医学免疫学—主要组织相容性复合体
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主要组织相容性复合体(免疫学检验课件)
主要组织相容性复合体
概述
组织相容性:指在不同个体间进行组织 或器官移植时, 受者与供者双方相互 接受的程度。
组织相容性抗原:这种细胞表面能够 诱导移植排斥反应的抗原称为组织相 容性抗原或移植抗原。
主要组织相容性抗原
(majorhistocompatibility antigen,MHA)
人和哺乳动物的组织相容性抗原均十 分复杂，但有一组起决定性作用，能 诱导迅速而强烈的移植排斥反应，称 为MHA。
六号染色体
DP LMP TAP DQ DR C4 C2
BC A
DN DM DO II 类基因区
编码HLA-Ⅱ类分子
Bf Hsp TNF III 类基因区
E GF I类基因区
编码HLA-I类 分子a链
一、HLA Ⅰ类基因
位于着丝点的远端，主要包括HLA-B、C、A三 个基因座位，其编码产物为LAⅠ类分子的α链。
5. 诱导移植排斥反应
HLA抗原本身就是激发机体对移植物产 生强烈和快速排斥反应的主要相容性抗原 系统。
二、HLA在医学上的意义
1.HLA与器官移植
供受体间HLA的相似性越强，器官移 植的成活率越高。通常最佳的移植物配对 关系顺序为：
同卵双生>同胞兄妹>近亲>远亲>无亲 缘者。
2.HLA与输血反应
小鼠为 H-2抗原 人类为 人类白细胞抗原（HLA）
主要组织相容性复合体 (major histocompatibility complex, MHC)
指编码主要组织相容性抗原的基 因群 ，它是一组呈高度多态性的紧 密连锁的基因群。MHC编码的蛋白质 即MHA，又称MHC分子。
小鼠为 H-2 复合体
（三）单倍型遗传
概述
组织相容性:指在不同个体间进行组织 或器官移植时, 受者与供者双方相互 接受的程度。
组织相容性抗原:这种细胞表面能够 诱导移植排斥反应的抗原称为组织相 容性抗原或移植抗原。
主要组织相容性抗原
(majorhistocompatibility antigen,MHA)
人和哺乳动物的组织相容性抗原均十 分复杂，但有一组起决定性作用，能 诱导迅速而强烈的移植排斥反应，称 为MHA。
六号染色体
DP LMP TAP DQ DR C4 C2
BC A
DN DM DO II 类基因区
编码HLA-Ⅱ类分子
Bf Hsp TNF III 类基因区
E GF I类基因区
编码HLA-I类 分子a链
一、HLA Ⅰ类基因
位于着丝点的远端，主要包括HLA-B、C、A三 个基因座位，其编码产物为LAⅠ类分子的α链。
5. 诱导移植排斥反应
HLA抗原本身就是激发机体对移植物产 生强烈和快速排斥反应的主要相容性抗原 系统。
二、HLA在医学上的意义
1.HLA与器官移植
供受体间HLA的相似性越强，器官移 植的成活率越高。通常最佳的移植物配对 关系顺序为：
同卵双生>同胞兄妹>近亲>远亲>无亲 缘者。
2.HLA与输血反应
小鼠为 H-2抗原 人类为 人类白细胞抗原（HLA）
主要组织相容性复合体 (major histocompatibility complex, MHC)
指编码主要组织相容性抗原的基 因群 ，它是一组呈高度多态性的紧 密连锁的基因群。MHC编码的蛋白质 即MHA，又称MHC分子。
小鼠为 H-2 复合体
（三）单倍型遗传
医学免疫学 主要组织相容性复合体及其编码分子MHC护理课件
MHC分子是免疫系统中的重要分子，它们在抗原递呈和T细胞识别中起到关键作用。
MHC分子的异常表达与某些疾病的发生和发展有关，如器官移植排斥反应、自身免 疫性疾病等。
MHC分子的多样性也与个体的免疫应答和疾病易感性有关。
02
MHC编码分子MHC-I和MHC -II的特性
MHC-I分子的特性
01
02
例如，某些MHC分子基因型的个体可能更容易发生某些 肿瘤，如结肠癌、乳腺癌等。这些肿瘤的发生可能与 MHC分子对肿瘤抗原的提呈和识别有关。同时，MHC分 子也可以影响肿瘤细胞的免疫逃逸，从而影响肿瘤的发展 和预后。
05 MHC在护理中的应用
MHC与疫苗设计
疫苗设计
主要组织相容性复合体（MHC）在疫 苗设计中发挥着重要作用，通过了解 MHC分子与抗原的相互作用，可以设 计出更有效的疫苗，提高免疫应答的 效果。
疫苗靶向性
MHC分子可以识别和呈递抗原，激活 免疫系统，因此通过针对MHC分子的 疫苗设计，可以更精确地靶向特定的 抗原，提高疫苗的特异性和效果。
MHC与疾病诊断和预后评估
疾病诊断
MHC分子在免疫应答中起着关键作用，通过检测MHC分子的表达和多态性，可以帮助诊断疾病，了解疾病的发 病机制和进展情况。
