人類白細胞抗原

人類白細胞抗原

人類的主要組織相容性複合體
人類白細胞抗原(HLA)是一群存在于細胞表面的糖蛋白分子,曾認為引起器官移植排斥反應的主要抗原。檢測HLA有助于對某些疾病的診斷、分型,可采用血清法測定A、B、C位點抗原,以混合淋巴細胞培養法測定D、DR抗原。[1]
  • 中文名:人類白細胞抗原
  • 外文名:human leukocyte antigen
  • 别名:
  • 簡稱:HLA
  • 基因群:稱為主要組織相容性複合體

基本介紹

在組織或器官移植中,供者與受者之間相容(不排斥)還是不相容(排斥)都是由它們組織特異性所決定的。這種代表個體特異性的組織抗原稱組織相容性抗原,一套這樣的抗原系統稱主要組織相容性系統。編碼MHS的基因群稱為主要組織相容性複合體,即指某一染色體上一群緊密連鎖的基因群。

人的MHC就稱HLA,HLA作為抗原研究時,稱HLA抗原系統;HLA作為基因研究時稱HLA複合體,它位于第6号染色體短臂上6p21.3,全長4000kb。它是為200個以上基因座位組成的基因複合體;是迄今已知基因中等位基因多态性最高的基因複合體;其多态性與疾病的遺傳易感性有明顯關系。HLA包括有I類II類和III類基因部分。

HLAI類和II類基因所表達的抗原位于細胞膜上,為MHC-I(A、B、C位點編碼)和MHC-II(D區編碼),I類幾乎分布于身體全部細胞表面,II類主要是定位于巨噬細胞和B淋巴細胞表面的糖蛋白。

醫學價值

在進行移植手術時人類白細胞抗原決定組織相容性。貢獻者和接受者的人類白細胞抗原越相似,排異反應就越小。隻有同卵雙胞胎或者克隆(Clone,複制)的人類白細胞抗原是完全一樣的。此外許多疾病與一定的人類白細胞抗原相關聯,因此它們對于一定疾病的可能性有關。

1、HLA與器官移植

HLA的研究原初是在器官移植研究推動下開展起來的。故此,HLA又稱移植抗原。臨床實踐表明,同種異體移植(除同卵雙生子外)的排斥應是成功率的最大障礙。在遺傳學中,MHC是作為一個單位孟德爾式傳遞的。因此,同胞之間可有HLA相同、半相同和不同3種情況。實踐證明,HLA相同的同胞供者的腎移植,90%以上效果良好;單體型不同的供者,效果明顯下降;兩單型皆不同者則很少存活。HLA本質和功能的揭示,為移植配型提供了重要的理論依據。可以說,器官移植是當代醫學一項重要成就。

2、作為某些疾病的遺傳标志

1972年Russel第一個報告銀屑病(牛皮癬)患者攜帶HLA-B13或HLA-B17。此後陸續發現大量其它疾病與特定的HLA相關,其中,HLA-B27抗原見于大約90%的強直性脊椎炎病人,以至使HLA分型具有了診斷價值,甚至,能較早地證實疾病亞型之間的臨床區别,例如,尋常銀屑病與HLA相關,而膿疱性銀屑病則不然;青少年性胰島素依賴型糖尿病與HLA-B8、HLA-Bw15和HLA-B18相關,而晚期發作型糖尿病并無這種相關。

因此,特定類型的HLA便成為某些疾病的遺傳标志。例如,常染色體隐性遺傳的腎上腺皮質增生症是由于21-羟化酶缺乏。應用HLA抗原多态性作群體關聯分析和家系連鎖分析,發現有兩個羟化酶位點(21-OHA和21-OHB)與HLA-B、DR緊密連鎖。依此,可用HLA作出産前診斷。在優生學中,可以根據現有資料,對某些疾病推算出孩子患病的相對風險率。另一方面,關于HLA與長壽的關系,亦形成一個研究熱點。

疾病相關

HLA-B27:僵直性脊椎炎

HLA-B51:貝賽特氏症

有關事件

近期有研究表明異基因造血幹細胞移植(allo-HSCT)患者體内存在抗供者特異性抗體,尤其是抗人類白細胞抗原抗體。抗人類白細胞抗原是影響造血幹細胞移植物植入、造血重建時間延緩和存活最重要因素之一,特别是抗供者特異性抗人類白細胞抗原抗體(DSHA)與供受者抗人類白細胞抗原錯配異基因造血幹細胞移植失敗密切相關,導緻患者生存率顯着下降。

