医学免疫知识点：主要组织相容性复合体
免疫学11主要组织相容性复合体
20世纪40年代已确定，小鼠近交系之间皮 肤移植物的排斥由分布在不同染色体上的 多个基因决定。
各种哺乳动物都拥有主要组织相容性复合 体（major histocompatibility complex, MHC)，人的MHC统称为HLA。
MHC在启动特异性免疫应答中起重要作用。
1. 抗原肽的锚定残基(anchor residue) 在抗原肽-MHC复合物中, 抗
原肽的两个或两个以上专司与 MHC分子结合的氨基酸残基, 称 为锚定残基; MHC分子抗原结合 糟中与抗原肽锚定残基相对应的 氨基酸残基称为锚定位 2. MHC的包容性(flexibility)
特定MHC分子可提呈或识别 带有特定共同基序的一群抗原肽
二、人类MHC－HLA复合体
定位于第6号染色体短臂（6p21,3）
（一）HLA复合体的结构 1. 经典的HLA基因 HLA Ⅰ类基因：A、B、C——HLA Ⅰ类分子 HLAⅡ类基因：DP、DQ、DR——HLA Ⅱ类分子 2. 免疫功能相关基因 (1) 血清补体成分编码基因：编码C2、C4A、C4B、 Bf，位于 HLA Ⅲ类基因 (2) 抗原加工提呈相关基因 ： 位于HLA Ⅱ类基因区域 (3) 非经典Ⅰ类基因： 位于经典HLA I类基因 (4) 炎症相关基因： 位于HLA Ⅲ类基因区内
抗原肽(8~10aa)
锚定残基 锚定位
抗原肽(13~17aa)
锚定残基
锚定位
H-2Kd
共同基序 xY*xxxxxV/I*
H-2Kb
xxxxY/F*xxL*
Y:酪氨酸 I:异亮氨酸 V:缬氨酸 L:亮氨酸 F:苯丙氨酸 F: 苯丙氨酸
以上表明:与同一MHC分子结合的不同抗原 肽,其锚定残基往往相同或相似(均显示一个特征 性的共同基序)
医学免疫学：第八章 主要组织相容性复合体及其编码分子
HLAI类和Ⅱ类等位基因产物的表达具有共显性特点 共显性：同源染色体对应座位上的两个等位基因皆能得到表达
A （6#）
主要组织相容性复合体 （major histocompatibility complex，MHC ）
人类白细胞抗原 （human leukocyte antigen，HLA）
第一节 MHC结构及其多基因特性
• HLA基因复合体位于人第6号染色体短臂上，全长 3600kb，共有224个基因座位，其中128个为功 能性基因，96个假基因
第八章 主要组织相容性复合体及其编码分子
major histocompatibility complex , MHC
基本内容
MHC结构及其多基因特性 MHC多态性 MHC分子与抗原肽的相互作用 MHC的生物学功能 HLA与临床医学
概念
组织相容性 （histocompatibility）
组织相容性抗原 （histocompatibility antigen）
目的要求：
掌握主要组织相容性复合体（MHC）的概 念与功能
熟悉MHC-I和MHC-II的基因位点分布与 功能
掌握HLA-I、II类分子的结构、分布和功能 熟悉HLA的遗传特征 了解HLA的医学意义
A1
A2
B（6#）
A2
A10
B8
B35
B40
B16
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）
一个免疫细胞表面通常可以检测到分别来自父母双方六对共 12种经典HLAI类和Ⅱ类等位基因分子即HLA抗原。
主要组织相容性复合体(免疫学检验课件)
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
(完整版)医学免疫学(第八版)MHC
*经典II类基因: HLA- DP 、-DQ、- DR 参与递呈外源性抗原
*非经典II类基因: LMP、TAP、tapasin、 HLA-DM、HLA-DO， 参与抗原的加工和转运
3. HLA-Ⅲ类基因 * 包括编码补体C4、Bf、C2的基因 * 编码炎症相关分子TNF、HSP70等基因
(二) HLA抗原表达异常与疾病 * 多种肿瘤细胞HLA-I类抗原表达减少或缺如； * 自身免疫病的靶细胞异常表达HLA-II类抗原。
强直性脊柱炎
ankylosing spondylitis (B27),
(三) HLA与同种器官移植 * 供、受者间组织相容性主要取决于HLA型别相合程度。
(四) HLA与法医 * HLA型别分析应用于个体识别和亲子鉴定。
和beta-2 microglobulin (beta-chain) ( ** 15# )组 合. 共同表达在细胞表面(几乎所有有核细胞)
a2 a1 a3 b2m
Class II
