GOU VPO Тверска държавна медицинска академия на Министерството на здравеопазването на Русия Катедра по клинична имунология с алергология

ОСНОВЕН КОМПЛЕКС ЗА СЪВМЕСТИМОСТ HISTO

Учебно помагало по обща имунология. Твер 2008 г.

Продукти

Учебно-методическа разработка за практически занятия по обща имунология за студенти от 5-та година на медицинския и педиатричния факултет, както и за клинични ординатори и лекари, интересуващи се от имунология.

Съставител: доц. Ю. И. Будчанов.

Ръководител на катедрата, професор А.А. Михайленко

© Будчанов Ю.И. 2008 г

Мотивация Имуногенетиката е нов и важен клон на имунологията. Познаване на системата за хистосъвместимост

е необходимо не само в трансплантологията, но също и в разбирането на регулацията на имунния отговор и взаимодействието на клетките в имунния отговор. Определянето на HLA антигени се използва в съдебната медицина, популационните генетични изследвания и при изследването на гена за предразположение към заболявания.

1. Студентът трябва да знае: А. Структурата на HLA системата на човека.

Б. HLA антигени от класове I, II и тяхната роля в междуклетъчните взаимодействия. Б. Понятията генотип, фенотип, хаплотип.

Г. Значение на HLA типизирането в медицината.

Д. Връзка между HLA антигените и редица човешки заболявания. 2. Студентът трябва да може да:

Прилага придобитите знания по имуногенетика в клиничната практика.

Въпроси за самоподготовка по темата на урока:

1. Концепцията за гени и антигени на хистосъвместимост. HLA човешка система. Номенклатура, генна организация (гени от класове I, II, III).

2. Антигени от клас I и III, тяхната роля в междуклетъчните взаимодействия, в представянето на антигенаТ-лимфоцити, във феномена на двойното разпознаване.

3. Концепцията за HLA фенотип, генотип, хаплотип. Характеристики на наследяването.

4. Методи за изследване и типизиране на HLA системата: серологични, клетъчно-медиирани, генни (полимеразна верижна реакция, ДНК проби).

5. Практически аспекти на типизирането на HLA антигени. HLA в популациите, биологично значение.

6. HLA и човешки заболявания, асоциативни механизми.

ЛИТЕРАТУРА ЗА САМООБРАЗОВАНИЕ

1. Хайтов Р.М., Игнатиева Г.А., Сидорович И.Г. Имунология. Норма и патология. Учебник. - 3-то

изд., М., Медицина, 2010. - 752 с. – [с.241 - 263].

2. Хайтов Р.М. Имунология: учебник за студенти по медицина. – М.: GEOTAR-Media, 2006. - 320с. - [С. 95-102].

3. Белозеров E.S. Клинична имунология и алергология.А-Ата., 1992, с. 31-34.

4. Зарецкая Ю.М. Клинична имуногенетика. М., 1983.

5. Методическа разработка. 6. Лекция.

допълнителна литература

Коненков В.И. Медицинска и екологична имуногенетика. Новосибирск, 1999 г. Ярилин А.А. Основи на имунологията. М., 1999, стр. 213-226.

Алексеев Л.П., Хайтов Р.М. HLA и медицина. сб. Съвременни проблеми на алергологията, имунологията и имунофармакологията. М., 2001, стр. 240-260.

МОЖЕШ ЛИ ДА ОТГОВОРИШ?

(Влезте у дома. Самоконтролът ще идентифицира трудни въпроси за обсъждане. В клас ще проверите правилността на отговорите, ще ги допълните. Опитайте се да намерите отговори сами и покажете, че можете да го направите.)

1. В коя двойка хромозоми се намира основният комплекс за хистосъвместимост при хората? …………….

2. Клетките на какви органи и тъкани съдържат трансплантирани клетки? …………антигени

……………………………………………………………………………….……………………. .

3. Какво означава съкращението HLA? ……………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………… .

4. В кои клетки не се откриват антигени на системата HLA? ……………………….…

…………………………………………………………………………………………. .

5. От какви локуси, сублокуси се състои MCGS: Клас I ……..……… Клас II …………………………………

III степен …………………………………….. .

6. Генни продукти от какъв клас МНС не се експресират върху клетъчната мембрана? ……………………….

7. Какви клетки трябва да се изолират за откриване на HLA клас II? ………………..…………………… .

8. Как се откриват HLA антигените? …………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………….. .

9. Типизираният пациент има 6 възможни антигена HLA-A, HLA-B, HLA-C. Как се нарича такава ситуация? …………………………….

10. Какъв антиген на хистосъвместимост често се открива при пациенти с анкилозиращ спондилит?

…………………….. .

11. Какви гени са включени в HLA клас III? …………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………… .

12. Какви вериги изграждат HLA антигени клас I? ………………….

13. От какви вериги се състоят HLA антигените клас II? …………………

14. Цитотоксичният лимфоцит (CD8) разпознава чужд пептид в комплекса с HLA от кой клас?

…………………………. .

15. Th (CD4+) разпознава чужд антиген, представен от дендритна клетка или макрофаг в комбинация с HLA от какъв клас? …..………

Какви са възможните комбинации от еритроцитни антигени при дете, ако изоантигенният състав

еритроцити
Баща: AO, NM, ss, dd, Cc, Ee,		и майки: AB, MM, SS, DD, Cc, EE.
Изберете верният отговор.
	AO, MN, Ss, DD, CC, EE
	AA, MM, Ss, Dd, cc, ee
	OO, NN, Ss, Dd, CC, Ee
	AB, MN, Ss, Dd, cc, EE
	AO, NN, Ss, Dd, Cc, EE
	AB, MM, SS, Dd, cc, Ee
Напишете друг верен отговор ___, ___, ___, ___, ___, ___.			Можеш ли повече?
Колко? …………. .

Справочни и теоретични материали

Основният комплекс за хистосъвместимост (MHC) е система от гени, които контролират синтеза на антигени, които определят тъканната хистосъвместимост по време на трансплантация на органи и предизвикват реакции, които причиняват отхвърляне на трансплантанта. Повърхностни структури на цитомембраната на клетките, които предизвикват реакции

отхвърляне, получи името антигени на хистосъвместимост, а кодиращите ги гени бяха наречени гени за хистосъвместимост – H-гени (Histocompatibility). Откриването на антигени на хистосъвместимост послужи като основа за развитието на трансплантационната имунология.

Впоследствие се доказва, че основният комплекс за хистосъвместимост е

основната генетична система, която определя функционирането на имунната система,

особено Т-системата на имунната система. GCGC регулира имунния отговор,et кодира способносттаразпознаване на "свое" и "чуждо", отхвърляне на чужди клетки, способност за синтезиране на редица

Класическите антигени на HLA системата изобщо не се откриват в мастната тъкан и върху еритроцитите, както и върху невроните и трофобластните клетки.

		СХЕМА НА РАЗПОЛОЖЕНИЕ НА ГЕНИТЕ НА HLA СИСТЕМАТА
		НА ХРОМОЗОМА 6
DP LMP КРАН DQ DR		C2 Bf C4b C4a TNF

При хората основната система за хистосъвместимост се нарича HLA система (човешки левкоцитни антигени). Това е система от гени, които контролират синтеза на антигени на хистосъвместимост. Състои се от три области, разположени на късото рамо на 6-та хромозома. Тези области се наричат: клас 1, клас 2, клас 3 (клас I, клас II, клас III) Регионът включва гени или локуси. Името на всеки HLA ген съдържа буквеното обозначение на локуса (A, B, C) и сериен номер, например: HLA-A3, HLA-B27, HLA-C2 и др. Антигените, кодирани от гена, също имат същото обозначение.. В D локуса бяха идентифицирани 3 сублокуса (DP, DQ, DR). (Вижте диаграмата по-горе). В списъка, одобрен от СЗО, има 138 HLA антигена. (Въпреки това, използването на ДНК типизиране, т.е. способността да се изучават самите гени, доведе до идентифицирането на повече от 2000 алела само през последните години).

Клас I включва HLA - A, -B и -C локуси. Тези три локуса на човешкия основен комплекс за хистосъвместимост контролират синтеза на трансплантационни антигени, които могат да бъдат определени чрез серологични методи (CD - Serological Determined). Молекулите на HLA антигените от клас I се състоят от 2 субединици: α- и β-вериги (виж фигурата). Тежката или α-верига се състои от 3 извънклетъчни фрагмента - α1, α2 и α3 домейни (извънклетъчни домени), малка област, принадлежаща на клетъчната мембрана (трансмембранна област) и вътреклетъчен фрагмент (цитоплазмена област). Леката верига е β2-микроглобулин, нековалентно свързан с α-веригата и несвързан с клетъчната мембрана.

Домените α1 и α2 образуват вдлъбнатина, в която може да бъде разположен пептид (антигенна област) с дължина 8-10 аминокиселини. Тази депресия се нарича пептид-свързваща цепнатина(от английски цепнатина).

(Новите HLA клас I антигени, открити наскоро, включват MIC и HLA-G антигени. Малко се знае за тях в момента. Трябва да се отбележи, че HLA-G, който се нарича некласически, е идентифициран само

на повърхността на клетките на трофобласта и осигурява на майката имунологична толерантност към феталните антигени.)

Регион от клас 2 (D-област) на HLA системата се състои от 3 подблока: DR, DQ, DP, кодиращи трансплантационни антигени. Тези антигени принадлежат към категорията антигени, открити чрез клетъчно-медиирани методи, а именно реакцията на смесена лимфоцитна култура (на английски mixed lymphocyte culture - MLC). Съвсем наскоро бяха изолирани HLA-DM и -DN локусите, както и TAP и LMP гените (които не се експресират в клетките). Класическите са DP, DQ, DR.

Представеният пептид е показан в червено.

Наскоро бяха получени антитела, които могат да идентифицират DR и DQ антигените. Следователно антигените от клас 2 понастоящем се определят не само чрез клетъчно-медиирани методи, но и серологично, както и HLA антигените от клас 1.

