HLA

主要组织相容性复合物（MHC ）是决定一个器官移植入遗传基础不同的个体中时，是否被排斥的一组基因。

在人类主要组织相容性复合物的产物称为HLA （Human leukocyte Antigens ）。

在进行骨髓移植或肾等器官移植时，要进行精密的HLA 配型，受者供者之间HLA 相合程度越高，造成排斥反应（HVG ）和移植物抗宿主病(GVHD) 的机率越低，反之则高，极易造成移植失败。

HLA 系统是至今所知人类最高度多态性的遗传系统，构成人体生物学“ 身份证” 。

每个体的免疫活性细胞都以HLA 抗原为识别“ 自己” 和“ 非己” 的标志，从而通过免疫反应排除“ 非己” ，保持个体的完整性。

这组基因位于第6 号染色体短臂上6p21.31 ，3.6Mb ，根据基因位点的产物和他们的功能HLA 可分为:
一类抗原HLA －A, －B, －C 位点的产物；
二类抗原HLA －DR ，－DQ ，—DP 位点的产物；
三类抗原C4A, C4B, C2, Bf （备解素因子）等补体成分组成。

*** 其中一类和二类抗原和移植关系密切。

HLA 抗原的分布
HLA －I 类抗原分布相当广泛，见于所有有核细胞，在淋巴细胞上密度最高，心肌或肝细胞在正常情况下极少或没有。

血浆中有可溶性HLA －I 类抗原，可能是细胞膜新陈代谢所致。

成熟的红细胞上无HLA 抗原，血小板上带有HLA －I 类抗原。

HLA －Ⅱ类抗原分布较窄，密度最高的是树状突细胞、单核细胞、一些吞噬细胞亚群及B 淋巴细胞。

HLA 的抗原结构与基因结构
HLA- Ⅰ类抗原由重链（α链）和轻链（β链）经非共价键连成异二聚体。

α链由HLA 基因编码，β链则定位于15 号染色体。

α链由三个胞外区（α 1 、α 2 和α 3 ）、穿膜区和胞质区组成。

α 1 和α 2 组成抗原结合部位，α 3 则是与T 细胞表面的CD8 分子结合的部位。

HLA- Ⅱ类抗原同样由α链和β链以非共价键组成的异二聚体。

不同的是：两条链均由HLA 基因编码，各有两个胞外结构区（α 1 、α 2 和β 1 、β 2 ）、穿膜区和胞质区。

α 1 与β 1 组成抗原结合槽，α 2 和β 2 则与T 细胞表面的CD4 受体结合。

HLA 的命名及等位基因数目
HLA 的遗传特点
MHC 基因是以单倍型（Haplotype ）遗传方式共显性表达。

子女与父母有一半HLA 相同；子妹间1/4 机率完全相同，完全不同；1/2 机率一半HLA 相同。

HLA 抗原的主要功能
•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。

•抗原呈递作用：外来抗原被抗原呈递细胞摄取和处理后，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呈递细胞的表面，才能被相应的淋巴细胞识别，从而启动免疫应答反应。

MHC I 类抗原结合抗原多肽（8-10 个氨基酸）、TCR 、CD8 ；MHC II 类抗原结合抗原多肽（13-18 个氨基酸）、TCR 、CD4 。

HLA 在医学中的应用
•HLA 与同种器官移植的关系：
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 与输血反应的关系：
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 与疾病的相关性：
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。

HLA 分型方法
•血清学分型技术
微量细胞毒实验（Complement Dependent Cytotoxicity , HLA I 类，II 类的DR 、DQ ）•细胞学分型技术
混合淋巴细胞培养（Mixed lymphocyte culture ，MLC ）：HLA-DP
•DNA 分型技术
PCR-SSO （sequence specific oligonucleotide, 序列特异的寡核苷酸）；
PCR-SSP （sequence specific primer, 序列特异引物）；
PCR-SBT （Sequence based typing ，测序分型）等。

对外检测与服务
•造血干细胞移植人类白细胞抗原（HLA ）配型；
•实体器官移植人类白细胞抗原（HLA ）配型；
•器官移植供患者之间淋巴细胞毒交叉配型；
•群体反应性抗体（PRA ）检测实验；
•强直性脊柱炎相关HLA-B27 的基因检测；
•疾病相关性研究的HLA 分型；
•人类遗传学相关研究的HLA 分型等。