03
04
表达于所有有核细胞表 面
参与内源性抗原的提呈
与CD8+T细胞结合，触 发细胞毒性反应
编码的基因位于HLA-I 类基因区域
MHC-II分子的特性
01
02
03
04
主要表达于专职抗原提呈细胞 表面
参与外源性抗原的提呈
与CD4+T细胞结合，激活细 胞免疫应答
编码的基因位于HLA-II类基因 区域
MHC分子的异常表达与某些疾病的发生和发展有关，如器官移植排斥反应、自身免 疫性疾病等。
MHC分子的多样性也与个体的免疫应答和疾病易感性有关。
02
MHC编码分子MHC-I和MHC -II的特性
MHC-I分子的特性
01
02
例如，某些MHC分子基因型的个体可能更容易发生某些 肿瘤，如结肠癌、乳腺癌等。这些肿瘤的发生可能与 MHC分子对肿瘤抗原的提呈和识别有关。同时，MHC分 子也可以影响肿瘤细胞的免疫逃逸，从而影响肿瘤的发展 和预后。
05 MHC在护理中的应用
MHC与疫苗设计
疫苗设计
主要组织相容性复合体（MHC）在疫 苗设计中发挥着重要作用，通过了解 MHC分子与抗原的相互作用，可以设 计出更有效的疫苗，提高免疫应答的 效果。
疫苗靶向性
MHC分子可以识别和呈递抗原，激活 免疫系统，因此通过针对MHC分子的 疫苗设计，可以更精确地靶向特定的 抗原，提高疫苗的特异性和效果。
MHC与疾病诊断和预后评估
疾病诊断
MHC分子在免疫应答中起着关键作用，通过检测MHC分子的表达和多态性，可以帮助诊断疾病，了解疾病的发 病机制和进展情况。
03
04
表达于所有有核细胞表 面
参与内源性抗原的提呈
与CD8+T细胞结合，触 发细胞毒性反应
编码的基因位于HLA-I 类基因区域
MHC-II分子的特性
01
02
03
04
主要表达于专职抗原提呈细胞 表面
参与外源性抗原的提呈
与CD4+T细胞结合，激活细 胞免疫应答
编码的基因位于HLA-II类基因 区域
医学免疫学：主要组织相容性复合体
（一）分子结构： 1. HLA-I类分子： a链: a1, a2, a3, 跨膜蛋
白; b链: b2m (15Cs编码)
a1和a2区----可结合病毒 (肿瘤)抗原肽。
a3和b2m区----可结合T 细胞上CD8分子。
a1
b2m
a2 a3
-12-
2. HLA-II类分子：
a链: a1, a2, 跨膜蛋白
-14-
分子结构 HLA-I类分子 HLA-II类分子
肽结合区 α1+α2
α1+β1
（多态区） 封闭槽
开放槽
（容纳8-10AA） （容纳13-17AA）
Ig样区 α3+β2m
α2 +β2
组织分布 有核C（淋巴C） B、Mφ、DC等APC
（细胞膜 ） 除神经C、
腺上皮C、活化T
滋养层C 外
血管内皮C、
-24-
三、HLA与器官移植
同卵双生同胞间---HLA单倍型完全匹配； 家庭成员间两条HLA单倍型完全相同者移 植成功率＞仅仅1条单倍型相同者的移植。 四、HLA 与输血反应 多次接受输血的病人，有时可发生非溶血 性输血反应，与产生抗白细胞抗体有关。 五、HLA与法医学的关系 亲子鉴定；罪犯血迹鉴定。
---- 人类MHC基因复合体是多位点、共显性 的复等位基因系统.
-19-
多位点：如编码MHC-I类分子的基因位点 有3个，即A、B、C位点。
共显性：一对第6染色体上所有A、B、C基 因位点上的基因均显性表达。最多有6种MHCI类分子。
-20-
复等位基因 在人群中，某个基因位点存在多 个功能相似但结构有差异的编码基因。依次命 名为1、2......。
-25-
白; b链: b2m (15Cs编码)
a1和a2区----可结合病毒 (肿瘤)抗原肽。
a3和b2m区----可结合T 细胞上CD8分子。
a1
b2m
a2 a3
-12-
2. HLA-II类分子：
a链: a1, a2, 跨膜蛋白
-14-
分子结构 HLA-I类分子 HLA-II类分子
肽结合区 α1+α2
α1+β1
（多态区） 封闭槽
开放槽
（容纳8-10AA） （容纳13-17AA）
Ig样区 α3+β2m
α2 +β2
组织分布 有核C（淋巴C） B、Mφ、DC等APC
（细胞膜 ） 除神经C、
腺上皮C、活化T
滋养层C 外
血管内皮C、
-24-
三、HLA与器官移植
同卵双生同胞间---HLA单倍型完全匹配； 家庭成员间两条HLA单倍型完全相同者移 植成功率＞仅仅1条单倍型相同者的移植。 四、HLA 与输血反应 多次接受输血的病人，有时可发生非溶血 性输血反应，与产生抗白细胞抗体有关。 五、HLA与法医学的关系 亲子鉴定；罪犯血迹鉴定。
---- 人类MHC基因复合体是多位点、共显性 的复等位基因系统.