HLA молекулите от клас 2 са хетеродимерни гликопротеини, състоящи се от две различни α и β вериги (виж фигурата). Всяка верига съдържа 2 извънклетъчни домена α1 и β1 в N-терминалния край, α2 и β2 (по-близо до клетъчната мембрана). Има също трансмембранни и цитоплазмени региони. Домените α1 и β1 образуват вдлъбнатина, която може да свързва пептиди с дължина до 30 аминокиселинни остатъка.

MHC-II протеините не се експресират във всички клетки. Молекулите на HLA клас II присъстват в големи количества върху дендритни клетки, макрофаги и В-лимфоцити, т.е. върху онези клетки, които взаимодействат с помощните Т-лимфоцити по време на имунния отговор, използвайки

HLA клас II молекули

Т-лимфоцити

значителна сума

антигени от 2 клас, но при стимулиране с митогени, IL-2

започват да експресират HLA клас 2 молекули.

Необходимо

Марк,

всички 3 вида интерферони

значително подобряват

изразяване

HLA молекули от 1-ва

върху клетъчната мембрана на различни клетки. Така

γ-интерферон в

значително усилва експресията на молекули от клас 1 върху Т- и В-лимфоцити, но също и върху злокачествени туморни клетки (невробластом и меланом).

Понякога се установява вродено нарушение в експресията на HLA молекули от 1-ви или 2-ри клас, което води до развитие на " синдром на гол лимфоцит V". Пациентите с такива заболявания страдат от недостатъчен имунитет и често умират в детска възраст.

Регионът от клас III съдържа гени, чиито продукти са пряко включени в имунния отговор. Той включва структурни гени за компонентите на комплемента C2 и C4, Bf (пропердин фактор) и гени на тумор некрозисфактор-TNF (TNF). Това включва гени, кодиращи синтеза на 21 хидроксилаза. По този начин HLA генните продукти от клас 3 не се експресират върху клетъчната мембрана, а са в свободно състояние.

HLA-антигенният състав на човешките тъкани се определя от алелни, гени, свързани с всеки от локусите, т.е. една хромозома може да има само един ген от всеки локус.

В съответствие с основните генетични модели всеки индивид е носител не повече от два алела на всеки локузои сублоци (по един на всяка от сдвоените автозомни хромозоми). Хаплотипът (набор от алели на една хромозома) съдържа по един алел на всеки от HLA подблоковете. В същото време, ако индивидът е хетерозиготен за всички алели на HLA комплекса, в него се откриват не повече от дванадесет HLA антигена по време на типизиране (A, B, C, DR, DQ, DP - сублоци). Ако индивидът е хомозиготен за някои антигени, в него се открива по-малък брой антигени, но този брой не може да бъде по-малък от 6.

Ако типизираният субект има максималния възможен брой HLA антигени, това се нарича „пълна къща“ („пълна къща“ с антигени).

Унаследяването на HLA гените става според кодоминантния тип, в който се намира потомството

Най-богатите на HLA антигени са лимфоцитите. Следователно откриването на тези антигени се извършва върху лимфоцити. (Спомнете си как да изолирате лимфоцити от периферна кръв).

Молекулите на антигените HLA-A, -B, -C съставляват около 1% от протеините на повърхността на лимфоцитите, което е приблизително равно на 7 хиляди молекули.

Един от най-значимите постижения в имунологията е откриването на централната роля на МНС при бозайниците и хората в регулирането на имунния отговор. В строго контролирани експерименти беше показано, че един и същ антиген предизвиква имунен отговор с различна височина в организми с различни генотипове и обратно, един и същи организъм може да бъде реактивен в различна степен по отношение на различни антигени. Гените, които контролират този силно специфичен имунен отговор, се наричат ​​Ir-гени (гени за имунен отговор). Те са локализирани в регион от клас 2 на човешката HLA система. Контролът на Ir-гена се осъществява чрез -Т системата на лимфоцитите.

Централна			клетъчен		взаимодействия			имунен		отказвате
взаимодействие			HLA молекули,			изразени					повърхности
антиген представящи клетки			представляващ			за признание		извънземно			антигенен
пептид и антиген-разпознаващ рецептор - TCR (T-клетъчен рецептор)							на повърхността на Т-лимфоцита
помощник. При		едновременно			разпознаване		извънземно				продължава

разпознаване на собствени HLA антигени.

Т-лимфоцитният помощник (CD4+) разпознава чужд антиген само в комплекса с повърхностни молекули на МНС клас 2 антиген-представящи клетки.

Цитотоксични лимфоцити (Т-ефектори, CD8+) разпознават антиген

например, от вирусна природа, в комбинация с HLA молекула от клас I на клетката-мишена. Екзогенните антигени са представени от клас II HLA молекули,

ендогенни - клас I молекули.

(По този начин процесът на чуждо разпознаване е ограничен от собствените HLA антигени. Това е концепцията за „двойно разпознаване“ или „променено саморазпознаване“.)

Важна роля на системата HLA е също така, че тя контролира синтеза на фактори на комплемента, участващи както в класическия (C2 и C4), така и в алтернативния (Bf) път на активиране на комплемента. Генетично обусловеният дефицит на тези компоненти на комплемента може да предразположи към инфекциозни и автоимунни заболявания.

Практическа стойност на HLA-типизирането. Високият полиморфизъм прави системата HLA отличен маркер в популационните генетични изследвания и изследването на генетичната предразположеност към заболявания, но в същото време създава проблеми при избора на двойки донор-реципиент при трансплантация на органи и тъкани.

Популационните проучвания, проведени в много страни по света, разкриха характерни разлики в разпределението на HLA антигените в различните популации. Характеристики на разпространението на HLA-

антигените се използват в генетичните изследвания за изследване на структурата, произхода и еволюцията на различни популации. Например, грузинското население, принадлежащо към южните кавказки, има сходни характеристики на HLA генетичния профил с гръцкото, българското и испанското население, което показва общ произход.

Типизирането на HLA антигени се използва широко в съдебномедицинската практика за изключване или установяване на бащинство или родство.

Обърнете внимание на връзката на някои заболявания с наличието на един или друг HLA антиген в генотипа. Това е така, защото HLA се използва широко за изследване на генетичната основа предразположеност към заболяване. Ако по-рано не се предполагаше, например, че заболяването множествена склероза има наследствена основа, сега, благодарение на изследването на връзката с HLA системата, фактът на наследственото предразположение е твърдо установен. Използвайки

	системата HLA, за някои заболявания се определя и начинът на наследяване.
Например,	анкилозиращ		спондилит		автозомно доминантно			наследство,
хемохроматоза и вродена надбъбречна хиперплазия - автозомно рецесивно. Много благодаря
	асоциации	анкилозиращ		спондилит		HLA-B27 антиген, HLA типизиране

използвани при диагностицирането на ранни и неясни случаи на това заболяване. Установени са генетични маркери на инсулинозависим захарен диабет.

ПРАКТИЧЕСКА РАБОТА

Определяне на HLA антигени "в донори"

Типизирането на тъканни антигени се извършва с помощта на набор от серуми, състоящ се от 50 или повече антилевкоцитни серуми (серуми на многораждали жени, даващи от 10 до 80% положителни реакции с фетални левкоцити, или серум на имунизирани доброволци

човек	съдържащи левкоцити				някои SD антигени.				Серуми
многораждали жени, в резултат на естествена имунизация с HLA антигени на съпруга по време на
бременност, съдържат в някои случаи антитела срещу HLA в достатъчно висок титър.).
Серологично		антигени			хистосъвместимост				дефинирам
лимфоцитотоксичен		тест (английски)		тест за лимфоцитотоксичност).						Наречен
микро лимфоцитотоксичен				използване			постановка			микрообем
съставки.

Принципът му се основава на взаимодействието на HLA молекулите на повърхността на лимфоцитите на изследваното лице със специфични анти-HLA антитела и комплемент, което води до клетъчна смърт. Клетъчната смърт се определя чрез конвенционална светлинна микроскопия след оцветяване с витални багрила.

Суспензии от лимфоцити се смесват с антисерум към специфичен антиген (HLA-B8, HLA-B27 и т.н.), инкубират се за 1 час при 25 °C, добавя се комплемент и се инкубира отново за 2 часа при 37 °C и след това трипаново синьо или се добавя еозин. Ако в лимфоцитите има антиген, съответстващ на антителата, съдържащи се в серума, антителата в присъствието на комплемент увреждат мембраната на левкоцитите, багрилото прониква в тяхната цитоплазма и те се оцветяват в синьо или червено (ако е използван еозин).

Какви клетки ще бъдат оцветени с HLA типизиране?

Въз основа на резултатите от типизирането се установява степента на съвместимост на донора и реципиента и възможността за трансплантация на орган или тъкан между тях. Донорът и реципиентът трябва да са съвместими по отношение на еритроцитните антигени ABO и Rh, левкоцитните антигени на системата HLA. На практика обаче е трудно да се намерят напълно съвместими донор и реципиент. Селекцията се свежда до избора на най-подходящия доно. Възможна е трансплантация с

несъвместимост за един от HLA антигените, но на фона на значителна имуносупресия. Изборът на оптималното съотношение на антигени на хистосъвместимост между донора и реципиента значително удължава живота на присадката.

Урокът ще демонстрира HLA плаки за типизиране на левкоцити. Припомнете си как да получите чиста суспензия от лимфоцити от периферни кръвни клетки. Помислете как да защитите съдържанието на ямките от изсъхване по време на реакцията? Как се получават серуми за HLA типизиране?

Понастоящем комплемент-фиксиращите моноклонални антитела (MAT) могат да се използват за типизиране на комплемента. Използват се както в теста за микролимфоцитотоксичност, така и в имунофлуоресцентния тест. Реакцията може да се отчете както чрез луминесцентна микроскопия, така и чрез поточен цитометър.

