如巨噬细胞、树突细胞和B细胞等。
两类MHC分子均由α和β链组成,通过肽结合槽来呈递抗原。
类I MHC分子的α链与β2微球蛋白(β2m)相互结合,肽结合槽通常呈现较短的抗原肽,长约8-10个氨基酸残基。
类I MHC抗原槽的底部与α链的一部分形成,而顶部主要由两个α螺旋组成。
类II MHC分子的α和β链都有相应的肽结合槽,呈现较长的抗原肽,通常由13-25个氨基酸残基组成。
相对于类I MHC,类II MHC的抗原槽形状和结构较为灵活,允许结合较长的抗原肽。
二、MHC的功能MHC分子的功能主要体现在两个方面:抗原呈递和免疫识别。
1. 抗原呈递MHC分子通过抗原呈递来将外源或内源抗原肽呈现给T细胞,从而激活免疫应答。
类I MHC分子主要呈递内源抗原肽,如由细胞内降解产生的肽段。
这些抗原肽与MHC分子结合后,被转运到细胞表面,供CD8+ T细胞识别。
类II MHC分子则主要呈递外源抗原肽,如吞噬细胞摄取的蛋白质,通过内吞作用形成的抗原泡等。
这些抗原肽与MHC分子结合后,被转运到免疫细胞表面,供CD4+ T细胞识别。
2. 免疫识别MHC分子的另一个重要功能是参与免疫细胞之间的识别和相互作用。
MHC分子表面的变异位点决定了它们与T细胞受体(TCR)的结合特异性,从而确保T细胞的特异性识别和激活。
MHC分子的多样性使得它们能够呈现广泛种类的抗原肽,并与TCR发生特异性相互作用。
这种相互作用触发了一系列免疫信号传导,导致T细胞的活化和免疫应答。
组织相容性抗原(histocompatibilityantigens) :器官移植时诱发排斥反应的抗原,是决定受者与供者组织相容性的抗原,即受者接受供者移植器官的能力。
机体内与排斥反应有关的抗原系统多达20种以上,其中能引起强而迅速排斥反应者称为主要组织相容性抗原,其编码基因是一组紧密连锁的基因群,称为主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)。
不同种属的哺乳类动物其MHC及编码的抗原系统有不同的命名,小鼠的主要组织相容性抗原系统称为H-2系统,人的则称为人白细胞抗原系统(human leucocyte antigen,HLA)。
但它们的组成结构、分布和功能等却很相似。
迄今对人类MHC的认识在很大程度上也来自对小鼠MHC即H-2复合体的研究。
小鼠由于具有繁殖快、易于饲养等特点成为进行MHC研究的最重要动物。
人类的主要组织相容性抗原由MHC的经典Ⅰ类基因组编码, 分为HLA Ⅰ类分子和HLAⅡ类分子, 前者表达在除红细胞外所有细胞的表面, 后者表达在一些淋巴组织的特定细胞表面.HLA分子的结构与分布:HLAI类分子由重链(α链)和轻链(β2m)组成, α链为跨膜结构,其胞外段有α1、α2、α3结构域,HLAI类分子可分为四个区:(1)肽结合区: 为与抗原多肽结合部位, 属多态性区域,包括α1、α2结构域;(2)Ig样区: 与CTL表面CD8分子结合的部位,属非多态性区域,即α3结构域;(3)跨膜区:固定MHC-I类分子于膜上;(4)胞浆区:参与胞内信号传递;(5)b2m:维持MHC-I类分子空间构型的稳定性。
HLAI类分子广泛分布于各种有核细胞及血小板表面HLA I类分子结构模式图;B.极面观;C.侧面观。
HLAII类分子由HLA基因编码的α链和β链组成,胞外段分为α1、α2、β1、β2结构域。
(1)肽结合区: 由α1、β1结构域组成,为与抗原多肽结合部位, 属多态性区域;(2)Ig样区: 由α2、β2结构域组成,与Th细胞表面CD4分子结合的部位,属非多态性区域;(3)跨膜区:固定MHC-II类分子于膜上;(4)胞浆区:参与胞内信号传递。
主要组织相容性抗原名词解释主要组织相容性抗原(major histocompatibility complex, MHC)是一组在哺乳动物中广泛存在的特殊蛋白质分子,主要参与免疫应答过程和个体免疫系统的调节。
