Навіть повна ідентичність за антигенами hla не гарантує відсутність відторгнення трансплантанта. Структура мнс і гени сумісності тканин

У людини HLA розміщений на короткому плечі 6-ї хромосоми (у мишей, з яких починалося вивчення антигенів, – у 17-й). Теоретично існує досить значна кількість можливих комбінацій генів у HLA. Виділяють 7 груп HLA-молекул, які синтезуються у відповідних генетичних кластерах (локусах):

1.      HLA-А, HLA-В і HLA-С молекули, закодовані в А, В і С локусах комплексу.

2.      HLA-DR, HLA-DQ, HLA-DP, закодовані в DR, DQ і DP сублокусах HLA-D локусу. Деякі з HLA-D антигенів не кодуються в одному специфічному генному кластері, а є продуктом одночасного впливу (міксингу) генів, локалізованих у різних кластерів.

У складі D локусу виділяють також 3 малі сублокуси: HLA-DX, HLA-DN (колишній DZ) i HLA-DO:

1.      HLA-DX кодує інформацію про  і  ланки HLA-рецепторів.

2.      DN і DO локуси розміщені між DP і DQ ділянками. DN і DO містять по одному гену, які вважаються на сьогодні псевдогенами, оскільки їх функцію поки що не вдалося вияснити.

Класифікація HLA за ВООЗ (1998). Більшість HLA-генів високополіморфні, тобто в кожному HLA-локусі можлива наявність значного числа алелів. Зокрема, ідентифіковано 50 алелів в HLA-А локусі, у DR, Cw, DQ i DP локусах – 20, 34, 9 і 6 відповідно, ще 97 і 26 – у В і D локусах, по 4 – в E та G. Кожен локус містить 2 гени – по 1 від батька і від матері. Таким чином, кількість можливих комбінацій, обчислених лише на підставі вже вивчених генів астрономічно велика – 50 х 20 х 34 х 9 х 6 х 97 х 26 х 4 х 4. Таке генетичне розмаїття повністю унеможливлює підбір пари «донор-реципієнт» з ідентичним HLA.

Ці алелі розподіляються між 23 серологічними типами у HLA-А, 50 – у HLA-В, 8 типами – у HLA-С. Назва одного серологічного типу HLA складається з літери, що означає генний локус, та номера типу. У сучасній номенклатурі вона використовується лише для вирізнення підтипів Вw4 та Вw6 серед інших HLA-В-типів та для алелів локусу С, щоб не плутати їх з генами факторів комплементу С2 та С4. Назва алелю складається з літери, що означає генний локус, і з номера алелю (обидва розділені позначкою *).  

У HLA-D ділянці, особливо – у HLA-DR, розміщені по два-три гени, кожен з яких кодує функціональну ділянку -ланки. Це забезпечує можливість експресії більше ніж двох алельних форм кожної DR молекули. Така гібридизація веде до формування HLA-D молекул.

Ще більшою є кількість алелів, визначених молекулярно-генетичним методом (поки що не затверджена у класифікації ВООЗ).

ДВА РІВНІ ВИЯВЛЕННЯ HLA-ПОЛІМОРФІЗМУ 

СТАНОМ НА 1999 р. (Р. Хаїтов)

Клас	Локус	Білковий рівень (серотипування)	Молекулярно-генетичнийрівень (ДНК-типування)
Клас 1	A B C E G	28 61 10 - -	108 223 67 5 14
Клас 2	DRB1 DRA1 DQA1 DQB1 DPA1 DPB1 DMA DMB	24 - 9 - 6 - - -	249 3 20 36 13 82 4 5
Разом		138	796

 

Таким чином, за допомогою молекулярно-генетичного методу виявляється значно більша різноманітність HLA, що дозволяє поліпшити якість селекції донорських органів.

HLA-гени кодомінантні (тобто ген, успадкований від батька і ген, успадкований від матері, – рівнозначні) і при експресії проявляються всі. Коли індивідуум гетерозиготний за окремими локусами (випадки А і Б на рисунку), то обидва антигени експресуються і присутні у тканинах. На противагу цьому, у гомозигот (гени, локалізовані в обох алелях, ідентичні – випадок В) у тканинах присутній лише один антиген з такого локусу.

Як правило, на кожній клітині людини експресується більше 10 різних молекул-продуктів DR, DQ i DP генів. Це значно збільшує кількість структур, які можуть виступати в ролі антигенів у процесі HLA-рестрикції.

Серед HLA-молекул, які кодуються МНС-структурами, виділяють 2 класи. HLA-А, HLA-В і HLA-С молекули належать до антигенів І класу, HLA-D, HLA-DP i HLA-DQ – до ІІ. Кожен із класів антигенів експресується на певних типах клітин. Молекули І класу представлені на всіх без винятку ядерних клітинах організму (у мишей аналогічний за функцією Н-2 МНС-антиген присутній у тому числі й на еритроцитах). Антигени ІІ класу експресуються на поверхні деяких імунокомпетентних клітин: антигенопрезентуючих (включаючи макрофаги), активованих Т-клітинах і частині В-лімфоцитів.

Антигени І і ІІ класів складаються з 2 поліпептидних ланцюгів,  і , з’єднаних між собою нековалентними зв’язками. До складу кожного з ланцюгів входять 90 % білків і 10 % вуглеводів.

Антигени І класу містять:

-  -ланцюг, який має 3 домени, зафіксовані до клітинної мембрани;

-  -ланцюг, який є ₂-мікроглобуліном, тобто належить до -глобулінів сироватки крові.