		модерен метод		определяне на HLA гени ДНК типизиране. Той
на базата на различни варианти на полимеразна верижна реакция (PCR) и молекулярна хибридизация.
	тези методи		лежи в	натрупване на необходимите		анализ на значими
количество			неговата полимеризация и в употреба, допълнителни сонди
анализирани участъци от ДНК. Освен това, едно от предимствата на ДНК типизирането е, че не го прави
необходимо е наличието на жизнеспособни лимфоцити и се използва ДНК на всякакви клетки. Но
ДНК може да се съхранява с години или десетилетия. Изисква се за реакцията						скъпо

олигонуклеотидни проби, праймери.

Използването на молекулярно-генетичния метод - ДНК типизиране, позволи значително да се разшири разбирането за полиморфизма на известните досега генетични локуси на системата HLA-A, B, C, DR, DQ, DP. Освен това са открити нови гени, по-специално TAP, DM, LMP и други. Открити са HLA клас I - E, F, G, H гени, но функцията на техните продукти все още е неясна. Към декември 1998 г. броят на идентифицираните алели на гените на HLA комплекса беше 942. А към 31 декември 2000 г. 1349 алела бяха идентифицирани чрез молекулярно генетично ДНК типизиране и тяхното откриване продължава да расте.

НОВА HLA НОМЕНКЛАТУРА. Както вече беше отбелязано, HLA клас 1 молекулите се състоят от α- и β-вериги. И е само полиморфенα-chain.pАлелните варианти на кодиращите гени получиха четирицифрено име в новата номенклатура (например HLA-A0201 вместо използваното преди това обозначение HLA-A2 и 12 (!) Нови подтипа на този антиген (нови алелни варианти ) са идентифицирани чрез методи на молекулярна биология, които са получили името A0201, A0202, A0203, ... до A0212). HLA-B27 има 9 варианта на алелна специфичност и само някои от тях са свързани с анкилозиращ спондилит (това, разбира се, повишава тяхната прогностична стойност).

Ефективност на алогенната бъбречна трансплантация (според резултатите от годишната преживяемост в трансплантационни центрове, които са преминали към селекция на донори въз основа на молекулярно-генетичен

координационен център за донорство на органи и Института по имунология.

Още по-впечатляващи данни, получени през последните 2-3 години в хода на национални (предимно в САЩ) и международни програми за трансплантация на алогенен, "несроден" костен мозък. Благодарение на прехода на селекцията на двойки донор-реципиент към -ДНК типизиране и създаването на банка от HLA-генотипизирани донори, включваща 1,5 милиона души, годишната преживяемост на трансплантирания костен мозък е увеличена с 10-20% до 70-80% (!). От своя страна това доведе до брой трансплантации на костен мозъкот несвързани донори в Съединените щати (които в момента имат най-голям брой генотипни донори и реципиенти) от 1993 до 1997 г. се увеличи повече от 8 пъти.Зашеметяващо

Ефектът от несвързани трансплантации на костен мозък се постига единствено чрез подбор на напълно HLA съвместими двойки донор-реципиент чрез ДНК типизиране.

Следва откъс от книгата на акад. Р. В. Петров "Аз или не аз: Имунологични мобили". М., 1983. - 272 с.

„... Получавайки Нобеловата награда през 1930 г., в своята тържествена лекция по тази тема, Карл Ландщайнер каза, че откриването на все нови антигени в човешки тъканни клетки ще

теоретичен интерес. Той намери, наред с други практически приложения, криминалистични приложения.

Представете си следната ситуация: необходимо е да се определи самоличността на петно ​​от кръв. Чия е кръвта - човешка или животинска? Няма нужда да обясняваме, че тази ситуация най-често е свързана с криминалистиката. И решението на проблема често се превръща в отговор на основните въпроси на разследването. Единственият начин да се отговори е с помощта на имунни серуми. В никакъв случай

други показатели за разграничаване на кръвта на човек и, например, куче е невъзможно. Микроскопските или биохимичните методи на изследване са безсилни.

Съдебните лекари имат в арсенала си набор от имунни серуми с различна специфичност: срещу човешки, конски, пилешки, кучешки, кравешки, котешки и др. протеини. Изследваното място се измива и след това се поставят реакции на утаяване. В този случай се използва целият набор от имунни серуми. Кой серум ще причини утаяване, вида на животното или човекът принадлежи към кръвта на изследваното място.

Да кажем, че криминалистът заключава: „Ножът е зацапан с човешка кръв“. И заподозреният за убийството казва: „Да. Но това е моята кръв. Не толкова отдавна си порязах пръста с този нож. След това прегледът продължава. На масата на криминолозите се появяват антисеруми срещу кръвни групи и HLA антигени. И имунологията отново дава точния отговор: кръвта принадлежи към групата АВ, съдържа фактор М, Rh-отрицателен, антигени на хистосъвместимост такива и такива и т.н. Ситуацията е окончателна

обясни. Получената характеристика напълно съвпада с антигенните характеристики на кръвта на заподозрения. Следователно, той каза истината, това наистина е неговата кръв.

Нека се спрем на още една ситуация, която има голям морален оттенък. Представете си, че война или друго бедствие раздели родителите от техните деца. Децата загубиха имената и фамилиите си. Наистина ли е невъзможно да намерите вашето дете сред другите? В крайна сметка еритроцитните антигени и HLA се предават по наследство. И ако бащата и майката нямат фактор, то и детето не може да го има. Обратно, ако и двамата родители принадлежат към група А, тогава детето не може да има кръвна група B или AB. Същото важи и за HLA антигените. И то с много висока степен на сигурност.“

Установяването на автентичността на останките на членовете на царското семейство на Николай II е извършено по този начин с помощта на ДНК типизиране.

например в Англия въпросите за определяне на бащинството са особено стриктни. Но там най-често не се свързва с войната. Строгите закони за бащинството се обясняват със строгите закони за наследниците и правата на наследяване на капитали, титли, права, привилегии.

Представете си лорд, който обявява за свой наследник млад мъж, който не е бил роден от жена си. Тогава може да се наложи да се докаже, че младежът е негов син. Или внезапно се появява джентълмен, който се обявява за незаконен син и следователно наследник на милионер. Може и да е вярно, но може и този господин да е мошеник. Въпросът се решава чрез анализ на антигени на родители и деца.

Разпределението на HLA антигените се оказа различно при представители на различни раси и националности. От 1966 г. във всички страни по света се провежда интензивно изследване на структурата на антигените на тъканната съвместимост, инициирано от СЗО. Скоро световната карта беше покрита с имунологични йероглифи, показващи къде и в каква комбинация се намират антигени.

HLA. Сега може би не е необходимо, като Тор Хейердал, да екипираме експедиция на тръстикова лодка, за да докажем миграцията на населението от Южна Америка към островите на Полинезия. Достатъчно е да погледнете модерен атлас на разпределението на HLA антигените и да кажете с увереност, че и в двата географски региона има общи генетични маркери.

Полиморфизъм на класически HLA - антигени, открити чрез серологични и клетъчно-медиирани методи

Хромозомната хибридизация установява, че МНС системата е локализирана на късото рамо на 6-та човешка автозомна хромозома, докато при мишки тя е разположена на 17-та хромозома.

Ориз. 1. Схематично представяне на хромозома 6.

Основният комплекс за хистосъвместимост заема значителен участък от ДНК, включително до 4 * 106 базови двойки или около 50 гена. Основната характеристика на комплекса е значителна полигенност (наличието на няколко неалелни тясно свързани гена, чиито протеинови продукти са структурно сходни и изпълняват идентични функции) и изразен полиморфизъм - наличието на много алелни форми на един и същ ген. Всички гени на комплекса се наследяват по кодоминантен начин.

Полигенността и полиморфизмът (структурна изменчивост) определят антигенната индивидуалност на индивидите от даден вид.

Всички MHC гени са разделени на три групи. Всяка група включва гени, които контролират синтеза на полипептиди от един от трите MHC класа (I, II и III) (фиг. 3.5). Между молекулите на първите два класа има изразени структурни различия, но в същото време, според общия план на структурата, всички те са от един и същи тип. В същото време не е установено функционално или структурно сходство между генните продукти от клас III, от една страна, и класове I и II, от друга страна. Групата от повече от 20 гена от клас III обикновено е функционално изолирана - някои от тези гени кодират например протеини от системата на комплемента (C4, C2, фактор B) или молекули, участващи в обработката на антигена.

Областта на локализиране на гените, кодиращи комплекса от миши MHC молекули, е обозначена като H-2, за хората - HLA.

HLA-A, HLA-B и HLA-C са хромозомни локуси, чиито гени контролират синтеза на "класически" молекули (антигени) на клас I човешки MHC и кодират тежката верига (алфа верига). Районът на тези локуси заема регион, по-дълъг от 1500 kb.

Синтезът на молекули (антигени) от клас II човешки MHC се контролира от гени на HLA-D региона, които кодират най-малко шест варианта на алфа и десет варианта на бета вериги (фиг. 3.5). Тези гени заемат трите локуса HLA-DP, HLA-DQ и HLA-DR. Повечето от молекулите от клас II принадлежат към продуктите на тяхната експресия.

В допълнение, HLA-D регионът включва HLA-LMP и HLA-TAP гените. Протеините с малко молекулно тегло, контролирани от тези гени, участват в подготовката на чужд антиген за представяне на Т клетки.

Гените на човешките локуси HLA-A, HLA-B и HLA-C кодират тежката верига (алфа верига) на "класическите" МНС клас I молекули. В допълнение, множество допълнителни гени са открити извън тези локуси, кодиращи "некласически" MHC клас I молекули и разположени в такива HLA локуси като HLA-X HLA-F, HLA-E, HLA-J, HLA-H, HLA -G, HLA-F.

Молекули на главния комплекс за хистосъвместимост.

Пространствената организация на МНС молекулите е изяснена чрез рентгенов дифракционен анализ:

Клас I MHC молекули (HLA алелни варианти: HLA-A, HLA-B, HLA-C) се експресират върху клетъчната повърхност и са хетеродимер, състоящ се от единична тежка алфа верига (45 kDa), нековалентно свързана с единичен домейн бета2-микроглобулин (12 kDa), който също се намира в свободна форма в кръвния серум, те се наричат ​​класически трансплантационни антигени.

