Система гистосовместимости человека
Антилейкоцитарные антитела были впервые описаны в 1928 г., но детальное их изучение началось в 50-е годы. Первое сообщение о лейкоцитарном антигене сделал Dausset в 1958 г. Исследуя сыворотки пациентов, перенесших множественные гемотрансфузии, на основании реакции агглютинации он идентифицировал антиген, который обозначил «Мас». В 1962 г. van Rood опубликовал данные о первом антигене группы «Four», а в 1964 г. стало известно об антигенах серии «LA». Конец 60-х годов ознаменовался крупными открытиями, связанными с другой системой гистосовместимости. Система генов локуса HLA-C была открыта в 70-е годы. И, наконец, лишь в последнее время удалось определить генный комплекс, который менее связан с гистосовместимостью, чем со способностью организма к иммунному ответу. Общепринятая номенклатура предусматривает указание на сублокус системы HLA и порядковый номер антигена. Еще не вполне идентифицированные признаки обозначают символом w (workshop). До принятия официального протокола антигенам присваивают шифр первооткрывателя. Продукты генов локусов А, В и С относят к антигенам I класса, локуса D - к антигенам II класса.
Генетика. Антигены системы HLA детерминированы несколькими сублокусами. С помощью, серологических методов первоначально были открыты антигены трех сублокусов: А (ранее LA), В (Four) и С (AJ). В сублокусе А известны 22 аллеля, в В - 46 и в С-локусе - 8. Сублокус D был обнаружен при типировании с помощью смешанной культуры лимфоцитов (MLC). В нем идентифицировано 19 разных специфичностей. Для открытых лишь в последние годы антигенов, специфичных к В-клеткам, выбрано обозначение DR, так как еще не решен вопрос, идет ли речь о специфичностях отдельного локуса, расположенного на хромосоме близко к D-сублокусу, или об антигенах самого D-сублокуса. Так как структура этих определяемых с помощью лимфоцитов продуктов гена еще точно не установлена, введено обозначение Dw.
D-область, по всей вероятности, представляет собой генный комплекс. Дополнительно к уже известным были идентифицированы еще два сублокуса.
DR: признаки, контролируемые генами сублокуса DR, проявляют гомологию с антигенами локуса 1-Е/С мыши. В настоящее время известны 18 специфичностей (DR 1-5, DR 6-16, DR 52 и 53).
DQ: первая из открытых специфичностей (DQw-1) была идентифицирована на основании неравновесного сцепления с DR1, 2 и 6.
До сих пор описаны три специфичности (DQwl-3), что не исключает дальнейших открытий.
DQ-система имеет особое значение для генеза Т-клеток, обладающих цитотоксичностью.
DP: генетическая структура DP, которая также контролирует синтез В-клеточных антигенов, была изучена с помощью методов типирования с использованием примированных (первично стимулированных в MLC) лимфоцитов.
Структура D-антигенов еще детально не изучена. Идентифицировано 14 специфичностей.
Система HLA обладает выраженным полиморфизмом. Тип наследования - аутосомно-доминантный, передача признаков по наследству соответствует законам Менделя. На клеточной мембране индивидуума присутствуют продукты генов всех сублокусов. Сумма специфичностей, контролируемых всеми сублокусами одной хромосомы (А, В, С, D), образует гаплотип. Каждый индивидуум получает два таких гаплотипа - один от отца, другой от матери. Таким образом, антигены HLA наследуются гаплотипами.