Region II of HLA genes
RING
DP
DM LMP2 LMP7
DQ
DR
B2 A2 B1A1 A B TAP1 TAP2 B2 A2 B3 B1 A1
HSC
T祖细 胞
进入 胸腺
双阴性T细 胞
DN(double negative cell)
CD4+CD 8+TCR+
CD3+
CD8 双阳性T细胞 DP(double
TCR positive cell)
CD4
获得功能性TCR 的表达
阳性选择： 双阳性T细胞TCR与胸腺皮质内上皮细胞
医学免疫学：主要组织相容性复合体
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-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 7 主要组织相容性复合体
7 主要组织相容性复合体一.名词解释1.主要组织相容性复合体（MHC）：1）是由多个功能相近的基因座位紧密连锁在一起构成的一个复合体，2）是一组具有高度多态性的基因群，3）与宿主的免疫应答和免疫调节功能密切相关，4）其编码的主要组织相容性抗原决定着宿主的组织相容性。
2.共同基序：不同型别的MHC分子能结合的抗原肽片段存在共同序列，该共同序列称为共同基序。
3.MHC限制性：T细胞识别抗原肽的时，须识别自身MHC分子，只能与含同类MHC分子的细胞相互作用。
CD4+T细胞受MHCⅡ类分子限制，CD8+T细胞受MHCⅠ类分子限制二.基本概念1.锚着残基：抗原肽上两个及其以上专司和MHC抗原结合槽结合的特定部位上的氨基酸残基即锚着残基。
2.锚着位：MHC上与锚着残基结合的部位。
3.APC与Th细胞之间：MH CⅡ类分子限制。
CTL与病毒感染细胞之间：MH CⅠ类分子限制。
4.与HLA-B27抗原相关的疾病：强直性脊柱炎。
5.HLA即人类MHC分子，是人类白细胞抗原。
其编码基因：HLA复合体，即人类MHC。
6.人类主要组织相容性复合体（MHC）包括：MHCⅠ、MHCⅡ、MHCⅢ（某些补体）。
7.经典HLAⅠ类基因位于6号染色体短臂三.重要概念1.MHCⅠ类分子：基因：经典HLAⅠ类基因A、B、C座位编码α链（重链）。
15号染色体编码β2m链（轻链）。
结构：肽结合区，抗原结合槽（多态区）：α1α2；两端封闭，容纳抗原肽较短。
免疫球蛋白样区（非多态区）：α3，可与CD8结合；β2m未插入细胞膜而游离于细胞外，对维持Ⅰ类分子稳定性及分子表达有重要意义。
跨膜区：锚定Ⅰ类分子于胞膜细胞质区：信息传递功能：参与内源性提呈。
分布：所有有核细胞（成熟红细胞之外）表面，包括血小板、网织血细胞。
2. MHCⅡ类分子：基因：经典HLAⅡ类基因的DP、DQ、DR座位编码α、β链结构：肽结合区，抗原结合槽（多态区）：α1β1；两端开放，容纳抗原肽较长。
主要组织相容性复合体
主要组织相容性复合体一、主要组织相容性复合体的概念和命名(一)概念1. 组织相容性(histocompatibility,H): 在不同个体之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。
2. 组织相容性抗原( Histocompatibility antigen)：代表个体特异性的引起排斥反应的同种异型抗原，也称移植抗原。
2.1 主要组织相容性抗原：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2.2 次要组织相容性抗原：引起排斥反应慢而弱3. 主要组织相容性复合体(Major histocompatibility complex) ：脊椎动物某对染色体上一组紧密连锁的基因群，由这些基因编码产生与免疫应答有关的产物，包括主要组织相容性抗原及其它与免疫应答和免疫调控相关的某些抗原。
二、主要组织相容性复合体的基因组成小鼠MHC --- H-2 复合体的基因组成H-2 复合体的染色体位置和组成I类基因位点：K、D、L区称为I类基因位点，分别编码化学结构相似但特异性不同的MHCI类分子；n类基因位点：位于I区，编码MHC n类分子，由于MHC n类分子是由I区编码，所以也称为I 区相关抗原，简称Ia 抗原.川类基因位点：位于S区,编码体液中的某些可溶性成分,如补体C4、C2、B因子、TNF-a、TNF- 3 等人类MHC --- HLA 复合体的基因组成I类基因位点：A、B、C区；分别编码HLA-A、HLA-B、HLA-C抗原,统称为MHC I类抗原；n类基因位点：D区的DR、DQ、DP三个亚区,分别DR、DQ、DP三种抗原,MHC n类分子.