Тежката верига се състои от извънклетъчна част (образуваща три домена: алфа1, алфа2 и алфа3 домени), трансмембранен сегмент и цитоплазмен опашен домен. Всеки извънклетъчен домен съдържа приблизително 90 аминокиселинни остатъка и заедно те могат да бъдат отделени от клетъчната повърхност чрез третиране с папаин.

Домейните алфа2 и алфа3 имат по една вътрешноверижна дисулфидна връзка, която завърта съответно 63 и 68 аминокиселинни остатъка.

Алфа3 домейнът е хомоложен по аминокиселинна последователност на имуноглобулиновите С домени и конформацията на алфа3 домена прилича на нагънатата структура на имуноглобулиновите домени.

Бета2-микроглобулинът (бета2-m) е необходим за експресията на всички МНС клас I молекули и има непроменена последователност, но при мишки се среща в две форми, различаващи се в заместването на една аминокиселина в позиция 85. Този протеин съответства на структура на С-домена на имуноглобулините. Бета2-микроглобулинът също е в състояние да взаимодейства нековалентно с некласически клас I молекули, например, с CD1 генни продукти.

В зависимост от вида и хаплотипа, извънклетъчната част на тежките вериги на MHC клас I е гликозилирана в различна степен.

Трансмембранният сегмент на МНС клас I се състои от 25 предимно хидрофобни аминокиселинни остатъка и обхваща липидния двоен слой, най-вероятно в алфа-спирална конформация.

Основното свойство на молекулите от клас I - свързване на пептиди (антигени) и представянето им в имуногенна форма за Т-клетките - зависи от алфа1 и алфа2 домените. Тези домени имат значителни алфа-спирални региони, които, когато взаимодействат един с друг, образуват удължена кухина (прорез), която служи като място за свързване на обработения антиген. Полученият антигенен комплекс с алфа1 и алфа2 домени определя неговата имуногенност и способността да взаимодейства с антиген-разпознаващите Т-клетъчни рецептори.

Клас I включва А антигени, АВ антигени и АС антигени.

Антигени от клас I присъстват на повърхността на всички ядрени клетки и тромбоцити.

MHC молекулите от клас II са хетеродимери, изградени от нековалентно свързани тежки алфа и леки бета вериги.

Редица факти показват близко сходство на алфа и бета веригите по отношение на тяхната обща структура. Екстрацелуларната част на всяка от веригите е сгъната в два домена (съответно алфа1, алфа2 и бета1, бета2) и е свързана с къс пептид към трансмембранен сегмент (с дължина приблизително 30 аминокиселинни остатъка). Трансмембранният сегмент преминава в цитоплазмен домен, съдържащ приблизително 10-15 остатъка.

Антиген-свързващият регион на клас II МНС молекули се формира от алфа-спирални региони на взаимодействащи вериги, подобни на клас I молекули, но с една съществена разлика: антиген-свързващата кухина на клас II МНС молекули се формира не от два домена на един алфа верига, но от два домена на различни вериги - алфа1 и бета1 домени.

Общото структурно сходство между двата класа МНС молекули е очевидно. Това е еднаквостта на пространствената организация на цялата молекула, броят на домените (четири), конформационната структура на антиген-свързващия сайт.

В структурата на молекулите от клас II антиген-свързващата кухина е по-отворена, отколкото в молекулите от клас I, така че по-дългите пептиди могат да се поберат в нея.

Най-важната функция на клас II МНС (HLA) антигени е да осигурят взаимодействие между Т-лимфоцитите и макрофагите по време на имунния отговор. Т-хелперите разпознават чужд антиген само след като той е обработен от макрофаги, комбиниран с HLA клас II антигени и появата на този комплекс на повърхността на макрофага.

Антигени от клас II присъстват на повърхността на В-лимфоцити, активирани Т-лимфоцити, моноцити, макрофаги и дендритни клетки.

MHC клас II гени кодират мембранно свързани трансмембранни пептиди (гликопротеини). Молекулите на клас II антигени на хистосъвместимост (DR, DP, DQ), както и клас I, са хетеродимерни протеини, състоящи се от тежка алфа верига (33 kDa) и лека бета верига (26 kDa), кодирани от гените на HLA комплекс. И двете вериги образуват два домена: алфа1 и алфа2, както и бета1 и бета2.

MHC продукти от клас II се свързват предимно с В-лимфоцити и макрофаги и служат като структури за разпознаване на Т-хелперите.

MHC клас III гени, разположени в или тясно свързани с MHC генната група, контролират няколко компонента на комплемента: C4 и C2, както и фактор B, разположен в кръвната плазма, а не на клетъчната повърхност. И за разлика от молекулите на MHC клас I и клас II, те не участват в контрола на имунния отговор.

Терминът МНС клас IV се използва за описание на определени МНС-свързани локуси.

Изследването на експресията на МНС клас I и II молекули върху различни типове клетки разкрива по-широко разпределение в тъканите на клас I молекули в сравнение с клас II молекули. Докато молекулите от клас I се експресират върху почти всички изследвани клетки, молекулите от клас II се експресират главно върху имунокомпетентни клетки или клетки, които са относително неспецифично включени във формирането на имунния отговор, като епителни клетки.

В табл. 1 са представени данни за естеството на тъканното разпределение на МНС молекулите при мишки и хора.

раздел. 1 Тъканно разпределение на МНС клас I и II молекули при мишки и хора

тип клетка	H-2 комплексни мишки		човешки HLA комплекс
	клас I	Клас II	клас I	Клас II
тимоцити
Макрофаги
Гранулоцити
Ретикулоцити
червени кръвни телца
тромбоцити
фибробласти
епителни клетки
епидермални клетки
сърдечен мускул
Скелетни мускули
плацента
сперматозоиди
Ооцити
трофобласт
бластоцитите
Ембрионална тъкан

Представянето на молекули от клас I върху почти всички типове клетки корелира с доминиращата роля на тези молекули в алогенното отхвърляне на присадката. Молекулите от клас II са по-малко активни в процеса на отхвърляне на тъканите. Сравнителните данни за степента на участие на молекули от I и II клас на МНС в някои имунни отговори показват, че някои свойства на МНС са по-свързани с един от класовете, докато други са характерна черта и на двата класа (Таблица 2)

Раздел. 2 Участие на МНС клас I и II молекули в някои имунни отговори

Чарлз Б. Карпентър

Антигените, които осигуряват вътрешноспецифични различия в индивидите, се означават като алоантигени и когато се включат в процеса на отхвърляне на алогенни тъканни присадки, те стават известни като антигени на тъканна съвместимост (хистосъвместимост). Еволюцията е фиксирала единичен регион от тясно свързани гени за хистосъвместимост, чиито продукти на клетъчната повърхност осигуряват силна бариера пред алотрансплантацията. Термините "основни антигени на хистосъвместимост" (основни антигени на хистосъвместимост) и "основен генен комплекс на хистосъвместимост" (MHC) (основен генен комплекс на хистосъвместимост) се отнасят съответно до генните продукти и гените на този хромозомен регион. Многобройни второстепенни антигени на хистосъвместимост, напротив, са кодирани от множество области на генома. Те съответстват на по-слаби алоантигенни различия между молекули, които изпълняват различни функции. Структурите, носещи MHC детерминанти, играят важна роля в имунитета и саморазпознаването по време на клетъчна и тъканна диференциация. Информация за MHC-контрола на имунния отговор е получена при експерименти върху животни, когато гените на имунния отговор са картографирани вътре в MHC-в мишки (H-2), плъхове (RT1), морски свинчета (GPLA). При хората MHC се нарича HLA. Отделните букви на съкращението HLA имат различни значения и с международно споразумение HLA служи за обозначаване на човешкия MHC комплекс.

За MHC могат да се направят няколко обобщения. Първо, в малък регион (по-малко от 2 сантиморгана) МНС кодира три класа генни продукти. Молекулите от клас I, експресирани от почти всички клетки, съдържат една тежка и една лека полипептидна верига и са продукти на три редупликирани локуса - HLA-A, HLA-B и HLA-C. Молекулите от клас II, чиято експресия е ограничена до В-лимфоцити, моноцити и активирани Т-лимфоцити, съдържат две полипептидни вериги (? и?) с различен размер и са продукти на няколко тясно свързани гена, общо наричани HLA-D зона . Молекулите от клас III са компоненти на комплемента C4, C2 и Bf. Второ, молекулите от клас I и II образуват комплекс с псевдоантигена или антигенът на хистосъвместимостта и псевдоантигенът се разпознават заедно от Т-лимфоцитите, които имат подходящ рецептор за антигена. Разпознаването на себе си и не-себе си в началото и в ефекторната фаза на имунния отговор е директно насочено от молекули от клас I и II. Трето, няма ясни ограничения върху междуклетъчните взаимодействия, включващи супресорни Т-лимфоцити при хора, но ролята на HLA гените е доста важна за някои прояви на супресорна Т-клетъчна активност. Четвърто, МНС регионът съдържа гени за ензимни системи, които не са пряко свързани с имунитета, но са важни за растежа и развитието на скелета. Известни HLA локуси на късото рамо на хромозома 6 са показани на фиг. 63-1.

Локуси на системата HLA. Антигени от клас I. HLA антигените от клас I се определят серологично, като се използват човешки серуми, главно от многораждали жени и в по-малка степен с помощта на моноклонални антитела. Антигените от клас I присъстват в различна плътност в много телесни тъкани, включително В-клетки, Т-клетки и тромбоцити, но не и върху зрелите червени кръвни клетки. Броят на серологично откриваемите специфичности е голям и HLA системата е най-полиморфната от известните човешки генетични системи. В рамките на HLA комплекса три локуса са ясно дефинирани за серологично откриваеми HLA клас I антигени. Всеки антиген от клас 1 съдържа 2-микроглобулинова субединица (мол. тегло 11500) и тежка верига (мол. тегло 44000), която носи антигенна специфичност (фиг. 63-2). Има 70 добре дефинирани специфичности на A и B и осем специфичности на локус C. Означението HLA обикновено се използва при наименуването на основните антигени на хистосъвместимия комплекс, но може да бъде пропуснато, когато контекстът го позволява. Антигените, класифицирани от СЗО неубедително, са обозначени с w след името на локуса. Числото след обозначението на локуса служи като собствено име на антигена. HLA антигените на популациите на Африка, Азия и Океания понастоящем не са добре дефинирани, въпреки че включват някои от общите антигени, общи за хората от западноевропейски произход. Разпределението на HLA антигените е различно в различните расови групи и те могат да се използват като антропологични маркери при изследване на болести и миграционни процеси.