Антигени ІІ класу містять:

-  -ланцюг, який має 2 домени (₁ і ₂), зафіксовані до клітинної мембрани;

-  -ланцюг, який також складається з 2 доменів (₁ і ₂).

Обидва ланцюги кодуються генами HLA-D ділянки. Більшість HLA- епітопів (тобто антигенних ділянок) розміщена у -ланці.

У кожній клітині є протеосомні комплекси, які забезпечують утворення пептидів з цитоплазматичних білків. Вказані пептиди потрапляють у пептидзв’язувальну борозну (кишеню Беркмана), де і виконують функцію HLA- молекул І класу. У випадку мутації змінюються характеристики пептиду, що веде до знищення мутованої клітини імунними механізмами. Експресія (синтез) HLA-молекул на поверхні клітини неоднакова, тобто може бути вираженою в більшій чи меншій мірі. Так, інтерферон посилює цю експресію, а простагландин Е – ослаблює. Від інтенсивності експресії залежить сила імунної відповіді. HLA І представлені на всіх клітинах організму. HLA І виконують роль рецепторів для гормонів (наприклад, інсуліну), ростових факторів, кодують статеву поведінку у тварин, а, можливо, і у людини. Цікаво, що запах людей і тварин теж кодується молекулами HLA І.

HLA ІІ молекули представлені переважно на антигенопрезентуючих клітинах. Проте після стимуляції цитокінами вони з’являються також на Т-хелперах-1, ендотеліальних і дендритних клітинах. На відміну від HLA І структур, вони утворюються за участю лізосомальних ферментів.

Молекули як І, так і ІІ класів контролюють імунну відповідь за рахунок процесу, який відомий під назвою HLA-рестрикція (обмеження). Антигени ІІ класу беруть участь у процесі презентації антигену макрофагами Т-хелперові, а також взаємодії Т- і В-лімфоцитів. Обидва класи антигенів задіяні у процесі сенсибілізації при клітинноопосередкованій цитотоксичності (клітинно-опосередкований цитоліз), яка реалізується Т-цитотоксичними лімфоцитами.

На антигенопрезентуючій клітині представлені антигени обох класів:

-  HLA I рестрикція: антигени І класу реагують з CD8 молекулами попередників Т-ефекторів. Таким чином, Т-ефектори розпізнають інформацію про антиген лише у комплексі з HLA-молекулою І типу. Найчастіше проявляєтьсящодо інфікованих вірусами клітин;

-  HLA IІ рестрикція: антигени ІІ класу реагують із CD4 молекулами Т-хелперів. Т-хелпери розпізнають інформацію про антиген лише у комплексі з HLA-молекулою ІІ типу.

Феномен HLA-рестрикції не задіяний ні при надгострому відторгненні трансплантата, ні при багатьох типах пухлин – ці процеси опосередковані антитілами. Він також відсутній в ефекторній фазі гострого чи хронічного відторгнення трансплантату.

HLA-антигени І і ІІ типів також слугують мішенями при імунній відповіді. HLA-аллоантигени розпізнаються Т-цитотоксичними лімфоцитами при відторгненні трансплантата. HLA-А і HLA-В антигени І класу і HLA-DR антигени ІІ класу визначаються як головні трансплантаційні антигени, оскільки саме вони є найважливішими структурами, які розпізнаються імунною системою господаря при відторгненні трансплантата. Вираження реакції клітинної цитотоксичності в цьому випадку корелює з інтенсивністю процесу відторгнення.

HLA-антигени ІІ класу відіграють принципову роль у реакції трансплантат проти господаря, наприклад після мієлотрансплантації.

Для ідентифікації HLA-антигенів І і ІІ класів застосовується лімфоцитотоксичний тест, а для HLA ІІ класу – ще й реакція змішаних культур лімфоцитів. Для визначення DR антигенів використовують також серологічні реакції.

Значно більшу інформацію можна отримати при визначенні не HLA-антигенів (продуктів генетичної інформації), а самих генів на короткому плечі 6-ї хромосоми. При цьому застосовують спеціальні ампліфікаційні тести (ДНК-генотипування). Зрозуміло, що цей метод, маючи вищу точність, значно дорожчий і трудомісткіший. Його застосування виправдане при пересадці кісткового мозку, а також для повторної пересадки після відторгнення трансплантата, підібраного методом серотипування.

Вважається, що специфічні гени імунної відповіді (Ir – immune response genes) розміщені в HLA-D ділянці – здебільшого у DR, менше – у DP i DQ локусах. Проте якщо у тварин ці гени визначені й конкретно картовані, то щодо Ir-комплексу людини поки що існують певні сумніви. Значне число дослідників уявляє собі його роботу як інтегральну функцію кількох різних структур, причому лише частина з них кодується генами HLA-D ділянки.

HLA-антигени ІІІ класу

 Деякі локуси 6-ї хромосоми, що кодують синтез певних компонентів системи комплементу (С2, С4а, С4b і фактора В – білка, що бере участь в альтернативному шляху активації комплементу), фактори некрозу пухлин  і , а також два типи гідроксилаз об’єднують у комплекс ІІІ класу. Ці стуктури не мають відношення до сумісності тканин, не задіяні у процесах HLA-рестрикції і процесах відторгнення трансплантатів.

HSP70 – білки теплового шоку, які з’являються на поверхні клітин при її ушкодженні фізичними факторами (зміна pH, осмолярності, температури), і фактори некрозу пухлин також кодуються в HLA ІІІ.