-19-
多位点：如编码MHC-I类分子的基因位点 有3个，即A、B、C位点。
共显性：一对第6染色体上所有A、B、C基 因位点上的基因均显性表达。最多有6种MHCI类分子。
-20-
复等位基因 在人群中，某个基因位点存在多 个功能相似但结构有差异的编码基因。依次命 名为1、2......。
-25-
医学免疫学-第八章 主要组织相容性复合体共75页文档
人类主要组织相容性抗原通常称为人类白细胞抗原
（HLA，human leukocyte antigen）。
• MHC在不同物种动物中的名称不同：
小鼠的MHC称为H-2基因或H-2基因复合体，编码产物称H-2抗原。
12
• 需要注意的是：
MHC的生物学功能并非直接主宰移植物排斥，主要是其产物提 呈抗原肽而激活T细胞，在启动特异性免疫应答中起重要作用。
位于一对 同源染色体 上对应位置的一对基因称为 等位基因 （allele）；由于基因突变现象，群体中同一座位的等位基 因组成各不相同，形成多态性。
32
共显性表达：Co-dominant Expression
---- 一对等位基因同为显性。
在一条同源染色体上，编码HLA-I类分子的基因位 点有3个，即A、B、C，每个位点均能编码产生一 种HLA-I类分子链，能够分别与2微球蛋白链组 装产生一种HLA I类分子，共计3种 HLA I类分子。
-- 经典的I、II类基因区。 -- 免疫功能相关基因区：包括传统的III类基因。
16
一、经典HLA I类和II类基因
HLA基因复合体：人类6号染色体短臂6q21.31， 全长3600kb。 共有224个基因座位，其中128个功能基因，96个 假基因。
17
HLA基因结构示意图
DP
LMP TAP DQ DR C4 C2
• 位于一对同源染色体上对应位置的一对基因称为 等位基因（allele）。 • 对于某一个基因座位，一个个体最多只能有两个 等位基因，分别出现在来自父母方的同源染色体上。
31
等位基因（allele）和多态性 (polymorphism )
甲 （6#）
A1
A2
（HLA，human leukocyte antigen）。
• MHC在不同物种动物中的名称不同：
小鼠的MHC称为H-2基因或H-2基因复合体，编码产物称H-2抗原。
12
• 需要注意的是：
MHC的生物学功能并非直接主宰移植物排斥，主要是其产物提 呈抗原肽而激活T细胞，在启动特异性免疫应答中起重要作用。
位于一对 同源染色体 上对应位置的一对基因称为 等位基因 （allele）；由于基因突变现象，群体中同一座位的等位基 因组成各不相同，形成多态性。
32
共显性表达：Co-dominant Expression
---- 一对等位基因同为显性。
在一条同源染色体上，编码HLA-I类分子的基因位 点有3个，即A、B、C，每个位点均能编码产生一 种HLA-I类分子链，能够分别与2微球蛋白链组 装产生一种HLA I类分子，共计3种 HLA I类分子。
-- 经典的I、II类基因区。 -- 免疫功能相关基因区：包括传统的III类基因。
16
一、经典HLA I类和II类基因
HLA基因复合体：人类6号染色体短臂6q21.31， 全长3600kb。 共有224个基因座位，其中128个功能基因，96个 假基因。
17
HLA基因结构示意图
DP
LMP TAP DQ DR C4 C2
• 位于一对同源染色体上对应位置的一对基因称为 等位基因（allele）。 • 对于某一个基因座位，一个个体最多只能有两个 等位基因，分别出现在来自父母方的同源染色体上。
31
等位基因（allele）和多态性 (polymorphism )
甲 （6#）
A1
A2
医学免疫学教学课件汇编6主要组织相容性复合体mhc
34
〔二〕作为调节分子参与固有免疫应答 经典的III类基因为补体成分编码，参与炎症反响和对病
原体的杀伤，与免疫性疾病的发生 炎症相关基因参与启动和调控炎症反响，并在应激反响
位上的两个等位基因都能得到表达。
13
HLA等位基因
14
多态性(polymorphism)
在蛋白质水平，HLA多态性表现在各种等位基因产物在结 构上存在差异，主要是构成抗原结合槽的氨基酸残基在 组成和序列上不同。
参与构成抗原结合槽的结构域，在I类分子中是α1和α2； 在II类分子中是α1和β1。 采用PCR技术针对性地扩增相应的基因片段之后，可通过 测序，或者用显示等位基因特异性的探针与之杂交，确 定不同个体的等位基因特异性，称为HLA基因分型 〔genotyping〕。这对于寻找适宜的器官移植供受体、 分析疾病易感基因和在法医学上进行亲子鉴定都十分重 要。
7
免疫功能相关基因
8
免疫功能相关基因
〔一〕血清补体成份编码基因：包括C2、 C4A、C4B、CFB〔complement factor B〕，其编码产物分别为C2、C4A、C4B、 Bf〔B因子〕