Ориз. 63-1. Схематично представяне на хромозома 6.

Показана е локализацията на HLA зоната в област 21 на късото рамо. HLA-A, HLA-B и HLA-C локусите кодират тежки вериги от клас I (44 000), докато β2-микроглобулиновата лека верига (11 500) на молекули от клас I е кодирана от гена на хромозома 15. HLA- D зона (клас II) е разположена центромерно по отношение на локуси A, B и C с тясно свързани гени за комплементни компоненти C4A, C4B, Bf и C2 в B-D региона. Редът на гените на комплемента не е установен. Всяка молекула от клас II на D-региона се образува от β- и β-вериги. Те присъстват на клетъчната повърхност в различни региони (DP, DQ и DR). Цифрата пред знаците? и?, означава, че има различни гени за вериги от този тип, например за DR има три гена?-вериги, така че експресираните молекули могат да бъдат 1??, 2?? или 3??. Антигените DRw52(MT2) и DRw53(MT3) са разположени на 2β веригата, докато DR е на lβ веригата. DR е неполиморфен, докато DQ антигенните молекули са полиморфни както в а-, така и в а-вериги (2?2?). Други типове DQ (1?1?) имат ограничен полиморфизъм. DP полиморфизмът е свързан с β-вериги. Общата дължина на HLA региона е около 3 cm.

Тъй като хромозомите са сдвоени, всеки индивид има до шест серологично откриваеми HLA-A, HLA-B и HLA-C антигени, по три от всеки родител. Всеки от тези набори е обозначен като хаплотип и в съответствие с простото наследяване на Мендел, една четвърт от потомството има идентични хаплотипове, половината са част от общите хаплотипове, а останалата четвърт са напълно несъвместими (фиг. 63-3). Значимостта на ролята на този генен комплекс в отговора на трансплантацията се потвърждава от факта, че подборът на двойки донор-реципиент според хаплотипа сред потомството на едно поколение осигурява най-добри резултати при бъбречна трансплантация - около 85-90% от дългите -срочно оцеляване (виж Глава 221).

антигени от клас II. HLA-D зоната е в съседство с локусите от клас I на късото рамо на 6-та хромозома (виж Фиг. 63-1). Тази област кодира серия от молекули от клас II, всяка от които съдържа β-верига (те казват, че масата е 29 000) и β-верига (те казват, че масата е 34 000) (вижте Фиг. 63-2). Несъвместимостта в този регион, особено в DR антигените, определя пролиферативния отговор на лимфоцитите in vitro. Смесената лимфоцитна реакция (MLR) се оценява по нивото на пролиферация в смесена лимфоцитна култура (MLC) и може да бъде положителна, дори ако HLA-A, HLA-B и HLA-C антигените са идентични (виж Фиг. 63-3). HLA-D антигените се откриват с помощта на стандартни стимулиращи лимфоцити, хомозиготни за HLA-D и инактивирани чрез рентгенови лъчи или митомицин С, за да се придаде еднопосочен отговор. Има 19 такива антигена (HLA-Dwl-19), открити с помощта на хомозиготни типизирани клетки.

Опитите за определяне на HLA-D чрез серологични методи за първи път направиха възможно откриването на серия от D-свързани (DR) антигени, експресирани върху молекули от клас II на В-лимфоцити, моноцити и активирани Т-лимфоцити. След това бяха описани други тясно свързани антигенни системи, които получиха различни имена (MB, MT, DC, SB). Идентичността на отделните групи молекули от клас II вече е установена и гените на съответните β- и β-вериги са изолирани и секвенирани. Генна карта от клас II, показана на фиг. 63-1 отразява минималния брой гени и молекулярни региони. Въпреки че молекула с маса II може да съдържа DR? от хаплотипа на единия от родителите и DR? - на другия (транскомплементация), комбинаториката извън всеки от DP, DQ, DR регионите е рядка, ако не и невъзможна. DR молекулите и до известна степен DQ могат да служат като стимули за първичен MLR. Вторичният MLR се дефинира като тест с lymphocyte-primed (PLT) и води до 24-36 часа вместо 6-7 дни за първичен отговор. DP алоантигените са открити поради способността им да индуцират PLT стимулация, въпреки че не придават първичен MLR. Въпреки че В-лимфоцитите и активираните Т-лимфоцити експресират всичките три комплекта молекули от клас II, DQ антигените не се експресират върху 60-90% от DP- и DR-позитивните моноцити.

Ориз. 63-2. Схематично представяне на молекули на клетъчната повърхност от клас I и II.

Молекулите от клас I се състоят от две полипептидни вериги. Тежка верига с кей. с тегло 44 000 преминава през плазмената мембрана; неговата външна област се състои от три домена (α1, α2 и α3), образувани от дисулфидни връзки. Лека верига с мол. с маса 11500 (?2-микроглобулин, ?2mu) е кодиран от хромозома 15 и е нековалентно свързан с тежката верига. Аминокиселинната хомология между молекулите от клас I е 80–85%, намалявайки до 50% в региони β1 и β2, които вероятно съответстват на региони на алоантигенен полиморфизъм. Молекулите от клас II се образуват от две нековалентно свързани полиптидни вериги, а-верига с пиер. с маса 34000 и β-верига с молна маса 29000. Всяка верига съдържа два домена, образувани от дисулфидни връзки (от S. B. Carpenter, E. L. Milford, Renal Transplantation: Immunobiology in the Kidnev/Eds. B. Brenner, F. Rector , Ню Йорк: Samiders, 1985).

Ориз. 63-3. HLA регион на хромозома 6: наследяване на HLA хаплотипове. Всеки хромозомен сегмент от свързани гени е обозначен като хаплотип и всеки индивид наследява по един хаплотип от всеки родител. Диаграмата показва антигените A, B и C на хаплотипове a и b за този хипотетичен индивид; по-долу обозначенията на хаплотипове са разкрити в съответствие с текста. Ако мъж с хаплотип ab се ожени за жена с хаплотип cd, потомството може да бъде само от четири типа (по отношение на HLA). Ако по време на мейозата един от родителите претърпи рекомбинация (маркирана с прекъснати линии), това води до образуването на променен хаплотип. Честотата на променени хаплотипове при деца служи като мярка за разстоянията на генетичния хаг (1% честота на рекомбинация == 1 cM; виж Фиг. 63-1) (от D. B. Carpenter. Kidney International, D)78. 14.283).

Молекулярна генетика. Всяка полипептидна верига от молекули от класове I и II съдържа няколко полиморфни области в допълнение към "частна" антигенна детерминанта, определена с помощта на антисеруми. Тестът за клетъчно-медиирана лимфолиза (CML) измерва специфичността на Т-клетките убийци (TK), които пролиферират в MLR, чрез тестване върху целеви клетки от донори, които не са предоставили MLR стимулиращи клетки. Антигенните системи, определени чрез този метод, показват тясна, но непълна корелация с "конкретни" антигени от клас 1. Цитотоксичното клетъчно клониране разкрива набор от полиморфни целеви детерминанти върху HLA молекули, някои от които не могат да бъдат открити с помощта на алоантисеруми и моноклонални антитела, получени чрез имунизация от мишки човешки клетки. Някои от тези реагенти могат да се използват за идентифициране на "специални" HLA детерминанти, докато други са насочени към по-"общи" (понякога наричани супертипиране) детерминанти. Една такава система от "общи" HLA-B антигени има два алела, Bw4 и Bw6. Повечето "частни" HLA-B са свързани с Bw4 или Bw6. Други системи са свързани с подгрупи HLA антигени. Например, HLA-B положителните тежки вериги съдържат допълнителни области, общи за B7, B27, Bw22 и B40 или B5, B15, B18 и Bw35. Има и други видове припокриващи се антигенни детерминанти, както се вижда от реакцията на моноклонални антитела с място, общо за тежките вериги на HLA-A и HLA-B. Изследването на аминокиселинната последователност и pstid картите на някои HLA молекули показа, че хиперпроменливите региони на антигените от клас I са концентрирани във външния β1 домен (виж Фиг. 63-2) и съседния регион на β2 домена. Променливите последователности на молекулите от клас II са различни за различните локуси. Забележително е, че клас I α3-домен, клас II α2-домен и клас II α2-домен, както и част от мембранната молекула T8 (Leu 2), участваща в междуклетъчните взаимодействия (виж Глава 62), показват значителни хомология на аминокиселинната последователност с постоянни зони на имуноглобулини. Това потвърждава хипотезата за еволюционното формиране на семейство генни продукти, които носят функциите на имунологично разпознаване. При изследването на HLA геномна ДНК за молекули от клас I и II бяха открити типични екзон-интронни последователности и бяха идентифицирани екзони за сигнални пептиди (5") на всеки от домените, трансмембранния хидрофобен сегмент и цитоплазмения сегмент (3 "). cDNA сонди са налични за повечето HLA вериги и използването на ензимни смилания за оценка на статуса на полиморфизма на дължината на рестрикционните фрагменти (RFLP) даде данни, които корелират със серологичните анализи от клас 11 в MLR. Обаче изобилието (20-30) на гени от клас 1 затруднява оценката на полиморфизма чрез RFLP. Много от тези гени не се експресират (псевдогени), въпреки че някои може да съответстват на допълнителни клас I локуси, които се експресират само върху активирани Т клетки; техните функции са неизвестни. Разработването на специфични тестове за HLA-A и HLA-B локусите ще помогне да се разбере този доста сложен проблем.

