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1、血型与输血技术,天津医科大学检验学院血液教研室 卢金海,HLA系统,在研究组织移植过程中发现，移植物赖以存活的基础由供者和受者细胞表面的抗原决定。这种引起移植物排斥反应的抗原称为移植抗原。亦称为组织相容性抗原（histocompatibility antigen)。,概述,根据其抗原的强弱和诱发排斥反应的程度，分为主要组织相容性抗原（major histocompatibility antigen）和次要组织相容性抗原（minor histocompatibility antigen），其中能引起快而强排斥应答的抗原系统称为组织相容性系统（ major histocompatibility s
2、ystem,MHS），编码MHS的基因群称为主要组织相容性复合体（ major histocompatibility complex,MHC）。 HLA抗原：是糖蛋白抗原。,概述,II类基因区,III类基因区,I类基因区,人类HLA复合体集中在第6号染色体短臂。,MHC的基因结构：,II类基因区,III类基因区,I类基因区,编码,编码,HLA-II类分子,HLA-I类分子,补体成分等,Nature,1999,401(28):922 6号染色体短臂21、31区 全长3,600Kb，占人基因组1/3000 224个基因座位，128个功能基因，96个假基因 40%功能基因具有免疫功能,MHC-I类基
3、因,经典(HLA-Ia):HLA-A,HLA-B,HLA-C,非经典(HLA-Ib):HLA-E,HLA-F,HLA-G,MHC-II类基因,经典：HLA-DP,HLA-DQ,HLA-DR,非经典： HLA-DO,HLA-DM,TAP1,TAP2; LMP2,LMP7,MHC-III类基因,血清补体成分编码基因炎症相关基因,连锁不平衡： 两个或两个以上基因座位的等位基因同时出现在一同一条染色体上的几率高于或低于随机出现频率的现象。 指单倍型基因呈非随机分布的现象，即某些基因总是经常在一起出现，其单倍型频率（实际检测数值）比理论数值（各种等位基因频率的乘积）要显著增高，而另一些基因又较少出现在一
4、起，这种非自由组合现象称为连锁不平衡,连锁不平衡现象的可能原因 某些单体型可能具有选择优势 群体迁移和混杂 基因随机漂移 近亲繁殖,单元型遗传： HLA的等位基因在同一条染色体上的特定组合称为单元型。在遗传过程中单元型作为一个完整遗传单位由亲代传给自子代的现象。 在遗传过程中，HLA复合体是以单元型作为一个完整的遗传单位由亲代传给子代的，称单元型遗传。亲子间有50%单元型相同；同胞间单元型完全相同或不同的机率为25%；一个单元型相同的为50%。,HLA的多态性 (polymorphism )： 指在一随机婚配的全体中，染色体同一基因座位有两种以上的基因型，即可能编码两种以上的产物。,产生机制,
5、复等位基因 ( multiple allele ),共显性 ( codominance),HLA-MHC 基因多态性,多态性的意义： （1）赋于种群适应多变环境的能力：抵御各种病原体的侵袭。 （2）调控机体免疫应答的能力：MHC控制机体对特定抗原是否应答以及应答的强度。 （3）个体的终身遗传标志：无亲缘个体间出现MHC型别完全相同的机率极低。 （4）寻找同种器官移植供体的依据：根据HLA配型结果筛选适宜供体，是寻找器官移植供体的唯一方法。,共显性遗传 每对等位基因所编码的抗原都表达于细胞膜上，无隐性基因，也无等位基因排斥现象。 复等位基因 在同一基因位点存在两个以上的基因。由于各个座位上等位基
