第六章 主要组织相容性复合体

【重点内容】

组织相容性抗原位于个体细胞表面，能诱导移植排斥反应的分子，是器官或组织移植时，供者与受者相互接受的程度。主要组织相容性抗原（MHA）是能引起迅速而强烈排斥反应的抗原。主要组织相容性复合体（MHC）编码主要组织相容性抗原（MHA）的基因群，存在于细胞核内。

人类的主要组织相容性抗原（MHA）又称为人类白细胞抗原（HLA），位于细胞核表面的脂蛋白或糖蛋白，主要功能是结合提呈抗原肽，MHC-Ⅰ、MHCC-Ⅱ分别与内源性和外源性抗原肽结合，启动特异性免疫应答。HLA复合体为编码HLA的基因群，位于第6号染色体短臂上，结构十分复杂。根据各位点基因及其编码产物结构和功能的不同，将其分为三个区域：MHC-Ⅰ类基因、MHC-Ⅱ类基因、MHC-Ⅲ类基因。MHC-Ⅰ：由B、C、A三个座位组成，编码MHC-Ⅰ类分子；MHC-Ⅱ由DP、DQ、DR组成，编码MHC-Ⅱ类分子；MHC-Ⅲ编码补体成分C4、C2、B因子、炎症分子等。

MHC遗传特征：①高度多态性。MHC存在多个基因座，每个基因座上存在多个等位基因。多态性的产生是由于多基因座、复等位基因、共显性的结果。多态性具有重要的意义：种群适应多变环境的能力、调控机体免疫应答的能力、个体的终身遗传标志、寻找同种器官移植供体的依据。②单元型遗传。HLA复合体是以单元型作为一个完整的遗传单位由亲代传给子代。亲代与子代必然有一个单元型相同，同胞之间有三种可能：两个单元型完全相同的概率25%，两个单元型完全不同的概率25%，有一个单元型相同的概率为50%。③连锁不平衡。两个基因座位上的某些等位基因，同时出现在一条染色体上的实际频率与随机出现的频率之间的差异。

MHC分子的分布：MHC-Ⅰ分布于体内所有有核和血小板细胞表面，神经细胞、成熟红细胞、滋养层细胞表面未发现；MHC-Ⅱ存在于B细胞、抗原提呈细胞（巨噬细胞、树突状细胞）、活化的T细胞表面；MHC-Ⅲ存在于血清及其他体液中的可溶性分子。

MHC的结构：MHC-Ⅰ由轻链β2和重链α以非共价键连接成的异二聚体糖蛋白分子。α链由6号染色体HLA-Ⅰ编码产生，β2链由人第15号染色体基因编码产生。MHC-Ⅰ的分区：①抗原肽结合区，由α1+α2组成，是MHC-Ⅰ分子结合抗原肽的部位。②免疫球蛋白样区：由α3+β2组成，与T细胞结合的部位。③跨膜区：将MHC-Ⅰ锚定在细胞膜上。④胞质区：可能与细胞内外的信号传递有关。MHC-Ⅱ：由两条结构相似的 α、β多肽链组成。MHC-Ⅱ的分区：①抗原肽结合区，α1+β1组成，是MHC-Ⅱ分子结合抗原肽的部位。②免疫球蛋白样区，由α2+β2组成，是Th细胞表面CD4分子识别结合部位。③跨膜区，将MHC-Ⅱ锚定在细胞膜上。④胞质区，可能与细胞内外的信号传递有关。

