MHC移植免疫ppt课件.ppt

DaiJianpingDaiJianping主要组织相容性复合体（主要组织相容性复合体（MHC）与移植免疫与移植免疫汕头大学医学院微生物与免疫教研室2233第一部分：MHC及其编码分子p MHC的概念p HLA的基因结构及遗传特点（基因水平）p HLA分子结构及生物学功能（蛋白质水平）p HLA与临床医学MHCMHC命名：命名：Human:Human:HLAHLA(humanleukocyteantigen)(humanleukocyteantigen)MiceMice小鼠小鼠:H-2H-2RatRat大鼠大鼠:RT1RT1Rabbit:Rabbit:RLARLASwineSwine猪猪:SLASLAChimpanzeeChimpanzee（黑猩猩）（黑猩猩）:ChLAChLA4细胞表面5MHC、MHC复合体指基因MHC分子（抗原）则指该基因的编码产物（蛋白质）。HLA的概念同样适用以上原则。注意!6MHCMHC的发现的发现1930-1940,skinandtumorgraftrejectionininbred1930-1940,skinandtumorgraftrejectionininbredstrains,Hstrains,H-1-1,H,H-2-2,H H-3-3（2020）不同近交系小鼠间进行皮肤不同近交系小鼠间进行皮肤(肿瘤肿瘤)移植试验，发现移植试验，发现排斥现象排斥现象,由由细胞细胞表面表面同种异型抗原同种异型抗原诱导，诱导，移植抗原移植抗原/组织相容性抗原组织相容性抗原（代表（代表个体个体特异性特异性），），多基因多基因控制控制;主要主要组织相容性抗原：组织相容性抗原：强烈，快速，起主要作用；并为强烈，快速，起主要作用；并为紧密紧密连锁的基因群连锁的基因群（基因（基因复合体复合体）次要次要组织相容性抗原：较弱组织相容性抗原：较弱MiceMice：H-2geneH-2gene：ChromosomeChromosome 1717,被称之为被称之为MHCMHC。7RINGDPDMLMP2LMP7DQDR B2 A2 B1 A1 A B TAP1 TAP2 B2 A2 B3 B1 A1 B*A ClassIIClassIIIClassI第6染色体(人)ClassIIClassIIIClassI DP DQ DR C4B C4A B1 C2 HSP TNF B C A E F MIC G H MHCI类分子MHCII类分子8MHC的功能:自然条件下，能发生组织器官的移植吗？提呈抗原肽，激活T细胞，适应性免疫99p MHC的概念p HLA的基因结构及遗传特点p MHC分子结构及生物学功能p HLA与临床医学MHC及其编码分子10StructureofMHCgenesStructureofMHCgenesLocation:Chromosome17Location:Chromosome17Length:1500kbLength:1500kb微球蛋白，第15号染色体细胞因子、补体等11Length:3600kbLength:3600kbClassicalMHCgenes:ClassicalMHCgenes:共有224个基因座，其中96个假基因，128个功能基因。微球蛋白，第15号染色体细胞因子、补体等抗原的加工、提呈126号染色体13HLA-IHLA-I:经典经典：HLA-HLA-A A,HLA-,HLA-B B,HLA-,HLA-C C(a achain)chain)非经典非经典:HLA-Ilikegene:HLA-Ilikegene:E/F/GE/F/G假基因假基因（pseudogenepseudogene）:H/J:H/JHLA-IIHLA-II:经典经典：HLA-HLA-DRDR,HLA-,HLA-DQDQ,HLA-,HLA-DPDP(classical)(classical)非经典非经典:GenesassociatedwithantigenGenesassociatedwithantigenprocessing:DMA,DOA,DOB,TAP,LMPprocessing:DMA,DOA,DOB,TAP,LMP假基因假基因:DPA2,DPB2,DQA2:DPA2,DPB2,DQA2HLA-IIIHLA-III:immune-responserelatedgenes:immune-responserelatedgenes基因分类（D区）编码补体（C4、C2、B因子）和炎症相关蛋白（TNF、LTs、I-B、MICs、HSP70）14编码蛋白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15II类III类I类2免疫功能相关基因16（一）抗原的加工、提呈相关基因1.PSMB8、PSMB9(proteasome蛋白酶体 subunit beta type,PSMB)：蛋白酶体亚单位 旧称LMP2和LMP7，属于蛋白酶体成分，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,使其从胞质溶胶进入内质网并与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。