血液与健康
HLA 是人类白细胞抗原中最重要的一类。与红细胞血型相比,对 HLA 发现和研究的时间较短。 1956 年 Snell 等将控制同种组织或肿瘤移植中急性排斥反应的基因称为主要组织相容性基因,其编码基因的产物包括 MHC-I 类和 MHC-II 类抗原。 HLA 是由 Dausset 在 1958 年首先发现。 HLA 抗原是人类主要组织相容性复合物抗原。它们与同种异体移植中的排斥反应有密切关系。 HLA 是由 HLA 基因复合体所编码的产物, HLA 复合体是人类中最复杂的基因复合体,其遗传主要特点是共显性复等位基因遗传,是调节人体免疫反应和异体移植排斥作用的一组基因,位于第 6 号染色体的短臂上。每个座位上的 HLA 基因均可编码一种特异性抗原,主要表达在细胞膜上,或以游离状态存在于血液和体液中。
HLA 抗原可根据不同基因位点的产物和它们的功能加以分类。目前研究较充分的有 HLA-A , B , C , D , DR , DQ 和 DP 七个位点。每个位点上均有很多等位基因,为共显性复等位基因。 HLA-A 、 B 、 C 座位上的基因编码的抗原成分称为 I 类抗原。 I 类抗原是一种膜糖蛋白,存在于所有有核细胞的膜上,以淋巴细胞上的密度最大。 II 类抗原是由 HLA-D 、 DR 、 DQ 、 DP 座位基因所编码的抗原。它是由两条糖基化的跨膜多肽链构成,分别称为 α 链和 β 链,其抗原特异性主要与 β 链有关;主要表达在 B 细胞、巨噬细胞和其他抗原递呈细胞上。
每个 HLA 位点含有两个等位基因,一个来自父亲,一个来自母亲。两个等位基因是相互独立的,既一个基因不能抑制另一个基因的表达。 HLA 位点具有众多的等位基因,造成 HLA 等位基因的极端多态性。
HLA 抗原与同种异体器官移植的排斥反应密切相关,故又被称为移植抗原。同种异体组织移植时,若供受体移植抗原不同,尤其是主要组织相容性抗原不匹配,将会诱发受体产生明显的移植排斥反应。这就需要应用 HLA 分型技术进行供受者之间的组织配型。 HLA 组织配型在 60 年代开始临床应用后,器官移植的存活率和器官移植的数目均明显增高。随着大量器官移植临床随访资料的逐渐积累分析,有关 HLA 配型在器官移植中的临床意义已逐渐统一了认识,并且对其机制和作用的认识也在不断深入: HLA- Ⅰ 类和 Ⅱ 类分子均是主要移植抗原,但这两类抗原在移植中所起的作用是不相同的。体外实验表明,供受体 Ⅱ 类分子不同时,供体 Ⅱ 类抗原能直接刺激受体 CD 4 + T 细胞增殖和淋巴因子分泌,即 MLR 。这一反应是免疫应答的中心,因为 B 细胞抗体的生成及 CD 8 + T 细胞发育和分化,都有赖于 CD 4 + T 细胞的活化以及淋巴因子的分泌。而 Ⅰ 类分子不同以及次要组织相容性抗原不同,就会诱发 CD 8 + T 细胞增殖和分化成熟,导致移植物的破坏。
HLA 分型技术经历了血清学技术和分子生物学技术等不同阶段,六十年代初期, HLA 的血清学研究拉开序幕。在 Snell 和 Dansset 等创建免疫遗传学组织相容性抗原系统,解决了识别 HLA 抗原的抗血清来源的基础上, 1963 年 Rood 和 Lecuwen 采用计算机方法分析抗血清中复杂的抗体成份,提出了等位基因的概念。 1964 年 Terasaki 发明了 HLA 微量淋巴细胞毒实验方法( Microlymphocytotoxicity test )及相应的组织配型板,并于 1970 年被美国国立卫生研究院( NIH )确定为国际通用标准技术。进入八十年代后期,分子生物学技术的迅速发展与成熟, 1990 年代初期, HLA 的研究进入了 DNA 分型研究阶段。 1990 年世界卫生组织( WHO )统一了 HLA 基因分型的命名以及与血清学分型的对应关系,并公布 HLA 核苷酸序列,为规范 HLA 分子生物学研究提供了科学的依据。 1991 年第 11 届国际组织相容性专题研讨会,对 HLA 血清学研究进行了总结。至此,经过近 30 年的国际合作研究, HLA 血清学研究大体告一段落,全面转入 DNA 分型研究。现在, HLA 的基因分型技术在不断发展,主要的技术包括 SBT 、 SSOP 和 SSP 等方法,并随着各种技术装备的更新换代,极大的提高了分型的准确程度和工作效率。 HLA 的基因分型技术常应用于器官移植和骨髓移植时供者和受者组织相容性的配型,以及 HLA 与某些疾病关联性、成分输血时 HLA 抗体所致的输血副作用等的研究; HLA 分型技术也成为亲子鉴定和犯罪法医学鉴定,以及遗传学方面研究人类进化的重要手段。
1973 年 Terasaki 等率先报道了 HLA-B27 抗原与强直性脊柱炎 (ankylosing spondylitis , AS) 的关联。在 AS 患者中, 80% ~ 96% 的患者具有 HLA-B27 抗原,而正常对照组人群中具有 B27 抗原者仅为 4% ~ 8% 。随后,许多国家的研究者证实了 HLA-B27 与 AS 的强关联关系。从此,引发了世界范围内对 HLA 抗原与相关疾病的广泛研究。目前, HLA 与某些疾病关联性已经成为研究热点,除 HLA-B27 与 AS 的关联外, 据不完全统计,迄今已研究了 500 余种疾病与 HLA 相关联,已经肯定有 50 多种疾病与 HLA 有密切相关。如:具有 HLA-A1 , B8 单倍型者,感染 HIV 病毒后可迅速发展为爱滋病。此外, HLA-DR2 与嗜眠症, HLA-B8 , DR3 与重症肌无力, HLA-DR2 , DR7 与多发性硬化症, HLA-B8 与疱疹皮肤病, HLA-DR3 , DR9 与胰岛素依赖性糖尿病等,均得到证实。此外, 多发性硬化症 (MS) 、系统性红斑狼疮 (SLE) 、类风湿性关节炎 (RA) 、重症肌无力 (MG) 等与 HLA 也存在一定的关联性。