MHC的功能：参与加工提呈抗原、参与T细胞限制性识别、诱导T细胞分化、引发移植排斥反应、参与免疫应答调节。

MHC（HLA）与医学：引发移植排斥反应、HLA的异常表达、HLA与疾病、HLA与法医学。

【习题】

一、选择题

A型题

1．与MHC-Ⅱ类分子结合的是（　）

A．CD2

B．CD4

C．CD3

D．CD5

E．CD8

2．APC呈递外源性抗原的关键性分子是（　）

A．MHC-Ⅰ类分子

B．CD1分子

C．MHC-Ⅱ类分子

D．黏附分子

E．MHC-Ⅲ类分子

3．决定MHC分子多态性的因素是（　）

A．MHC基因连锁不平衡

B．MHC分子可以分裂

C．MHC分子有相关性

D．MHC分子间有交叉反应

E．MHC基因是复等位基因，均为共显性

4．移植抗原是（　）

A．CD分子

B．AM分子

C．CKs

D．HLA分子

E．Ig分子

5．按产物的结构、表达方式、组织分布与功能可将HLA复合体基因座分为（　）

A．一类

B．二类

C．三类

D．四类

E．五类

6．根据单元型遗传方式，同胞之间有一个单倍型相同的概率为（　）

A．10%

B．25%

C．50%

D．75%

E．100%

7．根据HLA复合体遗传特征，同胞之间两个单倍型完全不同的概率为（　）

A．10%

B．25%

C．50%

D．75%

E．100%

8．HLA的基因型是指（　）

A．HLA基因在体细胞一条染色体上的组合

B．HLA基因在体细胞两条染色体上的组合

C．一条染色体上的基因组合

D．两条染色体上的基因组之组合

E．某一个体HLA分子的特异性型别

9．HLA的单元型是指（　）

A．同一条染色体上HLA等位基因的组合

B．在两条染色体上的HLA等位基因的组合

C．一条染色体上的基因组合

D．两条染色体上的基因组合

E．某一个体HLA分子的特异性型别

E．某一个体HLA分子的特异性型别

10．HLA分子多态性部位是（　）

A．肽结合区

B．Ig样区

C．跨膜区

D．胞浆区

E．以上都不是

11．以下是HLA-Ⅲ类分子的是（　）

A．抗体

B．黏附分子

C．补体成分

D．移植抗原

E．抗原受体

12．表达HLA-I类分子密度最高的细胞是（　）

A．肝细胞

B．血管内皮细胞

C．皮肤细胞

D．淋巴细胞

E．肌肉细胞

13．HLA检测用于法医上的个体识别是因为（　）

A．HLA检测需要的材料HLA-DR少

B．HLA检测方法简单

C．HLA检测不需要昂贵的仪器

D．HLA复合体的高度多态性，因而能反映出个体特异性

E．HLA复合体很少发生变异

14．亲代与子代间必然有一个HLA单倍型相同是因为（　）

A．单倍型遗传方式

B．高度多态性现象

C．HLA基因连锁不平衡

D．等位基因同源染色体间的交换

E．性连锁遗传

15．对人而言，HLA抗原属于（　）

A．异种抗原

B．改变的自身抗原

C．隐蔽抗原

D．同种异型抗原

E．肿瘤相关抗原

16．HLA-Ⅱ类分子表达在（　）

A．T淋巴细胞表面

B．血管内皮细胞表面

C．APC表面

D．胰岛β细胞表面

E．上皮细胞表面

17．为病人做器官移植HLA配型时，请从下列供者中选择最佳者（　）

A．病人父母

B．病人同胞兄弟姐妹

C．病人妻子

D．病人单卵孪生同胞兄弟姐妹

E．病人子女

18．MHC分子被TCR识别的部位在（　）

A．肽结合区

B．跨膜区

C．免疫球蛋白样区

D．胞膜外区

E．胞浆区

19．MHC分子与抗原肽结合的部位在（　）

A．多态性区

B．非多态性区

C．胞膜外区

D．跨膜区

E．胞浆区

20．MHC分子与T淋巴细胞表面CD4或CD8分子结合的部位在（　）

A．肽结合区

B．免疫球蛋白样区

C．跨膜区

D．胞浆区

E．胞膜外区

21．MHC是指（　）

A．染色体上编码组织相容性抗原的一组紧密连锁的基因群

B．染色体上编码次要组织相容性抗原的一组紧密连锁的基因群

C．染色体上编码移植抗原的一组紧密连锁的基因群

D．染色体上编码主要组织相容性抗原的一组紧密连锁的基因群

E．染色体上一组基因群

22．关于MHC-Ⅱ类分子的叙述，下列哪项是正确的（　）

A．MHC-DR、DQ、DP编码的抗原

B．由α链和β2m组成

C．表达在B淋巴细胞、Mφ和静止T淋巴细胞表面

D．MHC-Ⅱ类分子主要参与内源性抗原处理和呈递

E．内皮细胞和上皮细胞不表达MHC-Ⅱ类分子

23．下列哪类细胞不表达HLA-Ⅰ类分子（　）

A．血管内皮细胞

B．淋巴细胞

C．粒细胞系

D．APC

E．成熟红细胞

24．关于HLA的叙述，下列哪项是错误的（　）

A．HLA分子都是由2条肽链组成的

B．HLA-Ⅰ类分子的β链为非HLA基因编码

