第六章 主要组织相容性复合体
免疫遗传学是基础免疫学中的一个重要分枝，它是研究机体免疫应答遗传控制或基因控制的一门学科。1900年Landsteiner发现ABO血型系统开创了免疫遗传学，以后从输血发展到器官移植。随着免疫球蛋白分子水平的研究，在一段时期内，免疫遗传学又主要研究免疫球蛋白多肽链的遗传标记。目前机体免疫应答遗传控制的研究主要集中在以下几方面：一是与主要组织相容性系统连锁的免疫应答基因，控制着机体对特定抗原产生免疫应答的能力，并通过编码细胞膜上与免疫应答有关的表面抗原分子或可溶性分子，控制免疫细胞之间相互作用。二是免疫球蛋白和T细胞受体（TCR）的基因结构和控制以及免疫球蛋白和TCR的多样性、同种异型、独特型的遗传控制。此外，免疫遗传学还涉及到免疫系统的进化，血型抗原的基因控制，补体、细胞因子、粘附分子基因表达，H-Y抗原与性别分化及某些遗传疾病的发病机制等。本章着重讨论主要组织相容性复合体（MHC）及其在临床的应用。
表6-1 免疫遗传学发展简史
| 年代 | 学 者 | 主要贡献 |
| 1900 | Landsteiner*(1930) | 确定人红细胞主要的同种抗原 |
| 1912 | Carrell* | 器官移植 |
| 1948 | Snell和Gorer | 发现小鼠H-2系统及其与组织移植的关系 |
| 1953 | Snell*(1980) | H-2系统由K、D两个位点组成 |
| 1958 | Dausset*(1980) | 发现第一个人类白细胞抗原（Mac） |
| 1962 | Van Rood | 鉴定出一个新的等位基因系统，即HLA-B座位 |
| 1969 | Amos | 发现HLA-D座位 |
| 1967 | Benacerraf*(1980)和McDevitt | 发现并证明Ir基因存在于MHC中 |
| 1970 | Sandberg | 鉴定出HLA-C座位 |
| 1975 | Doherty | 小鼠H-2D、K抗原对Tc杀伤病毒感染细胞的限制作用 |
| 1978 | Rosenthal | Ir基因产物Ia抗原参与Mφ-T相互作用 |
| 1978 | Zinkernagel | MHC对T细胞发育分化的影响 |
| 1987 | Tonegawa* | Ig的基因结构 |
| 1990 | Murray和Thomas* | 肾移植和骨髓移植 |
*诺贝尔奖获得者，括号内为获奖年代
1980年诺贝尔医学和生理学奖授予在免疫遗传学上作出突出贡献的Snell、Dausset和Benacerraf三位学者。Murray和Thomas在肾脏、骨髓移植研究的成就又获得1990年诺贝尔医学和生理学奖。免疫遗传学发展简史参见表6-1。目前免疫遗传学的研究已深入到基因和分子的水平。WHO在上海设立了免疫遗传培训中心，我国从70年代初开始了对我国不同民族、地区HLA抗原频率调查，组织配型和脏器移植，HLA和疾病的相关性以及某些基础理论研究工作。
第一节 MHC基因图及其遗传特征
同种异体移植物（allograft）移植后常发生免疫排斥反应，引起这种排斥反应的抗原称为移植抗原或组织相容性抗原。动物和人具有多种组织相容性抗原，根据引起排斥反应的移植抗原的强度将组织相容性抗原分为：（1）主要组织相容性抗原系统，编码这一组抗原的是一组连锁基因，称为主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex,MHC），或主要组织相容性系统（minor histocompatibility complex）；（2）次要组织相容性抗原，由次要组织相容性复合体（minor histocompatibility comples）或次要组织相容性系统（minor histocompatibility system）所编码。
MHC指某一物种的某一号染色体（如人HLA在第6号染色体，小鼠H-2在17号染色体）上一组密切连锁的基因，它在主要组织相容性抗原识别以及清除外来和内在抗原起重要作用。人的MHC称为HLA，在小鼠称为H-2。其余灵长类和某些非灵长类动物的MHC有了新的命名规定与建议，原MHC的后两个字母HC改为小写，即Mhc（表6-2和6-3）。
表6-2 灵长类动物主要组织相容性复合体的新、旧命名
| 动 物 种 名 | Mhc 名 称 | ||
| 普 通 | 科 学 | 新 名 | 旧 名 |
| Chimpanzee（小黑猩猩） | Pan troglodytes | Patr | ChLA |
| Gorilla（大黑猩猩） | Gorilla gorilla | Gogo | GoLA |
| Orang-utan（猩猩） | Pongo pygmaeus | Popy | OrLA |
| Rhesus macaque(monkey)（猕猴，恒河猴，短尾小猴） | Macaca mulanta | Mamu | RhLA |
| Pigtail macaque（发辫猴） | Macaca nemestrina | Mane | |
| Crab-eating macaque(cynomolgus monkey)（食蟹猴） | Macaca fascicularis | Mafa | |