以下是对主要组织相容性抗原相关名词的解释:1. MHC分子:主要组织相容性复合物分子是一类存在于细胞表面的蛋白质分子,主要由MHC-I和MHC-II两类分子组成。
MHC-I分子主要表达在几乎所有细胞表面,介导CD8+ T细胞的识别和杀伤感染细胞;MHC-II分子主要表达在特定的抗原呈递细胞(如树突状细胞、B细胞和巨噬细胞)上,介导CD4+ T细胞的识别和调节。
2. 抗原提呈:抗原提呈是指细胞通过MHC分子将体内外的抗原展示给免疫系统的过程。
抗原呈递细胞通过内源性或外源性途径获取抗原,并将其加工后与MHC分子结合,通过细胞表面的MHC分子展示给免疫细胞。
3. 抗原递呈细胞:包括树突状细胞(dendritic cell)、B淋巴细胞和巨噬细胞等,它们是MHC-II分子的主要表达细胞,具有广泛的抗原递呈能力。
树突状细胞是最有效的抗原递呈细胞,它们在体内采集外界抗原,然后迁移到淋巴结等免疫器官中,将抗原呈现给T细胞。
4. MHC限制性:MHC限制性是指T细胞的抗原识别需要同时与抗原肽和MHC分子结合。
CD8+ T细胞依赖MHC-I分子呈递的抗原肽,而CD4+ T细胞则依赖MHC-II分子呈递的抗原肽。
MHC限制性的存在使得T细胞只能识别与其MHC限制类型相匹配的抗原。
5. MHC多态性:MHC分子具有极高的基因多态性,即同一种MHC分子的不同个体之间存在着许多变异的亚型。
这种多态性使得各个个体能够识别更多的抗原肽,从而增强了体内抗原的呈递和识别能力,有助于应对不同的病原体。
6. 种差异性:不同物种之间的MHC分子存在显著差异,也称为种差异性。
这种差异性是由不同物种的基因组结构和进化过程所决定的,导致了不同物种对抗原呈递和免疫应答的差异。
组织相容性抗原(histocompatibilityantigens) :器官移植时诱发排斥反应的抗原,是决定受者与供者组织相容性的抗原,即受者接受供者移植器官的能力。
机体内与排斥反应有关的抗原系统多达20种以上,其中能引起强而迅速排斥反应者称为主要组织相容性抗原,其编码基因是一组紧密连锁的基因群,称为主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)。
不同种属的哺乳类动物其MHC及编码的抗原系统有不同的命名,小鼠的主要组织相容性抗原系统称为H-2系统,人的则称为人白细胞抗原系统(human leucocyte antigen,HLA)。
但它们的组成结构、分布和功能等却很相似。
迄今对人类MHC的认识在很大程度上也来自对小鼠MHC即H-2复合体的研究。
小鼠由于具有繁殖快、易于饲养等特点成为进行MHC研究的最重要动物。
人类的主要组织相容性抗原由MHC的经典Ⅰ类基因组编码, 分为HLA Ⅰ类分子和HLAⅡ类分子, 前者表达在除红细胞外所有细胞的表面, 后者表达在一些淋巴组织的特定细胞表面.
HLA分子的结构与分布:
HLAI类分子由重链(α链)和轻链(β2m)组成, α链为跨膜结构,其胞外段有α1、α2、α3结构域,HLAI类分子可分为四个区:(1)肽结合区: 为与抗原多肽结合部位, 属多态性区域,包括α1、α2结构域;(2)Ig样区: 与CTL表面CD8分子结合的部位,属非多态性区域,即α3结构域;(3)跨膜区:固定MHC-I类分子于膜上;(4)胞浆区:参与胞内信号传递;(5)b2m:维持MHC-I类分子空间构型的稳定性。
HLAI类分子广泛分布于各种有核细胞及血小板表面
HLA I类分子结构
模式图;B.极面观;C.侧面观。
HLAII类分子由HLA基因编码的α链和β链组成,胞外段分为α1、α2、β1、β2结构域。
(1)肽结合区: 由α1、β1结构域组成,为与抗原多
肽结合部位, 属多态性区域;(2)Ig样区: 由α2、β2结构域组成,与Th细胞表面CD4分子结合的部位,属非多态性区域;(3)跨膜区:固定MHC-II类分子于膜上;(4)胞浆区:参与胞内信号传递。