抗抗人類白細胞抗原抗體的産生與輸血、妊娠、異基因移植史和感染有關。由于抗人類白細胞抗原基因的高度多态性,即使抗人類白細胞抗原-A、B、C、DRB1、DQB1高分辨基因分型全相合的供受者移植,也可因具有共同抗原表位交叉反應而産生抗抗人類白細胞抗原抗體,以及由于抗人類白細胞抗原-DPB1位點錯配而産生抗抗人類白細胞抗原-DP抗體。

因此,抗抗人類白細胞抗原抗體檢測應成為臨床HSCT前篩選供者、評價預後的重要指标。抗抗人類白細胞抗原抗體陽性患者移植前應積極進行降低抗體滴度的預處理治療,從而提高移植成功率,改善患者預後。下面就近年在異基因造血幹細胞移植領域有關抗抗人類白細胞抗原抗體的研究進展為大家介紹。

一。抗抗人類白細胞抗原抗體産生的原因、種類及其檢測方法

抗抗人類白細胞抗原抗體産生可以有多種原因,已有研究明确闡述了抗抗人類白細胞抗原抗體在輸血醫學領域的作用,患者體内存在的抗抗人類白細胞抗原抗體是血小闆輸注無效的主要原因之一。

另一方面,血制品中存在的抗抗人類白細胞抗原抗體是輸血相關性肺損傷的主要原因。按照不同的分類标準,抗抗人類白細胞抗原抗體可有多種類型:抗人類白細胞抗原-Ⅰ類抗體、抗人類白細胞抗原-Ⅱ類抗體;IgG、IgM、DSHA、非DSHA(NDSHA)等。

抗抗人類白細胞抗原抗體在實體器官移植,尤其是腎移植中的作用已十分明确,移植受者體内存在的DSHA參與超急性或急性排斥反應的發生,從而導緻移植失敗發生。在腎移植中已有研究報道主要組織相容性複合物Ⅰ類相關鍊A抗體(MICA抗體)參與排斥反應的病理變化過程。

在HSCT中,非抗抗人類白細胞抗原抗體,如MICA抗體的具體作用目前還不清楚,但其作用也不能輕易忽視,因為機體中與抗體發生作用的抗原不一定就是抗人類白細胞抗原抗原。抗抗人類白細胞抗原抗體的檢測方法大緻有以下四種:補體依賴微量淋巴細胞毒實驗(CDC)、流式細胞交叉配型技術(Flow-XM)、酶聯免疫吸附實驗(ELISA)、免疫磁珠液相芯片技術(Luminex)。不同檢測方法之間比較見表1.

二。移植前抗抗人類白細胞抗原抗體陽性對異基因造血幹細胞移植的影響

1.非血緣allo-HSCT:

現有很多研究證實無關供者HSCT抗人類白細胞抗原基因分型的匹配度和分辨水平對臨床預後有很大影響。近期美國國家骨髓庫(NMDP)的研究數據顯示:在無關供者HSCT中,大于50%的供、受者至少存在抗人類白細胞抗原-A、B、C、DRB1等1個位點的錯配,而且大約88%的無關供、受者有DP位點的錯配。

Spellman等回顧性研究移植前受者血清中預存DSHA陽性對無關供者HSCT的影響,發現移植前受者血清中DSHA陽性是移植失敗的危險因素,DSHA陽性受者移植後更容易發生移植失敗:移植失敗組患者血清DSHA陽性率(24%)遠高于移植成功組患者(1%),兩者比較差異具有統計學意義(P<0.01)。

Ciurea等發現在無關供者抗人類白細胞抗原全相合移植中,抗抗人類白細胞抗原-DP抗體與移植失敗相關:抗抗人類白細胞抗原-DP抗體陽性患者的移植失敗發生率為38.0%,高于抗抗人類白細胞抗原-DP抗體陰性患者(2.7%)(P=0.0014)。因此,可以認為抗抗人類白細胞抗原抗體應成為移植前患者,尤其是抗人類白細胞抗原不相合移植患者的常規檢查項目,應成為評價篩選臨床供者的重要指标。

2.臍血幹細胞移植(CBSCT):

Stavropoulos-Giokas等認為CBSCT有很多優點,如提高移植的可行性、降低移植物抗宿主病(GVHD)的發生率、免疫重建較好等。但是由于CBSCT抗人類白細胞抗原不相合程度較大,其DSHA的檢測則更有意義。

Takanashi等早期研究認為,除非患者體内存在DSHA,否則NDSHA陽性不應該成為限制CBSCT的因素:植入成功率在抗體陰性組、NDSHA陽性組、DSHA陽性組分别為92.7%、93.6%、58.3%.