17（二）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 MIC：与NK细胞活性有关（三）编码血清补体成分的基因C2、C4A、C4B、Bf（四）炎症相关基因TNF,HSP70,18HLA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 19复等位基因:指群体中一个基因座位上存在多个不同等位基因的现象。多态性（polymorphism）X2X2X10X10A AB BX1X1X2X2A Ai i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、AiBB、BiABii如果3个显性基因？A、B、CAA、BB、CC、AB、AC、BC20HLA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 21 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。细胞表面：六对12种经典I类和II类HLA分子HLA基因分型HLA配型23163004 184822单体型遗传单体型(haplotype)：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；也称单倍型或单元型。A1A1A2A2B8B8B35B35单体型 A1-B8 A2-B35在遗传过程中，MHC单体型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。摩尔根连锁互换定律23完全连锁24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。（基因连锁的结果）B8A11A1B2717%11%若随机组合，则单体型Al-B8的预期频率为17%11%1.9%但实际观察到的Al-B8单倍型实际频率是8.8%Al-B8处于连锁不平衡 A1-B28？25MHC分子结构及生物学功能2626MHC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：27272828MHC 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以及活化的T细胞表面29293030抗原肽31提呈外源性抗原、激发CD4+T细胞应答提呈内源性抗原、激发CD8+T细胞应答功能DC、M、B等APC以及活化的T细胞表面所有有核细胞表面组织分布HLA-DR、DQ、DPHLA-A、B、C类别10-30氨基酸残基8-11氨基酸残基结合的抗原肽CD4与2结合CD8与3结合与T细胞结合位点1、1结构域1、2结构域多态性位点链、链链、2m多肽链HLA类分子HLA类分子特征32HLA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)。33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，这一序列被称为共同基序（consensusmotif）。34作为抗原提呈分子参与获得性免疫应答MHC的生物学功能 1加工和提呈抗原：MHCI类分子提呈内源性抗原MHCII类分子提呈外源性抗原2TCR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3参与自身免疫和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：35351加工和提呈抗原：MHCI类分子提呈内源性抗原MHCII类分子提呈外源性抗原36362TCR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37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，参与补体反应 和免疫性疾病的调控。2 非经典的MHC类分子可结合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 炎症相关基因参与启动和调控炎症反应，并在应激反应中发挥作用。38HLA与临床医学39HLA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 40HLAHLA与同种与同种器官移植器官移植的关系的关系 组织相容性，特别是组织相容性，特别是HLAHLA等位基因匹配程度等位基因匹配程度。HLAHLA分型分型和和供受体交叉配合供受体交叉配合试验试验 同卵双生同卵双生 同胞兄妹同胞兄妹 近亲近亲 远亲远亲 无亲缘者无亲缘者HLAHLA抗原抗原表达异常表达异常与与疾病疾病的关系的关系 肿瘤细胞肿瘤细胞HLA HLA I I类分子类分子表达下降表达下降，CD8CD8+CTL CTL，免疫监视；，免疫监视；某些某些自身免疫病自身免疫病HLA HLA IIII类分子类分子表达上调表达上调，CD4CD4+T T细胞。