9
〔二〕抗原加工相关基因
① 蛋白酶体β亚单位(proteasome subunit beta type, PSMB)基因，或低 分子量多肽〔low molecular-weight polypeptide，LMP〕基因：包括 LMP2〔PSMB9〕和LMP7〔PSMB8〕两个基因，编码胞质溶胶中蛋白酶 体的相关成分。蛋白酶体在抗原递呈细胞中参与对内源性抗原的酶解。
上述免疫功能相关基因全部位于HLA系统的Ⅱ类基因区
10
〔三〕非经典HLA-I类基因
非经典Ⅰ类基因又称HLAⅠb/MHC Ib，即b型Ⅰ类基因〔与之相对 应，经典HLA I类基因又称HLA Ia/MHC Ia，或a型Ⅰ类基因〕， 包括HLA-E、HLA-F、HLA-G等。
〔二〕作为调节分子参与固有免疫应答 经典的III类基因为补体成分编码，参与炎症反响和对病
原体的杀伤，与免疫性疾病的发生 炎症相关基因参与启动和调控炎症反响，并在应激反响
位上的两个等位基因都能得到表达。
13
HLA等位基因
14
多态性(polymorphism)
在蛋白质水平，HLA多态性表现在各种等位基因产物在结 构上存在差异，主要是构成抗原结合槽的氨基酸残基在 组成和序列上不同。
参与构成抗原结合槽的结构域，在I类分子中是α1和α2； 在II类分子中是α1和β1。 采用PCR技术针对性地扩增相应的基因片段之后，可通过 测序，或者用显示等位基因特异性的探针与之杂交，确 定不同个体的等位基因特异性，称为HLA基因分型 〔genotyping〕。这对于寻找适宜的器官移植供受体、 分析疾病易感基因和在法医学上进行亲子鉴定都十分重 要。
7
免疫功能相关基因
8
免疫功能相关基因
〔一〕血清补体成份编码基因：包括C2、 C4A、C4B、CFB〔complement factor B〕，其编码产物分别为C2、C4A、C4B、 Bf〔B因子〕
9
〔二〕抗原加工相关基因
① 蛋白酶体β亚单位(proteasome subunit beta type, PSMB)基因，或低 分子量多肽〔low molecular-weight polypeptide，LMP〕基因：包括 LMP2〔PSMB9〕和LMP7〔PSMB8〕两个基因，编码胞质溶胶中蛋白酶 体的相关成分。蛋白酶体在抗原递呈细胞中参与对内源性抗原的酶解。
上述免疫功能相关基因全部位于HLA系统的Ⅱ类基因区
10
〔三〕非经典HLA-I类基因
非经典Ⅰ类基因又称HLAⅠb/MHC Ib，即b型Ⅰ类基因〔与之相对 应，经典HLA I类基因又称HLA Ia/MHC Ia，或a型Ⅰ类基因〕， 包括HLA-E、HLA-F、HLA-G等。
医学免疫学mhc名词解释
医学免疫学mhc名词解释
1.MHC（主要组织相容性复合体）：一组体细胞表面分子，与T细胞相互作用，触发免疫反应。
2. 类I MHC分子：在所有核细胞和某些免疫细胞表达，与CD8+ T细胞相互作用。
3. 类II MHC分子：在特定抗原呈递细胞表达，与CD4+ T细胞相互作用。
4. MHC限制性：T细胞只能识别并与MHC分子互作用，呈现相应的抗原肽。
5. MHC多态性：不同个体MHC基因存在大量多态性，导致抗原肽的呈递和识别多样化。
6. MHC类I型分子的肽负载：在胞内发生剪切，一部分被推向ER腔，结合类I分子形成复合体，并在细胞表面呈现。
7. MHC类II型分子的肽负载：内体捕获和分解外源性蛋白，肽负载由HLA-DM促进类II分子结合和呈递。
- 1 -。
免疫学 第七章 主要组织相容性复合体
38
39
40
二、参与T细胞限制性识别
CD4/CD8(HLA-II/I类抗原识别受体)
抗原提呈细胞
T细胞
HLA 抗原肽 T细胞受体
41
三、参与T细胞分化及自身耐受的建立
正常T细胞
HLA
自身反应性T细胞
T 分化
免疫细胞
T×
建立中枢性自身耐受
带自身 抗原的 细胞
42
四、参与免疫应答的调节
活化
活化
45
三、HLA与疾病的关系 （一）R.R (relative risk，相对危险率)
R.R值越大相＝关性越强。病人（Ag+/Ag-）
（二）举例
对照（Ag+/Ag-）
1. 强直性脊柱炎与B27
2. 胰岛素依赖性糖尿病（IDDM）与DR3、DR4
47
如：90%以上 的强直性脊柱炎 患者带有HLAB27抗原。
MHC限制性（MHC restriction）：TCR对抗原肽 和与其形成复合物的MHC分子进行双重识别。即 在识别APC或靶细胞表面抗原肽的同时，还需识 别与抗原肽结合成复合物的自身MHC分子。
（二）参与对免疫应答的遗传控制
免疫应答基因（Ir）：HLAⅡ类基因区
（三）参与免疫细胞分化
1. MHC抗原参与早期T细胞在胸腺的分化 2. 建立T细胞对自身抗原的中枢性耐受