Поскольку каждый человек наследует по одному аллелю каждого сублокуса от отца и матери, то его клеточный фенотип включает по два антигена из каждой серии. В случае выявления этих пар антигенов результаты типирования называют «full hous» («полный дом»). В других ситуациях идентифицировать антигены невозможно, либо родители несут идентичные признаки. Окончательный вывод можно сделать при анализе гаплотипов родственных лиц. Между родителями и детьми обычно предполагают различие по одному гаплотипу. Антигены братьев и сестер (сиблинги) могут быть идентичными или отличаться по одному либо обоим гаплотипам. Несмотря на сложность структуры системы HLA, указанные сублокусы расположены на коротком сегменте 6-й хромосомы. Расстояние между отдельными локусами было определено на основании анализа частоты кроссинговера. В целом МНС-комплекс простирается не свыше 3сМ, что соответствует около 6000 kbp. Внутри генного комплекса HLA-системы находятся области, которые детерминируют антигены на В-лимфоцитах (и моноцитах). В-клеточные антигены тесно взаимосвязаны с D-локусом. Их идентификация повышает шансы успешного типирования тканей и способствует совершенствованию знаний об ассоциации ГКГ с заболеваниями человека. Гены, контролирующие синтез С2-компонента комплемента и фактора В пропердина, несколько выходят за пределы локуса D. Участок генов для С4, С8 (вероятно, также С6), как и для антигенов групп крови Chido (Ch) и Rodgers (Rg), очевидно, находится внутри области HLA. Следует отметить некоторую отдаленность друг от друга генных участков для ферментов PGM3 (фосфоглюкомутазы) и PG5 (мочевого пепсиногена); они служат в качестве маркеров для D- или А-концов области HLA. Не случаен тот факт, что структуры, контролирующие синтез целого ряда компонентов комплемента, локализованы вблизи генов, непосредственно ответственных за иммунный ответ. Принимая во внимание бесчисленные варианты кроссинговера, можно ожидать, что определенные антигены (SD) могут у неродственных лиц проявлять разные свойства в MLC. Поэтому неудивительно, что лимфоциты примерно 90 % всех идентичных (по антигенам I класса) неродственных лиц вызывали стимуляцию в MLC. Установлено, что в 10 (5-30) % случаев идентичность антигенов I и II классов обусловлена сцеплением генов, контролирующих синтез этих специфичностей. Особо тесная связь существует между D-генами и В-локусом.
Феномен неравновесного сцепления наблюдают в тех случаях, когда признаки контролируются аллельными генами. Отклонение от ожидаемой (теоретически вычисленной) частоты определенных комбинаций генов служит мерой оценки этого явления (показатель А). Неравновесное сцепление генов особенно характерно для HLA-комплекса. Причина этого феномена связана с эволюцией, в частности с процессом сохранения важных комбинаций генов (селекционная теория). Наряду с этим определенное влияние оказывают такие факторы, как миграция популяций и генный дрейф.
Иммунология. Особенность HLA-системы состоит в том, что только часть антигенов можно идентифицировать с помощью серологических методов (SD). Другие антигенные структуры определяют с помощью лимфоцитов (LD) в реакции MLC. Между тем целый ряд D-признаков удалось идентифицировать на основе гуморальных факторов. Как правило, идентификацию D-антигенов осуществляют с помощью методов клеточной иммунологии, либо при использовании гомозиготных лимфоцитов в MLC (НТС, типирование гомозиготных клеток), либо примированных лимфоцитов (PLT). Еще точно не установленная структура антигенов получила обозначение Dw. На основании Dw-признаков могут быть в дальнейшем дифференцированы те индивидуумы, которые оказались идентичными по DR- и DQ-специфичностям. Все это указывает на наличие комплекса антигенов II класса.
Процесс типирования по лейкоцитарным антигенам осложняется перекрестными реакциями между отдельными антигенами. Еще неизвестно, можно ли с помощью специфических антисывороток идентифицировать все антигены, детерминированные генами одного аллеля.
По современным научным представлениям, продукты одного аллельного гена заключены в особых HLA-молекулах. Каждая. из них является носителем множества антигенных детерминант, одни из которых в значительной мере (или абсолютно) специфичны для этого аллеля, а другие представляют собой признаки, общие для HLA-системы. Этот факт объясняет перекрестные реакции между продуктами разных аллельных генов и дает основание предполагать, что аллели появились в результате мутации первичного гена. По аналогии с этим антиген группы крови А рассматривают в качестве общей специфичности, а антигены А1 и А2 - как частные факторы, однако этот вопрос требует дальнейшего изучения.
В практике типирования тканей существуют понятия об «узких» и «широких» антигенных специфичностях. Если реакция клеток с антисывороткой А была положительной и при этом они реагировали также с антисывороткой В (но не в обратном порядке), то первая выявляет «узкий» антиген (сплит), который как бы входит в состав более «широкой» специфичности. Так удалось доказать, что В12 - составная часть Bw6 и ее можно расщепить на две более узкие специфичности, которые передаются по наследству либо с Bw4 (DRw52), либо с Bw6 (DRw53). «Узкий» антиген может появиться в результате-мутации.