细胞。41HLA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）。42HLAHLA与输血反应的关系与输血反应的关系非溶血性输血反应，与受者血液中存在的抗白细胞和抗血小板HLA抗原的抗体有关HLAHLA与法医学鉴定的关系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。43第二部分：44一、移植的类型一、移植的类型:1、自体移植、自体移植(autologous graft)2、同系移植同系移植(isograft or syngraft)3、同种异体移植同种异体移植(allogenic graft)4、异种异体异种异体(xenograft)单卵双生45二、移植物的种类二、移植物的种类:1、支架组织、支架组织:角膜、骨、软骨、筋膜、血管角膜、骨、软骨、筋膜、血管 （易长期存活易长期存活）2、生命组织、生命组织:皮肤、心、肝、肾皮肤、心、肝、肾3、细胞、细胞:骨髓骨髓 前胰岛细胞前胰岛细胞46三、移植抗原及分类三、移植抗原及分类:移植抗原移植抗原或或组织相容性组织相容性Ag：引起移植排斥反应的细胞膜表面分子引起移植排斥反应的细胞膜表面分子.主要主要组织相容性抗原组织相容性抗原(MHC Ag):引起引起快快而而强强的排斥应答的排斥应答次要次要组织相容性抗原组织相容性抗原(mHC):引引起起慢慢而而弱弱的的排排斥斥应应答答.（性性别别相相关关mHC）血血型型抗抗原原：ABO血血型型抗抗原原，肝肝、肾肾、血血管管内内皮皮细胞细胞组织特异性组织特异性 Ag：皮肤和血管内皮细胞最强，其皮肤和血管内皮细胞最强，其次为肾，次为肾，肝脏移植较易成活肝脏移植较易成活。47四、同种异型抗原的识别机制四、同种异型抗原的识别机制48五、移植排斥反应的类型五、移植排斥反应的类型(一)宿主抗移植物反应（HVGR，host versus graftreaction）：宿主免疫系统识别移植物抗原，产生针对移植物的免疫应答（排斥反应）。(二)移植物抗宿主反应（GVHR，graft versus hostreaction）：移植物含有大量免疫活性细胞，针对宿主组织器官产生免疫应答，造成免疫损伤，为GVHR。49六、临床常见的六、临床常见的HVGR及效应机制及效应机制:1、超急性超急性排斥反应排斥反应:数小时数小时 受受体体预预先先存存在在抗抗供供体体移移植植物物的的抗抗体体。体体液液免免疫疫为主为主 如供者如供者ABO血型抗原、血小板抗原，血型抗原、血小板抗原，血管内凝血血管内凝血，2、急性急性排斥反应排斥反应: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：Th1迟性性超敏反应，移植物抗原刺激并激活受者T淋巴细胞，产生大量致敏淋巴细胞，直接或通过释放淋巴因子杀伤靶细胞，排斥移植物。另，CTL，M，NK 3、慢性慢性排斥反应排斥反应:半年半年数年数年 血管慢性排斥（机制不清）50七、延长移植物存活的措施七、延长移植物存活的措施:(一一)供者要求供者要求:1、血型相同、血型相同;2、供者淋巴细胞不受受者血清抗体攻击、供者淋巴细胞不受受者血清抗体攻击;3、HLA尽可能同尽可能同;4、性别、性别 “交叉配型交叉配型”，两组，两组单向混合淋巴细胞培养单向混合淋巴细胞培养(二二)移植物预处理移植物预处理:1、实质性器官实质性器官：要冲洗，去掉：要冲洗，去掉“过路过路”cell 2、骨髓骨髓：+抗抗T细胞细胞Ab+补体补体 ：去：去T cell51(三三)抑制受者免疫应答抑制受者免疫应答:1、免疫抑制剂的使用、免疫抑制剂的使用:化化学学制制剂剂:糖糖皮皮质质激激素素、环环磷磷酰酰胺胺、环环胞胞霉霉素素A、FK-506 生生物物制制剂剂:抗抗淋淋巴巴细细胞胞球球蛋蛋白白ALG，抗抗CD3/4/8 单抗单抗 中草药类免疫抑制剂：中草药类免疫抑制剂：雷公藤雷公藤，冬虫夏草冬虫夏草 2、清除预存抗体、清除预存抗体:血浆置换血浆置换 3、建立、建立免疫耐受免疫耐受:先先输输入入供供者者WBC 受受者者ICC增增殖殖(幼幼稚稚LC)杀死杀死环(四)移植后的免疫监测:1、LC亚群百分比和功能 2、CK测定 3、细胞毒性抗体/补体 4、移植物活检:DR Ag、CD8+、CK52八、免疫赦免区八、免疫赦免区:免免疫疫赦赦免免区区：机机体体内内，易易于于接接受受同同种种或或异异种种组组织织器官移植的部位器官移植的部位.i.e.角膜、眼前房、软骨、角膜、眼前房、软骨、脑脑、胎盘滋养层、胎盘滋养层、内分泌腺等内分泌腺等.原因原因:1、缺少输入血管和淋巴管、缺少输入血管和淋巴管:i.e.角膜，血循环中角膜，血循环中LC不易达角膜不易达角膜;2、特殊、特殊屏障屏障作用作用:BBB、血血-睾屏障睾屏障;3、某些组织、某些组织免疫原性弱免疫原性弱：软骨。：软骨。4、高表达、高表达FasL