11
MHC-I类分子结构
α链：43KDa β链：12KDa α3与CD8分子 结合的部位
12
MHCⅠ分子结合抗原肽结构示意图 13
2.MHCⅡ类分子
➢ HLA-II类分子由α链和β链组成的异源二聚体
（糖蛋白） ➢分为胞外区、跨膜区和胞内区 ➢胞外区各有两个结构域（α1 /α2、β1 /β2） ➢α1 和β1组成肽结合区（结合抗原肽） ➢α2和β2组成免疫球蛋白样区 ➢β2和T细胞表面的CD4分子结合
医学免疫学-MHC
MHC 与自身免疫性疾病
MHC与类风湿性关节炎 关联
类风湿性关节炎患者中存在MHC分子基因 多态性，这些基因变异可能影响MHC分子 的表达和功能，进而影响自身免疫应答。
MHC与系统性红斑狼疮 关联
系统性红斑狼疮患者中MHC分子表达异常 ，可能导致自身抗体产生和组织损伤，参与
断
MHC分子还可以用于疾病预后的判断，通过对MHC分子的 检测和分析，可以帮助医生预测疾病的进展和预后情况。
MHC 在药物研发中的应用
药物靶点
MHC分子可以作为药物的靶点，通过与MHC分子的相互作用，可 以开发出新的药物，用于治疗各种疾病。
药物筛选
利用MHC分子进行药物筛选，可以提高药物筛选的效率和准确性， 加速新药研发的进程。
免疫应答。
细胞间信号传递功能
总结词
MHC分子在细胞间信号传递中发挥重要作用，能够影响免疫细胞的活化和分 化。
详细描述
除了结合和展示抗原肽以及被免疫细胞受体识别外，MHC分子还能够参与细胞 间信号传递。例如，MHC分子可以与共刺激分子一起，影响T细胞的活化和分 化，从而影响免疫应答的性质和强度。
03
MHC 在疫苗设计中的应用
疫苗设计
MHC分子在疫苗设计中具有重要 作用，可以通过对MHC分子的研 究，了解免疫应答的机制，从而 设计出更有效的疫苗。
免疫原性预测
利用MHC分子对免疫原性的预测， 可以帮助科学家们筛选出具有强 免疫原性的抗原，提高疫苗的有 效性。
个体化疫苗设计
通过对MHC分子的研究，可以针 对不同个体的基因型设计出个体 化的疫苗，提高疫苗的针对性和 效果。
MHC 与 T 细胞活化
MHC限制性
T细胞活化需要与MHC分子结合的抗原肽， 这种结合具有MHC限制性。
医学免疫学：8 主要组织相容性复合体(MHC)及其编码分子
HLA-I、II类分子结构、组织分布和功能特点：
HLA 基因座位
I B 、C 、A
分子结构 抗原肽结构域
α链，β2-m α1、α2
表达特点 分布
受体： 功能
共显性
所有有核细胞 血清、尿、初乳
CD8
识别、提呈内源性抗原 结合CD8， 对CTL的识别起限制作用
II DR、DQ、DP α链、β链 α1、β1
rejection or acceptance was dependent upon the genetics of each strain
ACCEPTED
Skin from an inbred mouse grafted onto the same strain of mouse
REJECTED
Skin from an inbred mouse grafted onto a different strain of mouse
小鼠：H-2(histocompatibility-2)复合体 人类：HLA复合体 猩猩：ChLA复合体 狗： DLA复合体
• H-2复合体
– 小鼠的主要组织相容性复合体（MHC） – 存在于17号染色体的一组紧密连锁的基因群 – 编码小鼠主要组织相容性抗原（H-2抗原）
• H-2抗原– 小鼠的主要组织相容性抗原 NhomakorabeaMHC分子）
（一）小鼠的MHC H-2复合体位于第17号染色体上
(二) 人的MHC
• HLA基因复合体位于人第六号染色体短臂 6p21.31，3600kb。
• MHC：
224个基因座位
128个功能性基因 96个假基因
第六对 染色体
Class III Class II Class I
医学免疫学：第八章 主要组织相容性复合体
第八章 主要组织相容性 复合体
主要内容
• 概述 • HLA基因结构及其多态性 • HLA分子结构和功能 • HLA在医学上的实践
基本概念
• 一、组织相容性：是指在不同个体间进 行组织或器官移植时，受者和供者双方 相互接受程度的表现，如果移植物能被 受者接受而不被排斥，则可视为“相 容”，否则，不能相容即可发生排斥反 应。
一、人类 HLA的基因结构
• 人类HLA复合体，位于第6号染色体短臂 , 已鉴定出224个基因座，其中功能基因 128个。
• 按其定位和特点，可分为两种类型： 一是经典的HLA-Ⅰ类基因 和HLA-Ⅱ类基因
• 经典的HLA-Ⅰ类基因包括HLA-B、-C、-A， 它们具有多态性，组织分布广泛，主要生 物学功能是参与递呈内源性抗原.