HLAII类分子主要表达在专职APC(如DC、单核/巨噬细胞、B细胞)、激活T细胞表面和胸腺上皮细胞。
HLA分子的功能:
功能: 主要组织相容性抗原不仅仅在临床上与器官移植的排异反应有关, 更重要的常规功能是参与介导有抗原呈递细胞存在的特异性免疫应答。
1、作为抗原提呈分子参与适应性免疫应答:
MHC限制性:指T细胞以其TCR对抗原肽和自身MHC分子进行双重识别,即太细胞只能识别自身MHC分子提呈的抗原肽,其中CD4+Th细胞识别II类分子提呈的外源性抗原肽,CD8+CTL识别I类分子提呈的内源性抗原肽。
参与T细胞在胸腺中的选择和分化
决定及病易感性的个体差异
参与构成种群基因结构的异质性
2、作为调节因子参与固有免疫应答
医学价值
与器官移植
HLA的研究原初是在器官移植研究推动下开展起来的。
故此,HLA又称移植抗原。
临床实践表明,同种异体移植(除同卵双生子外)的排斥应是成功率的最大障碍。
在遗传学中,MHC是作为一个单位孟德尔式传递的。
因此,同胞之间可有HLA相同、半相同和不同3种情况。
实践证明,HLA相同的同胞供者的肾移植,90%以上效果良好;单体型不同的供者,效果明显下降;两单型皆不同者则很少存活。
HLA本质和功能的揭示,为移植配型提供了重要的理论依据。
可以说,器官移植是当代医学一项重要成就。
器官移植中,HLA配型最重要的是HLA-DR。
作为某些疾病的遗传标志
1972年Russel第一个报告银屑病(牛皮癣)患者携带HLA-B13或HLA-B17。
HLA-B27抗原见于大约90%的强直性脊椎炎病人,以至使HLA分型具有了诊断价值,甚至,能较早地证实疾病亚型之间的临床区别,例如,寻常银屑病与HLA相关,而脓疱性银屑病则不然;青少年性胰岛素依赖型糖尿病与HLA-B8、HLA-Bw15和HLA-B18相关,而晚期发作型糖尿病并无这种相关。
因此,特定类型的HLA便成为某些疾病的遗传标志。
与法医
HLA因其高度多态性而成为最能代表个体特异性并伴随个体终身的稳定的遗传标志,在无关个体之间HLA型别完全相同的几率级低。
法医学通过HLA基因型或表型检测进行个体识别以“验明正身”,同时因其单倍型遗传特征,也是亲子鉴定的重要手段。
HLA 高分辨型技术
骨髓与器官移植是治疗白血病、癌症等人类重大疾病的有效手段,而在移植过程中人类白细胞抗原(HLA),是决定移植排斥反应高低的重要因素。
在进行骨髓和其它器官移植时,供者和受者之间人类白细胞抗原(HLA)相容程度越高,排斥反应的发生率就越低,移植成功率和移植器官长期存活率就越高;反之,就越容易发生排斥反应。
虽然直系亲属间HLA完全匹配的概率较高,但是由于中国白血病患者多为独生子女,在骨髓库中寻找与患者HLA完全匹配的志愿者,成为发现供者的主要途径。
随着医学的发展,像白血病、地中海贫血等能用最新的基因技术进行分型检测,再寻找合适的供体进行移植治疗。
目前通过HLA高分辨分型的外周血干细胞移植技术能大大提高配型效果,使患者的康复更快,更有保证。
该方法应用新一代的测序技术,只需通过一次实验就能够读取数千份样本的HLA序列数据,并一次性达到HLA分型的最高分辨率,同时还可发现新的等位基因。
在检测通量、数据质量、成本控制等方面都有质的飞跃。
应用这种新技术进行高分辨配型,成本不到传统技术的一半,但真正做到了“低分价格,高分数据”,能避免多次配型给患者造成的额外经济负担,也为治疗争取宝贵的时间。
现已知的组织相容性抗原有140多种,可形成不同的组织型,除同卵双生子外,每个人的组织型都不相同。
这样HLA为免疫系统提供了识别的标志。
T细胞表面有识别HLA抗原的受体,当异体组织、器官移植时,就能识别异体细胞的HLA,并与之结合,产生毒素等活性物质直接杀伤外来细胞,产生排斥反应。
异体器官能否移植成功,关键是组织型是否相容。
亲缘关系越近,相容性程度就越高,移植成功率也就越高,若组织型不相容则产生排斥反应。
对组织型的鉴定也可用于同卵或异卵双生子的判断,以及亲子鉴定等法医问题。