Такие перекрестные реакции имеют практическое значение: иммуногенность трансплантационного антигена выражена значительно ниже, если лимфоциты реципиента несут перекрестно реагирующий антиген. С этих позиций можно объяснить удовлетворительные результаты трансплантации при низкой степени гистосовместимости.
Значение HLA-системы для трансплантации. Вопрос о том, насколько типирование предопределяет успех трансплантации, остается довольно спорным. При этом следует иметь в виду две ситуации:
- пересадку между родственными лицами (в этом случае орган трансплантируют от здорового человека);
- пересадку от неродственных лиц (трансплантация трупного органа).
Учитывая законы наследования, проводят анализ гаплотипов у членов семьи. Так определяют группу лиц, обладающих общим гаплотипом, а также по возможности сходным генотипом. Результаты этого подбора имеют прогностическое значение.
Пересадка между однояйцовыми близнецами фактически соответствует аутотрансплантации. Ее исход определяется исключительно неиммунными факторами. В данной ситуации, как ни в одной другой, четко проявляется зависимость срока выживаемости от совместимости по HLA-антигенам. В клинической практике известны случаи как отторжения органа от HLA-идентичного донора, так и длительного приживления трансплантата от донора, несовместимого с реципиентом по Н-антигенам. Ряд авторов провели сравнительный анализ результатов трансплантации в зависимости от степени совместимости по антигенам классов I и II. О необходимости подбора донора по антигенам, контролируемым А- и В-сублокусами системы HLA, свидетельствуют многочисленные данные. В-сублокус, по-видимому, имеет большее значение, чем А-сублокус, С-локус контролируют слабые антигены.
Определенные расхождения, выявленные при анализе ожидаемых и фактических результатов трансплантации между родственными и неродственными лицами, могут быть обусловлены следующими причинами.
1. Для успеха трансплантации решающее значение имеют антигены, которые идентифицируют в MLC в отличие от SD-антигенов. Установлено, что положительные результаты пересадок между родственными лицами объясняются совместимостью именно по антигенам, выявляемым в MLC.
2. Большинство до сих пор идентифицированных HLA-антигенов относятся к общим специфичностям. Более иммуногенные при трансплантации частные антигены еще недостаточно изучены, поэтому можно лишь условно делать вывод об идентичности донора и реципиента.
Антигены III класса МНС. Речь идет о МНС-структурах в более узком смысле. Этот комплекс обозначают как комплотип, он включает локусы, контролирующие синтез следующих факторов:
-В (F и S);
- С2 (А, В и С);
- С4А и С4В с их аллелями.
Наиболее часто комплотип представлен SC31 в сочетании (около 40 %) с B7/DR2.
Факторы, влияющие на реакции трансплантационного иммунитета. Антигенам системы АВО наряду с HLA придают особое значение при трансплантации.
Причина состоит, в частности, в том, что антигены А и В присутствуют не только на эритроцитах, но и на других типах клеток (вероятно, за исключением головного и спинного мозга). Кроме того, в норме в организме вырабатываются и циркулируют изогемагглютинины. Различия по группам могут обусловить реакцию ускоренного отторжения трансплантата «second set».
Среди антигенов других систем групп крови можно назвать факторы Р и Lewis.
Sex-антигены (Н-Y) также влияют на исход трансплантации. В клинике это было продемонстрировано на примере пересадки костного мозга мужчине-реципиенту от женщины-донора. Антигены этой мультиаллельной системы обнаруживают на моноцитах и клетках эндотелия, чем объясняют сосудистые нарушения при Н-Y-несовместимости. Соответствующие антитела были определены у лиц после повторных гемотрансфузий и у реципиентов с трансплантатом почки.
Определенная роль при трансплантации принадлежит органе- и тканеспецифическим антителам. При условии сенсибилизации организма они могут принимать участие в иммуноагрессии против собственных тканей. Так, были идентифицированы васкулярные эндотелиальные клетки, которые после иммунизации приводят к отложению комплекса антител и комплемента. Этот VEC-Ar определяют с помощью ксеногенных антисывороток, антитела которых реагируют с культурой эндотелиальных клеток пуповины. Аналогичный антиген присутствует на моноцитах. Оба антигена были объединены в ЕМ-систему, в которой идентифицировано 8 различных специфичностей..