Takanashi等在近期一項研究中,發現抗體陽性組,尤其是DSHA陽性組更容易發生造血重建延遲:抗體陰性組、NDSHA陽性組、DSHA陽性組中性粒細胞重建率分别是83%、73%、32%,血小闆重建率分别是72%、60%、33%.

此外,該研究還顯示:抗體陰性組、NDSHA陽性組、DSHA陽性組移植後2年總生存率分别是43%、29%、15%,移植後2年無事件生存率為57%、50%、31%.Cutler等同樣證明在雙份CBSCT中,DSHA陽性與移植後患者較低的無進展生存期和總生存期有關。因此,抗抗人類白細胞抗原抗體陽性是影響患者臨床預後的主要因素之一,抗抗人類白細胞抗原抗體篩查可盡早提示患者的預後情況。

3.單倍體異基因造血幹細胞移植:

Yoshihara等前瞻性地利用群體反應性抗體檢測單倍體移植前患者血清中的抗體,抗體陽性[平均熒光強度(MFI)>500)]标本進一步采用Luminex單抗原分析技術鑒定抗體的特異性。

結果發現患者體内抗抗人類白細胞抗原抗體陽性影響造血重建,DSHA易引起造血重建延遲:DSHA陽性組患者的粒系重建發生率低于DSHA陰性組(61.9%對94.4%),血小闆植入率也低于陰性組(28.6%對79.6%)。

另外,5例高滴度DSHA陽性患者(MFI>10000)中有3例發生移植失敗。Ciurea等同樣認為DSHA陽性患者的移植失敗風險增加,他們檢測存在2到5個位點不合的24例單倍體移植患者移植前血清,結果表明:移植失敗發生率在DSHA陽性組為75%,在陰性組隻有5%.

由此可見,如果供者來源的幹細胞表面存在高水平DSHA相應的抗原,則受者移植前必須經過減低抗體滴度的預處理治療,直至抗體滴度降低到低危水平後再進行HSCT,從而增加移植的成功率,改善患者的預後,提高患者生存率。

因此,在2012年NMDP和國際骨髓移植登記組(CIBMT)提供的選擇無關錯配異基因造血幹細胞移植或CBSCT指導方針中指出:移植前應常規檢測抗抗人類白細胞抗原抗體。

三。移植後新生抗抗人類白細胞抗原抗體對異基因造血幹細胞移植的影響

新生抗抗人類白細胞抗原抗體越來越受到人們重視。移植術前未緻敏的患者在術後可以出現各種新生抗體,如DSHA、NDSHA、供體特異性非抗抗人類白細胞抗原抗體等。

事實上,有些術後檢測到的新生抗體在移植前就存在,隻是由于抗體滴度過低而未能檢出或未引起重視。靈敏度高的檢測方法(如Luminex技術)可以及時發現這些低滴度的抗體。

Hoshino等認為移植後持續存在的NDSHA可能是微小殘留病竈(MRD)的标志。此外,Leffell等發現移植後在5.7%的患者體内可以檢測到新生DSHA,但是其對移植預後的具體影響還有待于進一步研究。

四。前抗抗人類白細胞抗原抗體陽性患者的預處理治療方案

目前抗抗人類白細胞抗原抗體陽性患者的預處理治療方案可大緻歸納為以下幾類:抑制或清除B細胞或漿細胞,如利妥昔單抗、硼替佐米;清除循壞抗體,如血漿置換、免疫吸附、供者來源的新鮮血小闆輸注;阻斷已生成抗體介導的淋巴毒反應,如靜脈注射免疫球蛋白;抑制T/B細胞作用,如抗胸腺細胞球蛋白(ATG)、抗淋巴細胞抗體。

利妥昔單抗是一種單克隆抗體的嵌合體,其互補決定區域可以特異性地結合CD20.CD20特異性地表達于前B細胞和成熟B細胞表面,可以起到調節細胞周期和控制B細胞分化的效果。

利妥昔單抗與B淋巴細胞膜上的CD20抗原特異性結合,引起B細胞溶解的免疫反應,清除患者體内的記憶B細胞發揮免疫調節作用,但是其對漿細胞的作用并不明顯,因此是否能降低抗體水平還有待于商榷。

硼替佐米作為一種蛋白酶體抑制劑,可有效地抑制有活性的漿細胞,減少抗體的産生,阻止抗體介導的移植物排斥反應,從而用于腎移植,但是它在HSCT中的應用還很少。

已有研究證實血漿置換可以清除患者體内的循壞抗體,降低抗體水平;輸注表達抗供者特異性抗人類白細胞抗原抗體相應抗原的新鮮供者血小闆,抗原抗體結合,也可以快速的清除患者體内預存抗人類白細胞抗原-Ⅰ類抗體。