Комплемент (клас III). Структурните гени за трите компонента на комплемента C4, C2 и Bf присъстват в HLA-B-D зоната (виж Фиг. 63-1). Това са два C4 локуса, кодиращи C4A и C4B, първоначално описани като еритроцитните антигени Rodgers и Chido, съответно. Тези антигени всъщност са абсорбирани от плазмата от С4 молекули. Другите компоненти на комплемента нямат тясна връзка с HLA. Не е описан кросингоувър между гените C2, Bf и C4. Всички те са кодирани от участък между HLA-B и HLA-DR с дължина около 100 kb. Има два C2 алела, четири Bf, седем C4A и три C4B алела, освен това има тихи QO алели във всеки локус. Изключителният полиморфизъм на комплементните хистотипове (комплотипове) прави тази система подходяща за генетични изследвания.

Таблица 63-1. Най-често срещаните HLA хаплотини

В табл. Фигура 63-1 показва четирите най-често срещани хаплотипа, открити при индивиди от западноевропейски произход. Резултатите от MLR при несвързани индивиди, избрани за съвместимост за тези хаплотипове, са отрицателни, докато реакция обикновено възниква, ако несвързани индивиди са съпоставени само за HLA-DR и DQ съвместимост. Такива идентични общи хаплотипове могат да произлязат непроменени от един прародител.

Други гени на 6-та хромозома. Дефицитът на стероида 21-хидроксилаза, автозомно рецесивен признак, причинява синдрома на вродена надбъбречна хиперплазия (глави 325 и 333). Генът за този ензим се намира в HLA-B-D региона. Генът 21-хидроксилаза, съседен на гена C4A, е изтрит при индивиди, страдащи от споменатия синдром, заедно с C4A (C4AQO), а генът HLA-B може да бъде трансформиран с превръщането на B 13 в рядък Bw47, открит само в променени хаплотипове. За разлика от късно започналия HLA-свързан 21-хидроксилазен дефицит, вродената надбъбречна хиперплазия, свързана с 21β-хидроксилазен дефицит, не е HLA-свързана. Няколко семейни проучвания показват, че идиопатичната хемохроматоза, автозомно рецесивно заболяване, е свързана с HLA (виж Глава 310). Въпреки че патогенезата на нарушенията на абсорбцията на желязо в стомашно-чревния тракт е неизвестна, установено е, че гените, които модулират този процес, са разположени близо до HLA-A региона.

Ориз. 63-4. Схема на относителната роля на HLA-A, HLA-B, HLA-C и HLA-D антигените в инициирането на алоимунния отговор и в образуването на ефекторни клетки и антитела.

Два основни класа Т-лимфоцити разпознават антигени: Tk - прекурсори на цитотоксични клетки "убийци" и Tx помощни клетки, които допринасят за развитието на цитотоксичен отговор. Tx също подпомагат В-лимфоцитите в развитието на "зрял" IgG отговор. Важно е да се отбележи, че TK обикновено разпознава клас I антигени, докато сигналът за Th се генерира предимно от HLA-D, който е тясно свързан с клас II антигени (от C. B. Carpenter. - Kidney International, 1978, 14, 283).

гени за имунен отговор. Едно in vitro изследване на отговора към синтетични полипептидни антигени, хемоцианин, колаген и тетаничен токсоид разкри, че HLA-D зоната е подобна на H-2 региона. Аз в мишката. Представянето на антигенни фрагменти на повърхността на макрофагите или други клетки, носещи молекули от клас II, изисква съчетано разпознаване на комплекса молекула клас II + антиген от Т-лимфоцити, носещи съответния рецептор(и) (виж Глава 62). Ядрото на тази хипотеза за „само-)-X“ или „променено себе си“ е, че Т-зависимият имунен отговор, действието на Т-хелперите/индукторите (Tx) се осъществява само ако се синтезират съответните детерминанти от клас II. Гените на последния са Ir-гените. Тъй като алогенните детерминанти от клас I се разпознават като вече променени, алогенният MLP е модел на имунната система, в който присъствието на псевдоантиген не е задължително (фиг. 63-4). Ефекторните фази на имунитета изискват разпознаване на псевдоантиген в комбинация с неговите собствени структури. Последните при хора, както и при мишки, са молекули от клас I антигени на хистосъвместимост. Инфектираните с грип човешки клетъчни линии се лизират от имунни цитотоксични Т-лимфоцити (TC) само ако отговарящите и таргетните клетки са идентични в HLA-A и HLA-B локусите. Алогенният MLR също така служи като модел за образуването на клас I-ограничени цитотоксични Т-лимфоцити (виж Фиг. 63-4). Подробности за рестрикция за различни молекули и епитопи от клас I и II могат да бъдат изолирани, като се използват праймирани клетки, които са разширени и клонирани. Например, на ниво антиген-представящи клетки, даден Th клонинг разпознава антигенен фрагмент, комплексиран със специфична област на клас II молекула чрез Ti рецептора. Ограничителни елементи за някои микробни антигени са алелите DR и Dw.

Потискането на имунния отговор (или ниско ниво на отговор) към кедрови полен, стрептококови антигени и шистозомни антигени е доминиращо и е свързано с HLA, което показва съществуването на гени за имунна супресия (Is). Показано е и наличието на специфични алелни асоциации на HLA с нивото на имунния отговор, например за антигена на рицин Ra5 - с DR2 и за колагена - с DR4.

Асоциации с болести. Ако основният комплекс за хистосъвместимост има важна биологична функция, каква е тази функция? Една от хипотезите е, че той играе роля в имунното наблюдение на неопластични клетки, които се появяват по време на живота на индивида. Значението на тази система по време на бременност е голямо, тъй като винаги има тъканна несъвместимост между майката и плода. Високата степен на полиморфизъм може също да допринесе за оцеляването на видовете в лицето на огромен брой микробни агенти, присъстващи в околната среда. Толерантността към себе си (самотолерантността) може да премине към микробни антигени, което води до висока чувствителност, водеща до фатални инфекции, докато полиморфизмът в HLA системата допринася за факта, че част от населението разпознава опасните агенти като чужди и включва адекватни отговор Тези хипотези свързват ролята на HLA с ползите от оцеляването на системата под натиск за селекция.Всяка от тези хипотези има известна подкрепа.

Важно доказателство за ролята на HLA комплекса в имунобиологията е откриването на положителна връзка на някои патологични процеси с HLA антигени. Изследването на тези асоциации беше стимулирано от откриването на гени за имунен отговор, свързани с H-2 комплекса при мишки. В табл. 63-3 обобщава най-значимите асоциации на HLA и заболявания.

Установено е, че честотата на поява на HLA-B27 е повишена при някои ревматични заболявания, особено при анкилозиращ спондилит, заболяване с явно фамилно естество. Антигенът B27 присъства само при 7% от хората от западноевропейски произход, но се открива при 80-90% от пациентите с анкилозиращ спондилит. По отношение на относителния риск, това означава, че този антиген е отговорен за предразположеността към развитие на анкилозиращ спондилит, която е 87 пъти по-висока при неговите носители, отколкото в общата популация. По подобен начин е показана висока степен на връзка с антигена B27 при остър преден увеит, синдром на Reiter и реактивен артрит при най-малко три бактериални инфекции (йерсиниоза, салмонелоза и гонорея). Въпреки че обичайната форма на ювенилен ревматоиден артрит също се свързва с B27, типът заболяване с лек ставен синдром и ирит се свързва с B27. При псориатичен артрит от централен тип B27 е по-често срещан, докато Bw38 се свързва както с централен, така и с периферен тип. Псориазисът е свързан с Cw6. Пациентите с дегенеративен артрит или подагра не показват никаква промяна в честотата на антигените.

Повечето други асоциации със заболявания са характерни за антигените HLA-D.Например, чувствителната към глутен ентеропатия при деца и възрастни е свързана с антигена DR3 (относителен риск 21) Действителният процент пациенти с този антиген варира от 63 до 96% в сравнение с до 22-27% в контролите. Същият антиген се среща по-често при пациенти с активен хроничен хепатит и херпетиформен дерматит, които също страдат от глутен-чувствителна ентеропатия. Ювенилният инсулинозависим захарен диабет (тип I) е свързан с DR3 и DR4 и отрицателно свързан с DR2.При 17-25% от пациентите с диабет тип I е открит рядък алел Bf (M). Диабетът с начало в зряла възраст (тип II) няма връзка с HLA. Хипертиреоидизмът в САЩ се свързва с B8 и Dw3, докато в японското население се свързва с Bw35. По-широко проучване на здрави и болни представители на различни раси ще помогне да се изясни въпросът за универсалните HLA маркери. Например антигенът B27, който е рядък при здрави японски индивиди, е често срещан при пациенти с анкилозиращ спондилит. По същия начин DR4 е маркер за диабет тип I във всички раси. Понякога HLA маркерът е ясно свързан само с част от симптомите в рамките на синдрома. Например, миастения гравис е значително по-силно свързана с B8 и DR3 антигени при пациенти без тимома, а множествената склероза е свързана с DR2 антиген при индивиди с бързо прогресиращ ход на заболяването. Синдромът на Goodpasture, свързан с автоимунно увреждане на гломерулните базални мембрани, идиопатичен мембранен гломерулонефрит, отразяващ автоимунни процеси с образуването на антитела срещу гломерулни антигени, както и индуциран от злато мембранен нефрит, са до голяма степен свързани с HLA-DR.