Гемопоэтическая система гистосовместимости (Hh) играет особую роль при пересадке костного мозга. Антиген определяется на стволовых, а также на опухолевых клетках лимфомиелоидных линий. Rh-Ar обычно не влияет на исход трансплантации. Исключение составляет пересадка кроветворной ткани.
Читать далее Методы оценки гистосовместимости
Генетика. Антигены системы HLA детерминированы несколькими сублокусами. С помощью, серологических методов первоначально были открыты антигены трех сублокусов: А (ранее LA), В (Four) и С (AJ). В сублокусе А известны 22 аллеля, в В - 46 и в С-локусе - 8. Сублокус D был обнаружен при типировании с помощью смешанной культуры лимфоцитов (MLC). В нем идентифицировано 19 разных специфичностей. Для открытых лишь в последние годы антигенов, специфичных к В-клеткам, выбрано обозначение DR, так как еще не решен вопрос, идет ли речь о специфичностях отдельного локуса, расположенного на хромосоме близко к D-сублокусу, или об антигенах самого D-сублокуса. Так как структура этих определяемых с помощью лимфоцитов продуктов гена еще точно не установлена, введено обозначение Dw.
D-область, по всей вероятности, представляет собой генный комплекс. Дополнительно к уже известным были идентифицированы еще два сублокуса.
DR: признаки, контролируемые генами сублокуса DR, проявляют гомологию с антигенами локуса 1-Е/С мыши. В настоящее время известны 18 специфичностей (DR 1-5, DR 6-16, DR 52 и 53).
DQ: первая из открытых специфичностей (DQw-1) была идентифицирована на основании неравновесного сцепления с DR1, 2 и 6.
До сих пор описаны три специфичности (DQwl-3), что не исключает дальнейших открытий.
DQ-система имеет особое значение для генеза Т-клеток, обладающих цитотоксичностью.
DP: генетическая структура DP, которая также контролирует синтез В-клеточных антигенов, была изучена с помощью методов типирования с использованием примированных (первично стимулированных в MLC) лимфоцитов.
Структура D-антигенов еще детально не изучена. Идентифицировано 14 специфичностей.
Система HLA обладает выраженным полиморфизмом. Тип наследования - аутосомно-доминантный, передача признаков по наследству соответствует законам Менделя. На клеточной мембране индивидуума присутствуют продукты генов всех сублокусов. Сумма специфичностей, контролируемых всеми сублокусами одной хромосомы (А, В, С, D), образует гаплотип. Каждый индивидуум получает два таких гаплотипа - один от отца, другой от матери. Таким образом, антигены HLA наследуются гаплотипами.
Поскольку каждый человек наследует по одному аллелю каждого сублокуса от отца и матери, то его клеточный фенотип включает по два антигена из каждой серии. В случае выявления этих пар антигенов результаты типирования называют «full hous» («полный дом»). В других ситуациях идентифицировать антигены невозможно, либо родители несут идентичные признаки. Окончательный вывод можно сделать при анализе гаплотипов родственных лиц. Между родителями и детьми обычно предполагают различие по одному гаплотипу. Антигены братьев и сестер (сиблинги) могут быть идентичными или отличаться по одному либо обоим гаплотипам. Несмотря на сложность структуры системы HLA, указанные сублокусы расположены на коротком сегменте 6-й хромосомы. Расстояние между отдельными локусами было определено на основании анализа частоты кроссинговера. В целом МНС-комплекс простирается не свыше 3сМ, что соответствует около 6000 kbp. Внутри генного комплекса HLA-системы находятся области, которые детерминируют антигены на В-лимфоцитах (и моноцитах). В-клеточные антигены тесно взаимосвязаны с D-локусом. Их идентификация повышает шансы успешного типирования тканей и способствует совершенствованию знаний об ассоциации ГКГ с заболеваниями человека. Гены, контролирующие синтез С2-компонента комплемента и фактора В пропердина, несколько выходят за пределы локуса D. Участок генов для С4, С8 (вероятно, также С6), как и для антигенов групп крови Chido (Ch) и Rodgers (Rg), очевидно, находится внутри области HLA. Следует отметить некоторую отдаленность друг от друга генных участков для ферментов PGM3 (фосфоглюкомутазы) и PG5 (мочевого пепсиногена); они служат в качестве маркеров для D- или А-концов области HLA. Не случаен тот факт, что структуры, контролирующие синтез целого ряда компонентов комплемента, локализованы вблизи генов, непосредственно ответственных за иммунный ответ. Принимая во внимание бесчисленные варианты кроссинговера, можно ожидать, что определенные антигены (SD) могут у неродственных лиц проявлять разные свойства в MLC. Поэтому неудивительно, что лимфоциты примерно 90 % всех идентичных (по антигенам I класса) неродственных лиц вызывали стимуляцию в MLC. Установлено, что в 10 (5-30) % случаев идентичность антигенов I и II классов обусловлена сцеплением генов, контролирующих синтез этих специфичностей. Особо тесная связь существует между D-генами и В-локусом.