6、因是随机组合的，故人群的基因型可达108。,1、 HLAI分子的结构,一、 HLAI类分子,肽结合区：与抗原肽结合部分，具有 多态性。,Ig样区：是TC细胞CD8分子对I类分子 识别结合的部位。 2m由15号染色体编码，起稳定分子构型作用。,跨膜区：将I类分子锚定在细胞膜上。,胞浆区：参与细胞内外跨膜信号的 传递。,链,2m,二、MHC分子的结构：MHC-I类分子,二、 HLA-类分子,1、 HLA-的结构,肽结合区：与抗原肽结合部 分， 具有多态性。,Ig样区：是TH细胞CD4分子识别结合的部位。,跨膜区： 将II类分子锚定在细 胞膜上。,胞浆区：参与细胞内外跨膜信号 的传递。,二、MHC分
7、子的结构：MHC-II类分子,两条多肽链,链：1和 2功能区,链：1和 2功能区,四个功能区,肽结合区： 1 和1组成,Ig样区： 2和2组成,跨膜区,胞浆区,MHC-I类分子表达于除成熟红细胞、滋养层细胞和神经细胞之外的各种有核细胞、血小板和网织红细胞表面。,MHC-II类分子主要表达于B细胞、树突状细胞、单核/巨噬细胞和活化的T细胞表面。,一、MHC分子的分布：,MHC-III类分子主要是一些存在于血清及其其他体液中的可溶性分子。,（3）约束免疫细胞间相互作用,（1）参与抗原加工和提呈，MHC和MHC不同,（2）参与免疫应答的遗传控制,HLA的功能：,（4）参与免疫细胞的分化,（一）参与加
8、工提呈抗原,抗原提呈细胞,T淋巴细胞,HLA,抗原肽,T细胞受体,抗原,（二）、参与T细胞限制性识别,抗原肽,HLA,T细胞受体,CD4/CD8(HLA-II/I类抗原识别受体),抗原提呈细胞,T细胞,（三）参与T细胞分化及自身耐受的建立,HLA,分化,免疫细胞,带自身抗原的 细胞,T,建立中枢性自身耐受,T,正常T细胞,自身反应性T细胞,（四）参与免疫应答的调节,调控HLA分子的表达水平,活化,活化,抗原提呈细胞,T淋巴细胞,两种抗原处理与递呈途径的比较,II类MHC分子递呈途径 I类MHC分子递呈途径,抗原的主要来源,蛋白处理酶,抗原处理细胞,MHC抗原肽结合部位,MHC分子,递呈对象,吞
9、噬的外来或自身抗原， 在循环的膜表面自身抗原,溶酶体中的溶酶体酶,专业APC,吞噬溶酶体,II类,CD4+T细胞,细胞内合成的自身抗原 或微生物抗原,胞浆中的蛋白酶体,所有的有核细胞,粗面内质网,I类,CD8+T细胞,HLA临床应用,HLA与器官 移植,HLA表达异常与疾病的关系,HLA与疾病的相关性,HLA亲子鉴定和法医学,HLA与输血,一、HLA与器官移植,进行组织器官移植时，往往因供受者之间的HLA型别不同而发生移植排斥反应，其排斥反应的强弱依次为：,无亲缘关系者,亲属,同胞,同卵孪生儿,HLA是决定移植手术是否成功的主要因素； 移植物的存活率和存活时间与供者和受者之间HLA匹配程度密切
10、相关； 肾移植中，重要性依次为HLA-DR、HLA-B、HLA-A； 人类HLA等位基因组合总数超过百万亿；,HLA与器官移植,HLA表达异 常与疾病的关系,HLA与疾病的相关性,HLA亲子鉴定和法医学,HLA与输血,HLA 与疾病关联研究热点据不完全统计 , 大约有 50 多种疾病与 HLA 密切相关 , 目前 HLA与疾病关联的研究热点主要集中在两方 面 : 一是 IDDM(I 型糖尿病 ) 与 DQ 的关联，另一热点是强直性脊椎炎 (ankihsing spongdility,AS) 与 HLA-B27 的关联 ,AS 患者90%95% 带有 B27 抗原 , 而正常人群 B27的基因频
11、率约为 0.034, 因此对于临床上怀疑为 AS 的患者检查 B27 抗原具有诊断价值 。,HLA异常表达与临床疾病,肿瘤细胞因缺乏HLA-I类抗原，所以细胞毒性T细胞（CTL）对肿瘤细胞不能识别和杀伤。,肿瘤细胞,细胞毒性T细胞,CD8,CTL,举例： 恶性肿瘤细胞 HLA-类分子表达减少或缺乏肿 瘤细胞逃逸免疫监视； 糖尿病异常表达HLA导致免疫细胞攻击胰岛细胞；,HLA与疾病的关联,如：90%以上的强直性脊柱炎患者带有HLA-B27抗原。,RR=1 时 , 无区别 ; RR4 时 , 相关较为肯定 ; RR1, 表示负相关 , 是一种保护而不是易感。,HLA与法医学,做个HLA亲子鉴定吧