Таблица 63-3. Заболявания, свързани с HLA антигени

Небалансиран захват. Въпреки че разпределението на HLA алелите варира в расовите и етническите популации, най-характерната характеристика на популационната генетика на HLA антигените е наличието на неравновесие на връзката за някои A и B, B и C, B, D антигени и комплементни локуси. Неравновесието на връзката означава, че антигени от тясно свързани локуси се намират заедно по-често, отколкото би се очаквало от предположението за случайна асоциация. Класически пример за неравновесие на връзката е свързването на AHLA-A1 локусния антиген с HLA-B8 B локусния антиген при индивиди от западноевропейски произход. Едновременното присъствие на A1 и B8, изчислено на базата на честотите на техните гени, трябва да се наблюдава с честота 0,17. 0,11, т.е. приблизително 0,02. Докато наблюдаваната честота на тяхното съвместно съществуване е 0,08, т.е. 4 пъти по-висока от очакваната, а разликата между тези стойности е 0,06. Последната стойност се обозначава с делта (?) и служи като мярка за неравновесие. Установено е също неравновесие на връзката на други A- и B-локусни хаплотипове: A3 и B7, A2 и B12, A29 и B12, A11 и Bw35. AT 8); както и за антигени на В и С локуси. Серологично откриваемите HLA антигени служат като маркери за цели хаплотипни гени в семейството и като маркери за специфични гени в популация, но само при наличие на неравновесие на връзката.

Неравновесието на връзката е значително, тъй като такива генни асоциации могат да генерират определени функции. Селекционният натиск по време на еволюцията може да бъде основен фактор за поддържането на определени генни комбинации в генотипове. Например, има теория, че A1 и B8, както и някои детерминанти на D и други региони, осигуряват селективно предимство в лицето на епидемии от болести като чума или едра шарка. Но също така е възможно потомците на хора, преживели такива епидемии, да останат податливи на други заболявания, тъй като техният уникален генен комплекс не осигурява адекватен отговор на други фактори на околната среда. Основната трудност на тази хипотеза се състои в предположението, че селекцията действа върху няколко гена едновременно и по този начин осигурява появата на наблюдаваните стойности на P, но необходимостта от сложни взаимодействия между продуктите на различни локуси на комплекса MHC е само първоначалната връзка за наблюдаваните явления и селекцията може да засили неравновесието на множество връзки. Запазването на някои общи хаплотипове, посочени по-горе, подкрепя това мнение.

От друга страна, хипотезата за подбор не трябва да обяснява неравновесието на връзката. Когато популация, лишена от някои антигени, се кръстоса с друга популация, характеризираща се с висока честота на тези антигени в равновесие, ? може да се появи след няколко поколения. Като растеж? за A1 и B8, открити в популации от изток на запад, от Индия до Западна Европа, могат да бъдат обяснени на базата на миграцията и асимилацията на населението. В малки групи неравновесието може да се дължи на съвместимост, ефекти на основателя и генетичен дрейф. И накрая, някои случаи на неравновесие на връзката са резултат от неслучайно пресичане по време на мейозата, тъй като хромозомните сегменти могат да бъдат повече или по-малко крехки. Независимо дали става въпрос за натиск при подбор или кръстосани ограничения, неравновесието на връзката може да изчезне в рамките на няколко поколения. Голям брой неслучайни асоциации съществуват в HLA генния комплекс и определянето на техните причини може да даде представа за механизмите, лежащи в основата на чувствителността към заболяване.

Съединител и асоциации. В табл. 63-2 изброява заболявания, които служат като пример за HLA връзка, когато наследствените черти са маркирани в рамките на семейството със съответните хаплотипове. Например, дефицитът на С2, 21-хидроксилаза, идиопатичната хемохроматоза се унаследяват по рецесивен начин с частичен дефицит при хетерозиготите. Тези генетични нарушения също са свързани с HLA и са причинени от излишък на определени HLA алели при несвързани засегнати индивиди. Дефицитът на C2 обикновено се свързва с хаплотиповете HLA-Aw 25, B 18, B55, D / DR2, а при идиопатичната хемохроматоза се проявява както връзка, така и силна връзка между HLA-A3 и B 14. Висока степен на неравновесие на връзката в този случай е причинен от мутации в лицето, което е служило като негов източник; освен това периодът от време, необходим за връщане на генофонда в състояние на равновесие, е недостатъчен. От тази гледна точка HLA гените са прости маркери на свързани гени. От друга страна, може да е необходимо взаимодействие със специфични HLA алели, за да се прояви определено разстройство. Последната хипотеза би изисквала признаването на по-висок процент на мутации с експресия на дефектни гени, което се случва само при условие на свързване с някои HLA гени.

Болестта на Paget и спиналната атаксия са HLA-свързани автозомно доминантни наследствени заболявания; те се намират в няколко членове на семейството наведнъж. Болестта на Ходжкин е проява на HLA-свързан рецесивен наследствен дефект. Не са открити HLA асоциации при тези заболявания, което предполага първоначално множество инициатори на тези заболявания с мутации, свързани с различни HLA алели.

Връзката с HLA се определя лесно, когато доминирането и рецесивността на чертите са лесни за разграничаване, т.е. когато експресивността е висока и процесът се определя от дефект в единични гени. В повечето асоциации HLA маркерите отразяват рисковите фактори, участващи в осъществяването и модулирането на имунния отговор под въздействието на множество гени. Пример за полигенно имунно заболяване е атоничната алергия, при която връзката с HLA може да бъде очевидна само при индивиди с ниски генетично контролирани (не поради HLA) нива на производство на IgE. Друг пример от този вид е дефицитът на IgA (виж Таблица 63-3), свързан с HLA-DR3.

Клинично значение на HLA системата. Клиничното значение на HLA типизирането за диагнозата е ограничено до определянето на B27 при диагностицирането на анкилозиращ спондилит; в този случай обаче има 10% фалшиво положителни и фалшиво отрицателни резултати. Изследването на HLA също е полезно в практиката на генетичното консултиране за ранно откриване на заболявания в семейства с идиопатична хемохроматоза, вродена надбъбречна хиперплазия, свързана с дефицит на стероидна хидроксилаза, особено ако HLA типизирането се извършва върху клетки, получени чрез амниоцентеза. Високата степен на полиморфизъм в системата HLA я прави ценен инструмент за тестване на различни клетъчни препарати, особено в съдебната медицина. Някои заболявания, като захарен диабет тип I и други, за които са показани HLA асоциации, изискват допълнително изследване на ролята на компонентите на HLA системата в патогенезата на тези заболявания.

Генетика на основния комплекс за хистосъвместимост
През 20-те години на 20-ти век в лабораторията Джаксън (Бар Харбър, САЩ) е извършена мащабна работа за получаване на генетично чисти линии мишки чрез дългосрочно инбридинг. В експерименти с междулинейна трансплантация на тумори, служителите на тази лаборатория J.D. Литъл (G.D. Little), J. Snell (G. Snell) и други американски изследователи са установили съществуването на няколко десетки (повече от 30) генетични локуса, разликата в които причинява отхвърляне на трансплантирани тъкани. Те бяха обозначени като локуси на хистосъвместимост (H-loci, от англ. Histocompatibility). По същото време английският имунолог П. Горер решава подобен проблем, като изучава кръвните групи на мишки. През 1948 г. в съвместната работа на J. Snell и P. Gorer е описан локусът на хистосъвместимостта, който определя най-силната реакция на отхвърляне. Наречен е H-2, защото съвпада с гена за 2-ра кръвна група на мишки. Скоро беше установена сложната структура на този генетичен комплекс, който включва много голям брой гени. По това време имунологичната природа на отхвърлянето на трансплантанта вече е доказана и е ясно, че ефектът от несъвместимостта на H-локусите се дължи на разликите в антигените, кодирани от гените на този локус. Такива антигени стават известни като алоантигени или антигени на хистосъвместимост.
През 60-те години на миналия век френският имунохематолог J. Dausset описва няколко левкоцитни антигена, подобни на някои H-2 алелни продукти. Скоро J. Dosset, заедно с други специалисти по трансплантационна генетика, въз основа на анализа на натрупаните дотогава данни за човешки алоантигени, постулира съществуването при хората на генетичен комплекс, подобен на локуса H-2 при мишки. Няколко алоантигена, открити преди това чрез използване на серуми от жени, които са раждали много пъти, бяха идентифицирани като принадлежащи към този комплекс. Тези серуми съдържат антитела срещу фетални алоантигени. Откритият генетичен комплекс е наречен HLA (за човешки левкоцитни антигени). Подобни комплекси са открити при всички изследвани бозайници и птици. В тази връзка е въведено общо обозначение за генетични комплекси от този вид - MHC (от Major histocompatibility complex). Това обозначение беше прехвърлено и към генни продукти - MHC антигени.
Комплексът H-2 се намира на миша хромозома 17; HLA комплексът е в късото рамо на човешка хромозома 6 (6p). Структурата на човешкия HLA локус е показана схематично на фиг. 3.28. Заема много голяма

Ориз. 3.28. Генна карта на основен комплекс за хистосъвместимост (MHC), използвайки човешкия левкоцитен антигенен комплекс (HLA) като пример. Хромозомният сегмент е разделен на 4 сегмента, представени на фигурата последователно. Вдясно са номерата на 3'-нуклеотидите на всеки сегмент

пространство – 4 милиона базови двойки и съдържа повече от 200 гена. Има 3 класа MHC гени - I, II и III. Отхвърлянето на несъвместими присадки и представянето на антиген към Т клетките включва клас I и II генни продукти, разположени съответно в 3'- и 5'-частите на комплекса. Първоначално те бяха разделени според индукцията от техните продукти на предимно хуморален (клас I) или клетъчен (клас II, описан малко по-късно от I) имунитет. Има 2 групи гени от клас I. Първият се формира от гени A, B и C, които се характеризират с безпрецедентно висок полиморфизъм - известни са няколкостотин техни алелни форми (например HLA-B - 830) - виж таблицата. 3.7. Това са класически клас I гени. Друга група се формира от некласическите гени E, F, G, H (гени с ограничен полиморфизъм). Само класически клас I генни продукти участват в представянето на антиген към Т-лимфоцитите.
Таблица 3.7. Полиморфизми на ген на човешки левкоцитен антиген (HLA).