Феномен неравновесного сцепления наблюдают в тех случаях, когда признаки контролируются аллельными генами. Отклонение от ожидаемой (теоретически вычисленной) частоты определенных комбинаций генов служит мерой оценки этого явления (показатель А). Неравновесное сцепление генов особенно характерно для HLA-комплекса. Причина этого феномена связана с эволюцией, в частности с процессом сохранения важных комбинаций генов (селекционная теория). Наряду с этим определенное влияние оказывают такие факторы, как миграция популяций и генный дрейф.
Иммунология. Особенность HLA-системы состоит в том, что только часть антигенов можно идентифицировать с помощью серологических методов (SD). Другие антигенные структуры определяют с помощью лимфоцитов (LD) в реакции MLC. Между тем целый ряд D-признаков удалось идентифицировать на основе гуморальных факторов. Как правило, идентификацию D-антигенов осуществляют с помощью методов клеточной иммунологии, либо при использовании гомозиготных лимфоцитов в MLC (НТС, типирование гомозиготных клеток), либо примированных лимфоцитов (PLT). Еще точно не установленная структура антигенов получила обозначение Dw. На основании Dw-признаков могут быть в дальнейшем дифференцированы те индивидуумы, которые оказались идентичными по DR- и DQ-специфичностям. Все это указывает на наличие комплекса антигенов II класса.
Процесс типирования по лейкоцитарным антигенам осложняется перекрестными реакциями между отдельными антигенами. Еще неизвестно, можно ли с помощью специфических антисывороток идентифицировать все антигены, детерминированные генами одного аллеля.
По современным научным представлениям, продукты одного аллельного гена заключены в особых HLA-молекулах. Каждая. из них является носителем множества антигенных детерминант, одни из которых в значительной мере (или абсолютно) специфичны для этого аллеля, а другие представляют собой признаки, общие для HLA-системы. Этот факт объясняет перекрестные реакции между продуктами разных аллельных генов и дает основание предполагать, что аллели появились в результате мутации первичного гена. По аналогии с этим антиген группы крови А рассматривают в качестве общей специфичности, а антигены А1 и А2 - как частные факторы, однако этот вопрос требует дальнейшего изучения.
В практике типирования тканей существуют понятия об «узких» и «широких» антигенных специфичностях. Если реакция клеток с антисывороткой А была положительной и при этом они реагировали также с антисывороткой В (но не в обратном порядке), то первая выявляет «узкий» антиген (сплит), который как бы входит в состав более «широкой» специфичности. Так удалось доказать, что В12 - составная часть Bw6 и ее можно расщепить на две более узкие специфичности, которые передаются по наследству либо с Bw4 (DRw52), либо с Bw6 (DRw53). «Узкий» антиген может появиться в результате-мутации.
Такие перекрестные реакции имеют практическое значение: иммуногенность трансплантационного антигена выражена значительно ниже, если лимфоциты реципиента несут перекрестно реагирующий антиген. С этих позиций можно объяснить удовлетворительные результаты трансплантации при низкой степени гистосовместимости.