由重链α链和轻链β2微球蛋白（β2m）非共 价结合的异二聚体。
胞外区 肽结合区： α1 、α2 跨膜区 IgSF区： α3、 β2m 胞内区
• 肽结合区
• IgSF区 • 跨膜区 • 胞内区
HLAⅠ类分子结构示意图
HLA-I类分子结构
α链：43KDa β链：12KDa α3与CD8分子 结合的部位
• MHC的编码产物即MHC分子或MHC抗原，其表 达于不同细胞表面，主要功能是控制细胞间相 互识别、参与抗原递呈、诱导免疫应答。
• 三、“组织相容性抗原”:诱发移植 排斥反应的抗原被称为移植抗原或 组织相容性抗原，其中可诱导迅速 而强烈排斥反应者被称为主要组织 相容性抗原。
• 不同种类哺乳动物MHC及其编码产物的名 称各异。
• 小鼠的MHC称为H-2复合体。
• 人类的MHC通常称为HLA基因或HLA复合 体。其编码的分子表达于白细胞上，称为 人 类 白 细 胞 抗 原 （ human leucocyte antigen ， HLA ） 。 为 和 基 因 区 分 常 称 为 HLA分子或HLA抗原。
主要内容
• 概述 • HLA基因结构及其多态性 • HLA分子结构和功能 • HLA在医学上的实践
基本概念
• 一、组织相容性：是指在不同个体间进 行组织或器官移植时，受者和供者双方 相互接受程度的表现，如果移植物能被 受者接受而不被排斥，则可视为“相 容”，否则，不能相容即可发生排斥反 应。
一、人类 HLA的基因结构
• 人类HLA复合体，位于第6号染色体短臂 , 已鉴定出224个基因座，其中功能基因 128个。
• 按其定位和特点，可分为两种类型： 一是经典的HLA-Ⅰ类基因 和HLA-Ⅱ类基因
• 经典的HLA-Ⅰ类基因包括HLA-B、-C、-A， 它们具有多态性，组织分布广泛，主要生 物学功能是参与递呈内源性抗原.
由重链α链和轻链β2微球蛋白（β2m）非共 价结合的异二聚体。
胞外区 肽结合区： α1 、α2 跨膜区 IgSF区： α3、 β2m 胞内区
• 肽结合区
• IgSF区 • 跨膜区 • 胞内区
HLAⅠ类分子结构示意图
HLA-I类分子结构
α链：43KDa β链：12KDa α3与CD8分子 结合的部位
• MHC的编码产物即MHC分子或MHC抗原，其表 达于不同细胞表面，主要功能是控制细胞间相 互识别、参与抗原递呈、诱导免疫应答。
• 三、“组织相容性抗原”:诱发移植 排斥反应的抗原被称为移植抗原或 组织相容性抗原，其中可诱导迅速 而强烈排斥反应者被称为主要组织 相容性抗原。
• 不同种类哺乳动物MHC及其编码产物的名 称各异。
• 小鼠的MHC称为H-2复合体。
• 人类的MHC通常称为HLA基因或HLA复合 体。其编码的分子表达于白细胞上，称为 人 类 白 细 胞 抗 原 （ human leucocyte antigen ， HLA ） 。 为 和 基 因 区 分 常 称 为 HLA分子或HLA抗原。
医学免疫学-8(MHC)
42
1、HLAⅠ类抗原分子
43
2、HLA-Ⅱ抗原分子
44
MHC-I类分子结ss I Variability
47
抗原肽和MHC分子相互作用的分子基础
• 酸洗脱抗原肽 • 锚定残基（anchor residue) • 共同基序(consensus motif)
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2、 HLA基因的多态性
• 高度的多态性（polymorphism) 是HLA系统的一 个最重要的特点
• 等位基因（allele): 染色体同一基因座位的DNA序 列在人群中存在许多变异体
• 多态性：一个基因座位在群体中存在多个等位基因， 是群体概念
36
目前已知的HLA等位基因数量(3041)
第八讲
主要组织相容性复合体 及其编码分子
Major Histocompatibility complex
The laws of transplantation
2
主要组织相容性复合体
• 移植排斥现象： 主要组织相容性抗原 （MHS） • 移植抗原＝组织相容性抗原
次要组织相容性抗原（mHS）
• 主要组织相容性复合体 complex, MHC) (Major Histocompatibility
21
㈢免疫功能相关基因
2、抗原加工提呈相关基因
抗原加工相关转运物 (Transporter associated with antigen peptide,TAP) 基因——TAP1和TAP2两个座位
TAP参与内源性抗原肽的转运，使抗原肽从胞浆中进入内质 网腔
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㈢、免疫功能相关基因
2、抗原加工提呈相关基因
（1）、限制群体中HLA单元型的多样性，给器官移 植时寻找HLA相容体提供机会 （2）、HLA——特异性和强度不同的免疫应答—— 疾病的易感性和反应性不同
【医学免疫学】第8章 主要组织相容性复合体
MHC限制性：T 细胞只能识别自身MHC分子提 呈的抗原肽。
CTL的TCR特异识别抗原T表位，同时识别与T表位 结合的自身MHC分子,才能杀伤靶细胞。