由于血小闆表面不表達抗人類白細胞抗原-Ⅱ類抗原,因此,這種方法對抗人類白細胞抗原-Ⅱ類抗體無作用。血漿置換和血小闆輸注這兩種方法雖然可以降低抗體水平,但是其作用短暫,隻能清除已存在的抗體,對新生的抗體無作用,因此應在移植前數天或數小時進行。

靜脈注射免疫球蛋白有替代作用和多種免疫調節作用,如補體調節作用、提高抗體清除率等,在HSCT中也有少量應用。雖然抗體是導緻移植失敗的主要原因,但T細胞也同樣參與其中。T細胞可以啟動和維持記憶B細胞反應,從而促進漿細胞增殖并産生抗體。

因此抑制T細胞功能可以有效地阻斷T細胞依賴的B細胞反應。ATG有抑制T細胞功能的作用,其含有多種特異性針對抗人類白細胞抗原-Ⅰ類和抗人類白細胞抗原-Ⅱ類分子及其配體(CD3、CD4、CD8)的抗體和細胞黏附分子,還含有針對B細胞(CD20)和漿細胞(CD38、CD138)表面分子抗體,因此,ATG多用于GVHD的預防,也可用于抗人類白細胞抗原錯配患者的免疫耐受誘導治療及高滴度抗體患者的脫敏治療。

由于病例數較少以及各種治療方案的聯合應用,單獨評價一種治療方法的療效存在困難,但是各種預處理治療方案聯合應用的療效已初步得到認可。

五。抗抗人類白細胞抗原抗體影響HSCT預後的機制

在實體器官移植中已有研究表明抗抗人類白細胞抗原抗體和相應抗原結合可以引起移植物微血管病變,影響移植物的功能,造成移植物失功。微血管病變主要病理表現為血管增生性損傷或纖維化和血管平滑肌細胞增生。

由于血管内皮細胞是血液與組織間的重要屏障,是移植後供、受者細胞間最早接觸的場所,且由于其獨有的生物學特性,最早被免疫系統識别,是啟動移植後同種異體排斥反應的關鍵。另一方面,内皮祖細胞主要存在于骨髓中,在病理或生理因素刺激下,可随骨髓動員到外周血參與損傷血管的修複。

所以,在造血幹細胞移植中探索抗抗人類白細胞抗原抗體對血管内皮細胞的損傷機制,從而研究抗體對移植預後的影響。磷脂酰肌醇激酶3/蛋白激酶B(PI3K/AKT)信号通路和絲裂原活化蛋白激酶/細胞外信号調節激酶(MAPK/ERK)信号通路與細胞代謝、細胞周期調控和血管生成有關,它們參與血管内皮細胞和血管平滑肌細胞的增值、存活和凋亡等改變,可以引起微血管病變。

現已有研究表明,抗抗人類白細胞抗原-Ⅰ類抗體和血管内皮細胞體外共培養可以激活上述信号通路,引起相應細胞功能改變,這些改變的發生主要受抗體濃度和抗原表達強弱的影響。

高滴度抗體和強表達抗原對移植預後有不利影響:抗原抗體結合後可增加内皮細胞細胞膜表面成纖維生長因子受體的表達,激活MAPK/ERK信号通路,磷酸化核糖體S6蛋白激酶(P90RSK)和轉錄因子eIF-4E的結合蛋白(4EBP1),增加蛋白合成,刺激細胞增殖。

低濃度抗體和弱表達抗原在細胞存活中起關鍵作用:使Src、FA、Kpaxillin等蛋白磷酸化,激活PI3K/AKT信号通路,活化的PI3K/AKT可以激活下遊的多種信号轉導,促進細胞生長,抑制細胞凋亡,如使Bad蛋白磷酸化失活,上調抗凋亡蛋白(如Bcl-2、Bcl-xl)的表達防止細胞凋亡。

Jindra等認為上述兩條信号通路并非完全獨立作用,而是相互影響和相互作用。綜上所述,抗抗人類白細胞抗原抗體檢測對于異基因造血幹細胞移植患者預後判斷有重要的臨床意義,可盡早發現已存在的抗體,防止移植失敗的發生。

高靈敏度及操作簡便的Luminex技術可檢測抗抗人類白細胞抗原抗體的特異性,其應成為臨床篩選供者的常規檢測項目和評價指标。同時移植前後檢測抗抗人類白細胞抗原抗體,可根據抗抗人類白細胞抗原抗體的特異性和滴度進行相應的預處理,都有助于降低移植失敗發生的風險,改善患者預後,提高患者的生存率。

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