| Olive Baloon（橄榄狒狒） | Papioanubis | Paan | |
| Northern night(owl)monkey（猫头鹰猴） | Antus trivirgans | Aotr | OMLA |
| Black spider monkey（黑蜘蛛猴） | Ateles paniscus | Atpa | |
| Common squirrel monkey（普通松鼠猴） | Saimiri sciureus | Sasc | |
| Cotton-top tamarin（绒顶柽柳猴） | Saguinus oedipus | Saoe | |
| Common marmoset(绢猴) | Callithrix jaccus | Caja | MaLA |
表6-3 某些非灵长类动物主要组织相容性复合体的建议名称
| 动 物 种 名 | Mhc名称 | ||
| 普 通 | 科 学 | 现用 | 建议 |
| Deer mouse(鹿鼠) | Peromyscus maniculatus | Pema | |
| Cotton mouse（棉鼠） | Peromyscus gossypinus | Pego | |
| Field vole（棉鼠） | Microtus agrestis | Miag | |
| Montane vole（田鼠） | Microtus montanus | Mimo | |
| Wood vole（山鼠） | Apodemus sylvaticus | Apsy | |
| Golden(Syrian)hamster（木鼠） | Mesocricetus auratus | Hm-1 | Meau |
| Mole rat（金仓鼠） | Spalax ehrenbergi | Smh | Speh |
| Guinea pig（豚鼠） | Cauia porcellus | GPLA | Capo |
| Europea rebbit（欧洲兔） | Oryctolagus cuniculus | RLA | Orcu |
| Domestic dog（家犬） | Canis familiaris | DLA | Cafa |
| Domestic cat（家猫） | Felis canus | FLA | Feca |
| Domestic cattle（家牛） | Bos taurus | BOLA | Bota |
| Domestic pig（家猪） | Sus domesticus | SLA | Sudo |
| Domestic horse（家马） | Equus caballus | ELA | Eqca |
| Domestic sheep（家绵羊） | Ovis aries | OLA | Ovar |
| Domestic goat(家山关) | Capra hircus | GLA | Cahi |
各种动物MHC的作用基本相似，包括：（1）MHC编码的抗原广泛颁布于淋巴细胞和其它有核细胞的表面，与同种内移植排斥有关，也是刺激混合淋巴细胞反应（MLR）和移植物抗宿主反应（GVHR）的主要刺激抗原；（2）控制机体对抗原的免疫应答或免疫抑制，以及免疫活性细胞之间相互作用；（3）编码补体系统中的某些组分；（4）MHC中某些抗原出现的频率与对某些疾病的易感性有关。
一、小鼠H-2基因图
小鼠的组织相容性抗原有几十种以上，由常染色体H-1、H-2、H-3……、H-30等基因编码（H表示组织相容性histocompatibility）,此外，还受小鼠性染色体基因（雄性为XY，雌性为XX）控制。其中H-2抗原为小鼠主要组织相窜性抗原系统，而其他抗原均系次要组织相容性抗原系统。MHC在小鼠即为H-2，目前对H-2系统研究得较为清楚，位于第17对染色体，长度约占0.5分摩。H-2抗原具有高度q多态性。用血清学方法检出H-2I类抗原特异性在100个以上，可分为入有抗原（private antigen）和公有抗原（public antigen）。私有抗原是某一近交系（inbred strain）小鼠特有的抗原标志，在某一特定近交系小鼠只能检出一个K区和一个D区的私有抗原。公有抗原是在不同品系小鼠中都可检出的一些交叉抗原，每一品系小鼠通常都可检出多个公有抗原特异性。根据血清学检定抗原的反应格局，可将近交系小鼠分为不同单体型的品系，用H-2右上方小写的英文字母表示，如H-2x、H-2d和H-2b等。
H-2基因群中可分为K、I、S和D四个区，I区又可分为I-A、I-E等亚区。按其编码抗原结构和功能不同，又可将H-2复合体分为三类基因：（1）I类基因，位于K和D区，包括K、D基因座，最近又增加了K2、L和L2（？）新的基因座；（2）Ⅱ类基因，位于I区，包括Aα、Eβ和Eα等基因座；（3）Ⅲ类基因，包括补体C4、C2、Bf和编码雄性激素结合蛋白性限蛋白（sex limited protein Slp）基因座（图6-1）。由于小鼠H-2基因群含有I（罗马字）类基因，不同区中有I（因文大写）区，应注意鉴别，切勿混淆。此外，H-2中有些基因位于Qa和TL区，可能参与H-2多态性的形成以及TCRγδ T细胞识别抗原时的遗传限制。