2）HLA-II类分子 结构: α链、β链 分布: 抗原呈递细胞
活化的T细胞 功能: *提呈外源性抗原肽。 *与辅助受体CD4结 合,对Th细胞的识 别起限制作用。
二. HLA复合体的结构
HLA位于人第6号染色体短臂上，基因长度为3600kb，有224个 基因座 （128 个功能基因/ 96个假基因）
传统上分：I类、II类、III类基因
现在分2类： 经典的I类和II类基因：编码MHC I类和 II类分子，
高度多态性 免疫功能相关基因：调控固有免疫应答和炎症反应
（major histocompatibility system,MHS)。 主要组织相容性复合体（major histocompatibility
complex,MHC): 编码MHS的基因在同一染色体上呈一组紧密连锁的基因群，将
* MHS广泛分布于脊椎动物所有有核细胞的表面， 化学成分是脂蛋白或糖蛋白；
HLA的高度多态性和多基因性共同决定了HLA遗传 背景的高度多样性， 在无血缘关系的人群中，几乎没有 两个人HLA的基因型、表型完全相同。
（三）连锁不平衡和单体型
连锁在一条染色体上的所有HLA基因组合构成一个单体型 。
（HLA复合体是一紧密连锁的基因群，同一染色体的HLA等 位基因很少发生同源染色体间的交换）。一个单元型在遗传 过程中作为一个完整的遗传单位由亲代传给子代。
I- B、B144、ZNF173、 ZNF178 MHC I类相关基因（MIC） 热休克蛋白基因 HSP70（分子伴侣）
五、HLA的遗传特点
《医学免疫学》第五章 主要组织相容性复合体
（二）多态性
在随机婚配的群体中，染色体同一基因座位上 存在多个等位基因，这就是多态性。 多态性可导致群体中不同个体所拥有的等位基 因的差别。 现知HLA复合体是人体多态性最为明显的基因 系统。
MHCⅡ类基因
MHCⅠ类基因
HLA多态性形成的原因主要有： HLA基因结构变异 复等位基因 共显性表达
分子结构
HLA-I类分子
HLA-II类分子ຫໍສະໝຸດ 肽结合区（多态区）
α1+α2
封闭槽
α1+β1
开放槽
（容纳8-10AA） （容纳13-17AA）
Ig样区
α3+β2m 除神经C、 滋养层C 外
α2 +β2
组织分布 有核C（淋巴C）
B、Mφ、DC等APC
腺上皮C、活化T 血管内皮C、 识别外源性抗原肽 CD4-β2 限制TH的识别*
（3）非经典Ⅰ类基因* 又称Ib基因 包括HLA-E、-F、-G、-H等。 [1] HLA-E基因 (HLA-C、-B座位之间) 编码HLA-E分子（结构与经典I类分子相似）。 HLA-E分子作用： 与维持母胎界面稳定有关 逃避免疫监视（病毒感染细胞、肿瘤细胞）
[2]HLA-G基因 (HLA-H和HLA-F座位之间) 编码 HLA-G 分子（ 结构与经典 I 类分子相似）。 HLA-G分子生物学功能： ①保护胚胎 ②可能参与妊娠期血管生成。 ③可能参与胸腺细胞选择的某些过程。 ④有调控HLA-E表达的作用（一定条件）。
（细胞膜 ） 功能
识别内源性抗原肽 限制CTL的识别*
（辅助受体） CD8-α3
（二）MHC分子的分布与调节 1. 经典MHCⅠ类分子 广泛分布于所有有核细胞表面，包括血小 板和网织红细胞。 以淋巴细胞密度最高。 少数细胞如分化某一阶段的滋养层细胞、 神经原和精细胞不表达Ⅰ类分子。
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单元型遗传
高度多态性
复等位基因
共显性遗传
连锁不平衡
四、HLA的结构和分布
HLA-Ⅰ、Ⅱ类抗原的分布
HLA-Ⅰ类抗原的分布范围：
广泛分布于各组织有核细胞及血小板和网织红细胞的 表面，但在神经细胞、成熟的红细胞和滋养层细胞表 面没有表达；也可以分泌型/可溶性HLA-Ⅰ类抗原的形 式出现在血清、尿液、唾液、精液和乳汁等体液中。
HLA复合体 H-2复合体 DLA复合体 RLA复合体 BoLA复合体
二、HLA复合体的基因组成
HLA复合体位于6号染色体的短臂上，其分布
范围大约3600~4000 kb，据其基因和编码产
物的结构和功能的不同，将HLA复合体又分
为三个区域，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类基因区。
三、HLA复合体的遗传特点
胸腺内巨噬细胞和树突状细胞表达的自身抗原肽－MHCⅠ/Ⅱ类分子复合物结合形成自身耐受细胞。其中没有形
成自身耐受的T细胞才能分化成熟为对非己抗原产生应答
的免疫T细胞。
4、引起移植排斥反应 HLA抗原本身就是激发机体对移植物产生强烈和 快速排斥反应的主要相容性抗原系统。
六、HLA在医学上的意义
HLA与疾病的相关性
的表面，才能被相应的T淋巴细胞识别，从而启动免疫
应答反应。
抗原提呈作用示意图
2、制约免疫细胞间的相互作用－MHC限制性
只有当表达有抗原肽－MHC复合物的APC，与 起识别和反应作用的T细胞表面所表达的MHC
分子相同时，二者才能彼此作用而启动免疫应
答过程。
MHC Ⅰ类和Ⅱ类分子和抗原肽的相互作用
（二）基 本 特 点