C．分析亲代和子代的HLA表型可进行亲子鉴定

D．血小板不表达HLA-Ⅰ类分子

E．随机婚配人群中，HLA单倍型相同者极为罕见

25．下列哪项不是MHC基因编码的产物（　）

A．MHC-Ⅰ类分子α链

B．MHC-Ⅱ类分子α链

C．MHC-Ⅰ类分子 β链

D．MHC-Ⅱ类分子 β链

E．C2、C4分子

26．下列哪项不属于HLA分子的结构（　）

A．肽结合区

B．跨膜区

C．铰链区

D．胞浆区

E．免疫球蛋白样区

27．与HLA-B27抗原相关性显著的疾病是（　）

A．系统性红斑狼疮

B．类风湿性关节炎

C．甲状腺炎

D．重症肌无力

E．强直性脊柱炎

28．MHC限制性表现于（　）

A．NK细胞杀伤作用

B．ADCC作用

C．T细胞对抗原的识别过程

D．B细胞对TI抗原的识别

E．补体依赖的细胞毒作用

29．前T细胞与胸腺皮质上皮细胞表面MHC分子结合相互作用后，可以（　）

A．特异性识别抗原

B．形成免疫自身耐受

C．形成免疫记忆

D．分泌多种细胞因子

E．获得MHC限制性

B型题

A．红细胞

B．T淋巴细胞

C．血小板

D．单核细胞

E．B淋巴细胞、单核细胞

1．仅表达HLA-Ⅰ类分子（　）

2．通常不表达HLA-Ⅰ类和Ⅱ类分子（　）

A．α1功能区

B．β1功能区

C．α1和β1功能区

D．α2和β2功能区

E．β2功能区

3．HLA-Ⅱ类分子的免疫球蛋白样区是指（　）

4．HLA-Ⅱ类分子的抗原多肽结合区是指（　）

5．与CD4结合的区域是指（　）

A．HLA分子抗原肽结合区

B．HLA分子Ig样区

C．HLA分子跨膜区

D．HLA分子胞内区

E．HLA分子γ链

6．与细胞内外信号传递有关（　）

7．识别CD4和CD8分子（　）

8．将HLA分子锚定在细胞膜上（　）

9．同种异型抗原决定簇存在（　）

二、填空题

1．HLA复合体Ⅰ类基因位点为_______、_______、_______;Ⅱ类基因位点是_______、_______、_______。

2．HLA-Ⅲ类基因产物主要有_______、_______、_______、_______、_______等。

3．MHC-Ⅰ、Ⅱ类抗原的主要生物学功能有_______、_______、_______和_______。

4．HLA具有高度多态性的原因是_______和_______。

5．巨噬细胞与CD4+Th细胞间相互作用受_______分子限制，肿瘤细胞与CD8+Tc细胞间相互作用受_______分子限制。

6．HLA-Ⅰ类抗原分子是由_______和_______两条多肽链借_______连接组成的。

7．HLA-Ⅰ类和Ⅱ类抗原的_______区是同种异型抗原决定簇存在的部位。

8．HLA-Ⅰ类和Ⅱ类抗原的_______区与Ig恒定区具有同源性。

9．HLA-Ⅱ类分子的_______区是结合抗原肽的部位；_______区是与Th细胞表面CD4分子结合的部位。

10．HLA复合体的遗传特征是_______、_______和_______。

11．当细胞癌变时，其表面HLA-Ⅰ类抗原表达_______或_______。

三、名词解释

1．主要组织相容性抗原

2．主要组织相容性复合体

3．多态性

4．单元型

5．连锁不平衡

四、问答题

1．简述HLA复合体的结构及产物。

2．简述MHC抗原分子的主要生物学功能。

3．比较HLAI类和Ⅱ类抗原在结构、组织分布、功能及与抗原肽相互作用特点上有何不同？

4．简述HLA在医学上的重要意义。

【参考答案】

一、选择题

A型题：1.B　2.C　3.E　4.D　5.C　6.C　7.B　8.B　9.A　10.A　11.C　12.D　13.　D　14.A　15.D　16.C　17.D　18.A　19.A　20.B　21.D　22.A　23.E　24.D　25.C　26.C　27.E　28.C　29.E

B型题：1.C　2.A　3.D　4.C　5.E　6.D　7.B　8.C　9.A

二、填空题

1．A　B　C　DP　DQ　DR

2．C4 C2 B因子 肿瘤坏死因子 热休克蛋白

3．引起移植排斥反应 抗原呈递作用 制约免疫细胞间相互作用 诱导胸腺内前T细胞发育

4．复等位基因 共显性

5．MHC-Ⅱ类抗原MHC-Ⅰ类抗原

6．重链 轻链 非共价键

7．抗原肽结合区

8．免疫球蛋白样区

9．抗原肽结合区 免疫球蛋白样区

10．单倍型遗传 多态性现象 连锁不平衡

11．缺失 显著减少

三、名词解释

1．主要组织相容性抗原（MHA）：代表个体特异性的引起移植排斥反应的同种异型抗原称为组织相容性抗原，其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抗原。人类MHA又称为人类白细胞抗原即HLA。