川类基因位点：编码补体C4、C2,所以称为C'区，还能编码其它体液成分，如HSP, TNF 及21-羟化酶.三、主要组织形容性复合体的遗传特点1. 单倍体遗传HLA 复合体的各基因位点排列在同一染色体上, 两条染色体分别来自于父亲和母亲,每条染色体上的基因位点组合, 称为单倍型.2. 共显性遗传同源染色体对应位置的一对基因称为等位基因.某一位点如A位点，由两个单倍型组成，两个单倍型常有显性及隐性之分，前者指两个单倍型都将表现出来，后者只表现出一个单倍型；HLA基因等位基因是属于共显性的.3.高度多态性就整个人群而言，同一基因位点可存在有两种以上的基因产物，因此HLA的等位基因属于复等位基因；由于多个位点均可共显，使得人群中HLA的编码表现出高度的多态性•4. 连锁不平衡连锁不平衡：不同座位上的两个或多个等位基因出现在同一条单倍型中的频率显著的高于或低于期望值。
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第一章主要组织相容性复合体
❖免疫术语
MHC〔主要组织相容性复合体，major histocompatibility complex〕：是一组决定移植组织是否相容、和免疫应答紧密相关、紧密连锁的基因群。
锚定残基〔anchor residue〕：HLA分子的抗原肽结合槽和抗原肽互补结合，其中有两个或两个以上和抗原肽结合的关键部位，称锚定位；在该位置抗原肽和HLA分子结合的氨基酸残基称为锚定残基。
MHC限制性〔MHC restiction〕：指T细胞以其TCR完成对抗原肽和自身MHC分子进行双重识别，即T细胞只能识别自身MHC分子提呈的抗原肽。
❖经典的MHC I类和II类基因的结构
HLA基因复合体位于人第6号染色体短臂。
经典的HLAⅠ类基因集中在远离着丝点的一端，包含B、
C、A三个座位，其产物是HLAⅠ类分子〔α链〕。
〔轻链称为
β2微球蛋白，由第15号上的染色体基因编码〕
经典的HLAⅡ类基因在复合体中位于近着丝点一端，由DP、DQ、DR三个亚区组成，每一亚区又包含A和B两种基因座位，分别编码HLAⅡ类分子的α链和β链。
其产物是HLAⅡ类分子。
❖HLAⅠ类和Ⅱ类分子的结构、组织分布和功能特点。
HLA I类分子的结构：重链〔α链〕：由第6号染色体经典HLA I类基因编码〔B/C/A〕
胞外含α1、α2、α3结构域。
轻链〔β2m〕：由第15号染色体基因编码，胞外含一个结构域。
抗原肽结合区：由α1和α2组成，结合内源性抗原肽。
两端封闭，容纳8～10个氨基酸残基。
决定HLA I类分子多态性免疫球蛋白样区：由α3和β2m组成，二级结构为Ig折叠。
氨基酸组成和排列顺序高度稳定，
非多态区
β2m有助于HLA I类分子的结构稳
定和表达
α3和T细胞外表CD8识别
跨膜区：将HLA I类分子锚定在细胞膜上
胞质区：参加信号传递
HLAⅡ类分子的结构：α链和β链：由第6号染色体经典HLA
Ⅱ类基因编码〔DP/DQ/DR〕
抗原肽结合区：由α1和β1组成，结合外源性抗原肽。
两端放开，容纳13～17个氨基酸残
基。
决定HLAⅡ类分子多态性，主要表
现在β1
免疫球蛋白样区：由α2和β2组成二级结构为Ig折叠
氨基酸组成和排列顺序高度稳定，
非多态区
β2和T细胞外表CD4识别
跨膜区：将HLAⅡ类分子锚定在细胞膜上
胞质区：参加信号传递
组织分布：HLA Ⅰ类分子分布于全部有核细胞外表；
HLA Ⅱ类分子主要表达于专职抗原提呈细胞〔B
细胞、巨噬细胞、树突状细胞〕、胸腺上皮细胞和
活化的T细胞外表。
❖HLA和抗原肽的相互作用
作用的分子根底——锚定残基：HLA分子的抗原肽结合槽和抗
原肽互补结合，其中有两个或两个以上和抗原肽
结合的关键部位，称锚定位；在该位置抗原肽和
HLA分子结合的氨基酸残基称为锚定残基。
共同基序：HLA分子结合的抗原肽具有特定的
相同或相似的氨基酸根本序列。
相互作用的特点──专一性：特定的HLA分子选择性地结合具有某共用基序的抗原肽。
包容性：一种类型HLA分子可以识别一群带有特定共用基序的肽段。
❖HLA分子的功能
(1)作为抗原提呈分子参加适应性免疫应答
♦MHC限制性；
♦参加T细胞在胸腺中的选择和分化；
♦决定疾病易感性的个体差异；
♦参加构成种群基因结构的异质性。
(2)抗原提呈作用
♦CD8+T细胞识别MHC-I类分子提呈的内源性抗原肽。
♦CD4+T细胞识别MHC-II类分子提呈的外源性抗原肽。
(3)作为调节分子参加固有免疫应答
♦经典的Ⅲ类基因编码补体成分，参加炎症反响和对病原体的杀伤；
♦非经典Ⅰ类基因和MICA基因产物可调节NK细胞和局部杀伤细胞的活性；
♦炎症相关基因参加启动和调控炎症反响，并在应激反响中发挥作用。