12、？,HLA 与亲子鉴定和个体识别的关系 亲子鉴定的基本原理有以下两点 在肯定孩子的某个血型基因是来自生父 (biolog- cal father), 而假设父亲 (alleged father) 并不带有这个基因的情况下可以排除他是孩子的生 父。 在肯定孩子的某些血型基因是来自生父 , 而假设父亲也带有这些基因的情况下 , 不能 排除他是孩子的生父。这时我们 可以计算他是孩子生父的可能性究竟有多大。,HLA 是人类最具遗传多态性的血型系统 , 其表型数以亿计 , 除同卵双生子外 , 两个不同 个体问 HLA 全相合的概率极低 , 而且终生不变。因此 ,HLA 检测在法医学亲子鉴定和个体 识别方
13、面意义相当大 , 表现在 : 由于HLA 具有单倍型遗传的特点 , 每个子代均从其父母处得 到一条单倍型 , 因此可用于亲子鉴定 ; 如用分子生物学的检测方法 , 尚可对极少量的血痕进 行检测 , 在法医学上可用于凶犯或死者的身份鉴定。,通过检测 HLA-A,B 和 Rh,MN,P,ABO 共 5 个血型系统 , 可使系统总的排除率达到 97.37% 左右。但 HLA检测等不能鉴定陈旧、微量检材 , 鉴别能力有限 , 目前国际上一般采用在法医个体识别中起重要 作用的VNTR(vamble number tadem repeat) 和SFIR(short tandem repeat) 座位用于亲
14、子鉴定 。,HLA 与人类研究 关于种族起源的人类学研究可从历史、文化、语言、体质和基因等多方面进行 , 只有基因受环境影响的程度最低 , 因此研究价值较大。由于HLA 具有连锁不平衡的遗传特点 , 某些 基因或单倍型在不同种族或地区人群的频率分布存在明显的不同 , 故在人类学研究中可为 探讨人类的起源和民族的演变提供颇有价值的资料。,HLA 系统与输血 为了合理使用血液 , 现代输血提倡 “ 成分疗法 ”, 即对病人输入单一的血液成分。一些接受化疗、放疗的癌症患者或骨髓移植病人 , 也往往需要血小板或白细胞等血液制剂 , 为了达 到疗效 , 应在同胞或随机人群中选择 HLA完 全相合的献血员
15、 。目前 , 临床输血中的发热反应 , 大部分是 HLA抗体引起的 , 特别是多次输血病人 , 很容易产生 HLA 抗体 , 而在非溶血性输血 反应中 70% 左右是发热反应。,粒细胞血型,分布： 中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞。 分类： . HNA-1抗原：目前发现的唯一具有多态性的粒细胞抗原系统。 . HNA-2抗原：其中HNA-2 a具有临床意义。 .HNA-3抗原：其中HNA-a表达于淋巴细胞、血小板、内皮细胞、脾脏、肾脏、胎盘细胞，是粒细胞聚集因子，与输血相关性肺损伤相关。,1. 血清学方法： a.粒细胞凝集试验 b.单克隆抗体特异性粒细胞抗原捕获试验 c.粒细胞免疫荧光试验
16、 d.流式细胞术 2. DNA分型技术: PCR-RFLP、PCR-SSP等。,粒细胞抗原抗体检测方法,粒细胞抗体的临床应用,.新生儿同种免疫粒细胞减少症 2. 非溶血性发热性输血反应 3. 输血相关性肺损伤 4. 粒细胞输注无效 5. 自身免疫性粒细胞减少症,血小板血型系统,血小板固有抗原 HLA-类抗原：抗原性强 红细胞血型抗原：ABO,分类,HPA-1a, HPA-1b HPA-2a, HPA-2b HPA-3a, HPA-3b HPA-4a, HPA-4b HPA-5a, HPA-5b HPA-6a, HPA-6b HPA-15a, HPA-15b etc.,Zwa/b, PLA1/A2 Koa/b, Siba Baka/b, Leka Yuka/b, Pena/b Bra/