1基本简介
HLA(human leukocyte antigen ，人类白细胞抗原)系统是目前所知人体最复杂的多态系统。

自1958年发现(Jean Dausset)第一个HLA抗原，到20世纪70年代，HLA便成为免疫遗传学、免疫生物学和生物化学等学科的一个重要新兴研究领域。

现在，已基本弄清其系统的组成、结构和功能，阐明了其理化性质和生物学作用。

这些研究成果不仅具有重要的理论意义，而且具有巨大的生物医学价值。

2主要特点
2.1HLA的生物学功能
靶功能
HLAⅠ类抗原分布于所有有核细胞。

其抗原特异性在于肽链抗原决定簇的特定氨基酸顺序。

这些抗原可被外来物质例如某种病毒或化学物质加以改变，当这些基因产物被改变之后，便成为自身免疫原，成为免疫排除的靶子。

可见，耙功能的实质在于“识别自我”，以保证机体的完整性。

因此，分布于所有细胞及其多态性这一特点十分重要。

识别功能
HLA的识别功能实指在免疫反应中特有的协同作用。

抗体在B细胞生成，但在多数情况下，需要巨噬细胞和T淋巴细胞参与。

其过程是：抗原经巨噬细胞处理后，抗原信息传递给T辅助细胞，后者再将信息传给B细胞，使B细胞进而分化生成专一抗体。

在这个过程中，T辅助细胞不仅识别致敏巨噬细胞上的抗原，同时也要识别巨噬细胞是否与其本身的Ⅱ类抗原相一致。

就是说，只有巨噬细胞的单体型和T辅助细胞的单体型相一致时，T辅助细胞才被激活，从而使免疫反应在严密的遗传控制下进行。

2.2对蛋白质抗原的处理与加工
HLA-I类分子：内源性抗原的递呈分子
HLA-Ⅱ类分子：外源性抗原的递呈分子
2.3调节免疫应答
*形成MHC-抗原肽-TCR复合物，启动免疫应答
*在TCR特异性识别APC所提呈的抗原肽过程中，必须同时识别与抗原肽结合成复合物的MHC分*子，才能产生T细胞激活的信号
*MHC限制性：免疫细胞间相互作用时，除细胞受体识别相应抗原决定簇外，细胞间还必须识别相应的MHC分子
* MHC分子是T细胞活化的协同刺激分子：CD4----MHCⅡ、CD8----MHCI
*调节免疫应答强弱
3本质结构
HLA是具有高度多态性的同种异体抗原，其化学本质为一类糖蛋白，由一条α重链（被糖基化的）和一条β轻链非共价结合而成。

其肽链的氨基端向外（约占整个分子的3/4），羧基端穿入细胞质，中间疏水部分在胞膜中。

HLA按其分布和功能分为Ⅰ类抗原和Ⅱ类抗原。

3.1遗传控制
HLA受控于称作人类主要组织相容性复合体(MHC）的基因簇。

HLA定位于第6染色体短臂上。

HLAⅠ类抗原的特异性取决于α重链，由HLA-A、B、C位点编码；其β轻链是β2-微球蛋白，编码基因在第15染色体。

HLAⅡ类抗原受控于HLA-D区（包含5个亚区），由其中的A基因和B基因分别为α重链和β轻链编码，抗原多态性取决于β轻链。

以上各基因（名称为WHO命名委员会1975年修订）均系多态性位点（复等位），且共显性。

如果把MHC作为一个整体来看待，其多态性则更为突出。

保守地估计，至少存在1300个不同的单体型，相应地约有17×107个基因型。

这就是除同卵双生子以外几乎无HLA相同者的遗传基础，从而HLA可视作个体的“身份证”。

4相关应用
4.1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。

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。

此后陆续发现大量其它疾病与特定的HLA相关，其中，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。

例如，常染色体隐性遗传的肾上腺皮质增生症是由于21-羟化酶缺乏。

应用HLA抗原多态性作群体关联分析和家系连锁分析，发现有两个羟化酶位点（21-OHA和21-OHB）与HLA-B、DR紧密连锁。

依此，可用HLA作出产前诊断。

在优生学中，可以根据现有资料，对某些疾病推算出孩子患病的相对风险率。

另一方面，关于HLA与长寿的关系，亦形成一个研究热点。

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
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。

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。

目前中国骨髓库中的HLA分型数据多数是低分辨的，并不能确保供者和患者的HLA真正匹配，患者往往需要和多个低分辨匹配的志愿者进行高分辨复核才能找到真正合适的供者。

有的患者与数十个低分辨匹配的志愿者进行复核后，发现他们均不是合适的供者，甚至有的患者只能在HLA部分匹配的情况下就进行骨髓移植，导致术后出现严重的排斥反应，需要服用大量药物来维持生命。

此外，高分辨率配型费用昂贵，如果捐髓者本人是中华骨髓库的注册志愿者，捐者和患者一次高配的费用是7200元（每人3600元），如果捐者不是注册志愿者，费用则是10000元（每人5000元），如此高的检测费用患者通常难以承受。

因此，必须尽快实现“高分入库”，从根本上降低检测费用，提高HLA配型效率。

为改变目前落后的HLA匹配手段，目前通过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。

最新HLA高分辨分型技术，使建立高分辨HLA数据库成为可能，不仅有利于快速准确地找到合适供者，大大地提高骨髓库的使用率，使其更好的服务于患者，而且可以为HLA 的科学研究与技术创新提供基础性的数据支持。