2．主要组织相容性复合体（MHC）：是指编码主要组织相容性抗原的一组紧密连锁的基因群。这些基因彼此紧密连锁、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复杂功能。

3．多态性：指一个基因座位上存在多个等位基因，编码多种基因产物，此种现象称为多态性。

4．单元型：指HLA基因在一条染色体上的组合称为单元型。

5．连锁不平衡是指两个基因座位上的某些等位基因，同时出现在一条染色体上的实际频率与随机出现的频率之间的差异。

四、问答题

1．HLA复合体的结构及产物：根据HLA复合体各位点基因及其编码产物结构和功能的不同，将HLA复合体分为三个区域，即I类基因区、Ⅱ类基因区和介于Ⅰ类与Ⅱ类基因区之间的Ⅲ类基因区。

（1）Ⅰ类基因区内含经典HLA的A、B、C基因位点和新近确定的非经典HLA的E、F、G、H等基因位点。HLA的A、B、C各位点基因编码HLA-Ⅰ类抗原分子的重链，与轻链结合共同组成人类的HLA-Ⅰ类抗原。

（2）Ⅱ类基因区包括HLA的DP、DQ、DR三个亚区和新近确定的HLA的DN、DO、DM三个亚区。HLA的DP、DQ、DR三个亚区编码相应的HLA的DP、DQ、DR抗原的α链和β链，组成HLA-Ⅱ类抗原。

（3）Ⅲ类基因区位于I类与Ⅱ类基因区之间，主要包括编码补体成分、抗原加工提呈相关分子及炎症相关分子等免疫分子的基因，主要基因产物为C4、C2、B因子、肿瘤坏死因子和热休克蛋白70等。

2．MHC抗原分子的主要生物学功能如下。

（1）引起移植排斥反应。器官或组织细胞移植时，同种异体内MHC抗原可作为异己抗原刺激机体，发生强烈的移植排斥反应。

（2）抗原提呈作用。在抗原提呈细胞内，MHC分子通过抗原肽结合区与胞浆内加工处理过的抗原肽结合，形成MHC-抗原肽复合体，经转运表达于抗原提呈细胞表面，可被具有相应抗原受体的淋巴细胞识别结合，完成抗原呈递，启动免疫应答。

（3）制约免疫细胞间的相互作用即MHC限制性。抗原提呈细胞与T细胞相互作用时，只有当二者MHC分子一致时，T细胞才能被激活，即细胞间相互作用的MHC限制性。CD4+Th细胞与抗原提呈细胞之间相互作用受MHC-Ⅱ类分子的制约，CD8+Tc细胞与肿瘤或病毒感染细胞之间的相互作用受MHC-Ⅰ类分子的制约。

（4）诱导胸腺细胞分化。MHC分子参与胸腺细胞（前T细胞）在胸腺中的分化和发育。通过阴、阳性选择后，胸腺产生对自身抗原无反应性的T细胞，形成天然自身免疫耐受；同时亦产生对非己抗原具有应答作用的T细胞，T细胞对非己抗原的应答作用受MHC分子制约。

3．HLAI类和Ⅱ类抗原的结构、组织分布、功能及与抗原肽相互作用特点如表6-1。

4．HLA在医学上的意义有如下。

（1）HLA与同种器官移植的关系。同种器官移植的存活率主要取决于供者与受者间的HLA相合程度。通常存活率由高到低的顺序是：同卵双生＞同胞＞亲属＞无血缘关系者。

（2）HLA与输血反应的关系。对多次接受输血者应注意选择HLA抗原相同或不含抗白细胞抗体的血液，以避免由抗HLA抗体所引发的输血反应。

（3）HLA与疾病的相关性。某些疾病与HLA一种或几种抗原相关，如：90%以上的强直性脊柱炎患者具有HLA-B27抗原。

（4）HLA异常表达与疾病的关系。① HLA-Ⅰ类抗原表达异常：当细胞癌变时其表面HLA-Ⅰ类抗原表达缺失或显著减少，这可能是肿瘤细胞逃避免疫攻击的机制之一。②HLA-Ⅱ类抗原表达异常：器官特异性自身免疫性疾病的靶细胞可异常表达HLA-Ⅱ类抗原，可能以组织特异性方式把自身抗原提呈给自身反应性T细胞，从而启动自身免疫反应，导致自身组织损伤。

（丁海峰）