MHS广泛分布于人或动物所有有核细胞的表面，化
学成分是脂蛋白或糖蛋白； MHS不仅参与移植排斥反应，而且在机体免疫应答 过程中具有重要的调节作用； MHS在不同物种动物中的名称不同，其中小鼠的 MHS称为H-2系统，人的MHS称为人类白细胞抗原 （human leucocyte antigen,HLA)。
主要组织相容性复合体及编码分子
内
容
一、概述 二、HLA复合体的基因组成 三、HLA复合体的遗传特点 四、HLA的结构和分布 五、HLA的生物学功能 六、HLA在医学上的意义
一、概 述
（一）相 关 概 念
组织相容性抗原（histicompatibility antigen): 代表个体特异性的、引起移植排斥反应的同种异型抗原， 叫～，也称移植抗原。 主要组织相容性抗原系统（major histocompatibility antigen system , MHS): 在众多的组织相容性抗原系统中，能引起强烈而迅速排斥反 应的抗原系统，称为～。 主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex, MHC): 编码MHS的基因在同一染色体上呈一组紧密连锁的基因群， 将这一连锁的基因群统称为～。
HLA与同种器官移植 供受体间HLA的相似性越强，器官移植的成活率越 高。通常最佳的移植物配对关系顺序为同卵双生> 同胞兄妹>近亲>远亲>无亲缘者。
HLA与输血反应 多次接收输血者会发生非溶血性输血反应，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，因此需多次接收输血者应选择成分输血。
HLA复合体的遗传特点
多态性：
指一个基因座位上存在多个等位基因
经典I类基因
A B
805
经典II类基因
DRA DRB1
3 527
C
256
DRB3
23
DQA
34
DQB1
73
DPA1
23
DPB1
125
等位 基因数
478
因而MHC的多态性是一个群体概念，指群体中不同个体在等位
基因拥有状态上存在差别。
HLA复合体的遗传特点
群体分子流行病学调查显示，某些疾病的发生与一种或几 种HLA抗原的表达相关，因此HLA作为一种疾病发生的 遗传标志可用于疾病的辅助诊断、预测、分类及预后判断。
带有某种HLA型别不代表一定会患病。
HLA异常表达与疾病的关系 HLA-Ⅰ类分子的表达降低与肿瘤的发生有关； HLA-Ⅱ类分子表达异常与自身免疫病的发生有关。
多态性：
某基因座位、某个体最多只能有两个等位基因，分别来自父、母；
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
MHC Ⅰ HLA-A、B、C
MHC Ⅱ HLA-DR、DQ、DP
MHC多态性的生物学意义
MHC多态性：从基因的储备上，造就了各式各样的个体，他(她)们对抗 原(病原体)入侵的反应性和易感性并不相同。
有 利 的 方 面 不 有 利 的 方 面
作为抗原肽受体结合并递呈抗原—MHC主要的生物学功能
T细胞以其TCR实现对抗原肽和MHC分子的双重识别。
a螺旋 b片层
3、诱导胸腺内前T细胞的分化
在T细胞的发育过程中，胸腺深皮质区的CD4+、CD8+双 阳性细胞同胸腺皮质上皮细胞表达的MHC-Ⅰ或Ⅱ类分子
相互作用后，选择成熟为“单阳性”细胞，这种细胞又同
本章重点
掌握MHC与HLA的概念。 熟悉HLA复合体的经典基因组成和遗传特征。 熟悉HLA Ⅰ类和Ⅱ类分子的比较（结构、分布） 掌握HLA的主要功能。
HLA复合体的遗传特点
HLA复合体是人体多态性最丰富的基因系统！
多基因性：
指复合体由多个位置相邻的基因座位所组成 而编码产物具有相同或相似的功能 人Ⅰ类基因：B、C、A三个座位 人Ⅱ类基因： DP、DQ和DR三个亚区 多基因性着重于同一个个体中MHC基因座位的变化；
赋於整个物种极大的应变能力，使之能对付多变的环境及
各种病原体的侵袭。
MHC高度多态性是生物具有强大生命力的物质基础 。 对于某个体： 对某病原体的侵袭缺乏诱导免疫反应的能力或诱导的 免疫反应的能力低下； 对于某个体： 疫苗研制考虑MHC的多态性；
对于某个体： 器官、组织、细胞移植需要配型等。
HLA-Ⅱ类抗原的分布： 主要存在于B细胞、巨噬细胞和其它抗原呈递细胞，以 及胸腺上皮细胞和某些活化的T细胞表面；此外在血管 内皮细胞和精子细胞表面也有少量表达。
五、HLБайду номын сангаас的生物学功能
1、抗原提呈作用
外来抗原被抗原提呈细胞（APC）摄取和处理后，必须 与MHC- Ⅰ 、Ⅱ类分子的肽结合区结合形成抗原肽－ MHC分子复合体，该复合体经转运表达于抗原提呈细胞
（二）基 本 特 点
MHC位于同一染色体上，具有控制同种移植排斥
反应、免疫应答和免疫调节等功能。 MHC在不同物种中处于的染色体位置不同，其中 小鼠的MHC又称H-2复合体，位于17号染色体上， 而人类的HLA复合体则位于第6号染色体上。
MHS
MHC
人的MHS → HLA 小鼠的MHS → H-2 狗的MHS → DLA 兔的MHS →RLA 牛的MHS → BoLA