Краят на масата. 3.7

Клас	Локус	Брой алели, идентифицирани чрез ДНК типизиране
II	HLA-DRA	3
	HLA-DRB1	463
	HLA-DRB2-9	82
	HLA-DQA1	34
	HLA-DQB1	78
	HLA-DPA1	23
	HLA-DPB1	125
	HLA-DOA	12
	HLA-DOB	9
	HLA-DMA	4
	HLA-DMB	7
Обща сума		2478

MHC клас II гени също включват няколко варианта. Продуктите на гените DR (a и b), DP (a и b) и DQ (a и c), кодиращи съответните полипептидни вериги от молекули, са пряко включени в представянето на антигена. Във всички случаи гените на β-веригата се характеризират със значително по-висок полиморфизъм от гените на α-веригата. По-късното откриване на тези гени е свързано с трудности при идентифицирането на техните продукти: серумите на много раждали жени, използвани за откриване на МНС продукти, съдържат антитела срещу МНС молекули почти изключително от клас I. Те разкриват само алоантигенни варианти на HLA-DRB гена. Смесена култура от лимфоцити (т.е. Т-клетъчна реакция) се използва за определяне на клас II молекули, предоставяйки много по-малка възможност за откриване на тънкостите на антигенните разлики. Понастоящем антигените от двата класа се определят в полимеразната верижна реакция (т.е. определят се гените, а не техните продукти, както преди). Клас II включва няколко гена с ниско ниво на полиморфизъм, чиито продукти не представят антигена, но участват в неговата вътреклетъчна обработка - обработка (TAP, LMP гени) или допринасят за включването на антигенен пептид в MHC-II молекули (HLA-DM, HLA-DO) .
MHC клас III гени, както вече беше споменато, не участват в молекулите на хистосъвместимостта и тяхното представяне. Те кодират някои компоненти на комплемента, цитокини от фамилията тумор некротизиращ фактор и протеини на топлинен шок.
Структурата на мишия H-2 локус е подобна на тази на човешкия HLA локус, описан по-горе. Основната разлика се отнася до локализацията на гените от клас I (K и D), които са пространствено разделени при мишки, докато местоположението на гените от клас II (A, E) и III съответства на това в човешкия HLA локус.

MHC молекулите са полиморфни продукти на главния комплекс на хистосъвместимост класове I и II
Въпреки значителното сходство в общия план на структурата на МНС молекулите от класове I и II, те имат редица разлики. Схемата на доменната структура на тези молекули е показана на фиг. 3.29. Молекулите от двата типа се образуват от две полипептидни вериги, съдържащи 1-3 домена (Таблица 3.8). Всеки домен съдържа около 90 аминокиселинни остатъка. Молекулите на MHC класове I и II имат сходно молекулно тегло - около 60 kDa.

Ориз. 3.29. Схема на структурата на МНС молекулите

Таблица 3.8. Характеризиране на полипептидни вериги на HLA клас I и II молекули

Молекула	Име на веригата	на нея О ОТНОСНО на нея С о А	Извънклетъчен домейни	1 аз О. г 1 | F Z, 2? *^ти в г-н s n *	Номер С-С-вратовръзки	Брой остатъци в домейни
						1 аз ОТНОСНО з Е ч f w I 3 CQ Q	1 Ю С f S « « 3 и аз нейното sch N o.	аз* A n *^м О и 2 o? n S I Y I 2
HLA клас I	„1	45	ab ^ a3	Има	2	90-90-90	25	30
	v2-микро глоблин	12	v2-микро глобулин	Не	0	100	-	-
HLA клас II	А	33-35	ai, a2	Има	1	90-90	25	варира
	V	29	Пи, v2	Има	2	90-90	25	варира

В молекулите от клас I полипептидните вериги са много различни една от друга. Верига a се състои от три извънклетъчни домена, от които 3-тият (в съседство с мембраната) принадлежи към суперсемейството на имуноглобулините, а другите 2 имат различна структура, която ще разгледаме по-долу. a-Chain е закотвен в мембраната; освен трансмембранен, той има къс цитоплазмен участък (30 остатъка), който няма ензимна активност и не е свързан с ензими. β-веригата, наричана също Р2-микроглобулин, принадлежи към суперсемейството на имуноглобулините. Той е нековалентно свързан с α3 домейна на α веригата и няма трансмембранна област. p2-микроглобулинът се кодира от ген, разположен извън комплекса MHC (на хромозома 15). Описаната структура е характерна за човешки HLA-A, HLA-B и HLA-C молекули, както и за миши H-2K и H-2D молекули и MHC-I молекули на всички други животински видове.
MHC-II молекулите също имат същата структура за човешки HLA-DP, HLA-DQ, HLA-DR, както и миши H-2A и H-2E. Те включват 2 вериги с подобна структура - a и p. И двете вериги проникват през мембраната, имат 2 домена в извънклетъчната част и къс (12-15 остатъка) цитоплазмен регион. Домените a2 и p2, съседни на мембраната, принадлежат към суперсемейството на имуноглобулините, докато дисталните aj и Pj домени са структурно подобни на домените a1 и a2 на молекулите MHC-I.
По този начин всички МНС молекули общо съдържат 2 близки до мембраната домена на суперсемейството на имуноглобулините и 2 дистални домена с различна (подобна) структура. Дисталните домени в молекулите на МНС-I се образуват от една верига (а), докато в молекулите на МНС-II те се образуват от различни вериги (а и р). Именно тези дистални домени на МНС молекули свързват антигенния пептид и играят ключова роля в образуването на TCR лиганда.
Схематично структурата на антиген-свързващите кухини (или жлебове, пукнатини - от английски - жлеб) е показана на фиг. 3.30. Кухините имат дъно и стени. Дъното е плоска област, облицована с р-слоестата (N-терминална) част от домените на полипептидната верига, докато стените са образувани от С-крайните а-спирални части на домейните. В молекулите MHC-I цялата тази структура се формира от непрекъсната полипептидна верига от a1 и a2-домени на единична a-верига, докато в молекулите MHC-II кухината, свързваща пептида, се образува от домейни на две различни вериги (a1 - и Pj-домени на съответните вериги), съседни един на друг в областта на V-структурираното дъно на жлеба.
По-горе говорихме за изключително високия полиморфизъм на класическите МНС молекули от двата класа: има няколкостотин алелни варианта на гени и, следователно, техните протеинови продукти. Ако насложим местоположението на различни аминокиселинни остатъци върху схемата на МНС молекулите, се оказва, че, първо, те са разположени главно в дисталните домени (a1 и a2 - в MHC-I молекулите, a1 и Pj - в MHC- II молекули), второ, второ, те са свързани почти изключително със стените на антиген-свързващата кухина. В молекулите MHC-II променливостта преобладава в частта от стените, образувани от p домейна. По този начин тази кухина има стандартна организация, но в зависимост от MHC генотипа, фините детайли на нейната структура варират. Афинитетът на различни пептиди за свързване с антиген

Ориз. 3.30. Триизмерни модели на структурата на молекулите на главния комплекс на хистосъвместимост. Пространствени модели на молекулите на основния комплекс за хистосъвместимост, представени от различни ъгли (според Bjorkman et al, 1987)

празнината на МНС молекулите варира в широк диапазон. Афинитет от порядъка на 10-5 М се счита за доста висок.
Нека подчертаем едно много важно обстоятелство относно променливостта на ключовите молекули на имунната система. Изключително високо ниво на променливост е характерно както за антиген-разпознаващите структури (антитела, TCR), така и за МНС молекулите, участващи в изграждането на TCR лиганда, докато променливостта на МНС молекулите се появява на

нивото на човешките и животинските популации, докато във всеки отделен организъм не може да има повече от 2 варианта на молекули - продукти на алелни гени. Ако вземем предвид, че човек има 8 силно полиморфни MHC гени (A, B, C, както и p-гени DP, DQ и DR и a-гени DP и DQ), тогава броят на вариантите на MHC полипептидните вериги не може да надвишава 16.
Молекулите MHC-I и MHC-II присъстват на клетъчната повърхност, но се различават значително в тъканното разпределение. MHC-I молекулите присъстват в почти всички ядрени клетки на тялото и отсъстват в еритроцитите и клетките на вилосния трофобласт. Всяка клетка обикновено съдържа около 7000 MHC-I молекули. Плътността на тяхната експресия може да се промени под въздействието на различни фактори, по-специално цитокини. Молекулите MHC-II присъстват на повърхността на ограничен брой видове клетки. Те се експресират предимно върху APC - дендритни клетки, В-лимфоцити и активирани макрофаги. Съдържанието на молекули на повърхността на тези клетки варира значително. Една дендритна клетка обикновено съдържа около 100 000 MHC-II молекули. При определени условия (например при възпаление) те могат да се появят на повърхността на други активирани клетки - епителни, ендотелни и др. Класическият индуктор на MHC-II молекулите е IFNy. Характеристика на мембранните молекули на МНС е техният бърз обмен на клетъчната повърхност, което е особено характерно за МНС-I (времето за обновяване на молекулата е около 6 часа).
Специална група антиген-представящи молекули се образува от хомолози на MHC-I продукти - CD1 молекули (CD1a, CD1b, CD1c и CD1d), кодирани от пет полиморфни гена (CD1 A-D), локализирани при хората на хромозома 1. В тяхната структура, CD1 молекулите са подобни на MHC-I (хомоложността е 20-25%). Те имат подобна домейн структура (домейни aj, a2 и a3). CD1 - трансмембранни протеини, свързани с p2-микроглобулиновата молекула. Молекулното тегло на протеиновата част на CDl-комплекса е 33 kDa. Домените aj и a2 образуват антиген-свързваща кухина, затворена в двата края (както в молекулите MHC-I). Капацитетът му е малко по-голям, отколкото в молекулите MHC-I. CD1 свързва бактериални и автоложни липиди (диацилглицерол, миколова киселина и др.) и липопептиди. CD1d се различава от другите CD1 молекули по редица свойства. Тази молекула свързва автоложни гликолипиди. Неговият най-известен лиганд е а-галактозилцерамид. Молекулите CD1a, CD1b и CD1c се експресират на повърхността на дендритни клетки, моноцити и макрофаги, като CD1c служи като маркер за цялата популация от дендритни клетки при хората, а CD^ за Лангерхансовите клетки. CD1d се експресира в ниски количества върху дендритни клетки (с изключение на Langerhans клетки), моноцити и макрофаги.