Значение HLA-системы для трансплантации. Вопрос о том, насколько типирование предопределяет успех трансплантации, остается довольно спорным. При этом следует иметь в виду две ситуации:
- пересадку между родственными лицами (в этом случае орган трансплантируют от здорового человека);
- пересадку от неродственных лиц (трансплантация трупного органа).
Учитывая законы наследования, проводят анализ гаплотипов у членов семьи. Так определяют группу лиц, обладающих общим гаплотипом, а также по возможности сходным генотипом. Результаты этого подбора имеют прогностическое значение.
Пересадка между однояйцовыми близнецами фактически соответствует аутотрансплантации. Ее исход определяется исключительно неиммунными факторами. В данной ситуации, как ни в одной другой, четко проявляется зависимость срока выживаемости от совместимости по HLA-антигенам. В клинической практике известны случаи как отторжения органа от HLA-идентичного донора, так и длительного приживления трансплантата от донора, несовместимого с реципиентом по Н-антигенам. Ряд авторов провели сравнительный анализ результатов трансплантации в зависимости от степени совместимости по антигенам классов I и II. О необходимости подбора донора по антигенам, контролируемым А- и В-сублокусами системы HLA, свидетельствуют многочисленные данные. В-сублокус, по-видимому, имеет большее значение, чем А-сублокус, С-локус контролируют слабые антигены.
Определенные расхождения, выявленные при анализе ожидаемых и фактических результатов трансплантации между родственными и неродственными лицами, могут быть обусловлены следующими причинами.
1. Для успеха трансплантации решающее значение имеют антигены, которые идентифицируют в MLC в отличие от SD-антигенов. Установлено, что положительные результаты пересадок между родственными лицами объясняются совместимостью именно по антигенам, выявляемым в MLC.
2. Большинство до сих пор идентифицированных HLA-антигенов относятся к общим специфичностям. Более иммуногенные при трансплантации частные антигены еще недостаточно изучены, поэтому можно лишь условно делать вывод об идентичности донора и реципиента.
Антигены III класса МНС. Речь идет о МНС-структурах в более узком смысле. Этот комплекс обозначают как комплотип, он включает локусы, контролирующие синтез следующих факторов:
-В (F и S);
- С2 (А, В и С);
- С4А и С4В с их аллелями.
Наиболее часто комплотип представлен SC31 в сочетании (около 40 %) с B7/DR2.
Факторы, влияющие на реакции трансплантационного иммунитета. Антигенам системы АВО наряду с HLA придают особое значение при трансплантации.
Причина состоит, в частности, в том, что антигены А и В присутствуют не только на эритроцитах, но и на других типах клеток (вероятно, за исключением головного и спинного мозга). Кроме того, в норме в организме вырабатываются и циркулируют изогемагглютинины. Различия по группам могут обусловить реакцию ускоренного отторжения трансплантата «second set».
Среди антигенов других систем групп крови можно назвать факторы Р и Lewis.
Sex-антигены (Н-Y) также влияют на исход трансплантации. В клинике это было продемонстрировано на примере пересадки костного мозга мужчине-реципиенту от женщины-донора. Антигены этой мультиаллельной системы обнаруживают на моноцитах и клетках эндотелия, чем объясняют сосудистые нарушения при Н-Y-несовместимости. Соответствующие антитела были определены у лиц после повторных гемотрансфузий и у реципиентов с трансплантатом почки.
Определенная роль при трансплантации принадлежит органе- и тканеспецифическим антителам. При условии сенсибилизации организма они могут принимать участие в иммуноагрессии против собственных тканей. Так, были идентифицированы васкулярные эндотелиальные клетки, которые после иммунизации приводят к отложению комплекса антител и комплемента. Этот VEC-Ar определяют с помощью ксеногенных антисывороток, антитела которых реагируют с культурой эндотелиальных клеток пуповины. Аналогичный антиген присутствует на моноцитах. Оба антигена были объединены в ЕМ-систему, в которой идентифицировано 8 различных специфичностей..
Гемопоэтическая система гистосовместимости (Hh) играет особую роль при пересадке костного мозга. Антиген определяется на стволовых, а также на опухолевых клетках лимфомиелоидных линий. Rh-Ar обычно не влияет на исход трансплантации. Исключение составляет пересадка кроветворной ткани.
Читать далее Методы оценки гистосовместимости