Гистосовместимость - Histocompatibility

Гистосовместимостьили тканевая совместимость - это свойство иметь одинаковые или достаточно похожие, аллели набора гены называется человеческие лейкоцитарные антигены (HLA) или главный комплекс гистосовместимости (MHC).[1] Каждый человек экспрессирует множество уникальных белков HLA на поверхности своих клеток, которые сигнализируют иммунной системе, является ли клетка частью его собственной личности или вторгшимся организмом.[2] Т-клетки распознают чужеродные молекулы HLA и вызывают иммунный ответ на уничтожение чужеродных клеток.[3] Тестирование гистосовместимости наиболее актуально для вопросов, связанных с трансплантацией целых органов, тканей или стволовых клеток, где сходство или различие между аллелями HLA донора и реципиента запускает иммунную систему. отклонять трансплантат.[4] Большое разнообразие потенциальных аллелей HLA приводит к уникальным комбинациям у людей и затрудняет сопоставление.

Открытие

Открытие MHC и роли гистосовместимости в трансплантации было совместным усилием многих ученых 20 века. Генетическая основа отторжения трансплантации была предложена в статье Nature 1914 г. C.C. Маленький и Эрнест Тайзер, который показал, что опухоли, трансплантированные между генетически идентичными мышами, росли нормально, но опухоли, трансплантированные между неидентичными мышами, отторгались и не могли расти.[5] Роль иммунной системы в отторжении трансплантата была предложена Питер Медавар, чьи трансплантаты кожных трансплантатов во время двух жертв мировой войны показали, что трансплантаты кожи между людьми имели гораздо более высокие показатели отторжения, чем самопересадки внутри человека, и что подавление иммунной системы задерживало отторжение трансплантата кожи.[6] Медавар получил Нобелевскую премию 1960 г. частично за эту работу.[7]

В 1930-х и 1940-х годах Джордж Снелл и Питер Горер индивидуально выделили генетические факторы, которые при сходстве позволили осуществить трансплантацию между линиями мышей, назвав их H и антигеном II соответственно. Фактически, эти факторы были одним и тем же, и локус был назван H-2. Снелл ввел термин «гистосовместимость» для описания взаимосвязи между белками клеточной поверхности H-2 и приемлемостью трансплантата.[8] Человеческая версия комплекса гистосовместимости была обнаружена Жан Даассе в 1950-х годах, когда он заметил, что у реципиентов крови вырабатывались антитела, направленные только против донорских клеток.[9] Было обнаружено, что мишенью этих антител или человеческих лейкоцитарных антигенов (HLA) является человеческий гомолог MHC Снелла и мыши Горера. Снелл, Даассе и Баруй Бенацерраф разделил Нобелевскую премию 1980 года за открытие MHC и HLA.[10]

Главный комплекс гистосовместимости (MHC)

Основная статья: Главный комплекс гистосовместимости

HLA, человеческая форма главный комплекс гистосовместимости (MHC), находится на хромосома 6 при 6п21.3.[11] Люди наследуют два разных HLA гаплотипы, по одному от каждого родителя, каждый из которых содержит более 200 генов, помогающих иммунной системе распознавать чужеродных захватчиков. Эти гены включают MHC класс I и класс II белки клеточной поверхности.[12] MHC Класс I молекулы, HLA-A, HLA-B, HLA-C, присутствуют на всех ядросодержащих клетках и отвечают за передачу сигнала иммунной клетке о том, что антиген находится внутри клетки.[2] Молекулы MHC класса II, HLA-DR, и HLA-DQ и HLA-DP, присутствуют только на антигенпрезентирующих клетках и отвечают за представление молекул инвазивных организмов клеткам иммунной системы.[13]

Гены MHC очень полиморфный, с тысячами версий рецепторов MHC в популяции, хотя у любого индивидуума может быть не более двух версий для любого одного локуса.[14] Рецепторы MHC экспрессируются кодоминантно, что означает, что все наследуемые аллели экспрессируются индивидуумом.[15] Большое разнообразие потенциальных аллелей и множественных локусов в HLA позволяет создавать множество уникальных комбинаций у людей.

Роль в трансплантации

Гены HLA и их расположение на хромосоме 6

После трансплантации Т-клетки реципиента активируются чужеродными молекулами MHC на донорской ткани и заставляют иммунную систему атаковать донорскую ткань.[3] Чем больше сходных аллелей HLA между донором и реципиентом, тем меньше чужеродных мишеней существует в донорской ткани, чтобы иммунная система хозяина могла распознать и атаковать.[16] Количество и выбор молекул MHC, которые следует учитывать при определении того, являются ли два человека гистосовместимыми, колеблются в зависимости от применения, однако было показано, что соответствие HLA-A, HLA-B и HLA-DR улучшает исходы для пациентов.[17] Гистосовместимость оказывает ощутимое влияние на трансплантацию всего органа, увеличивая продолжительность жизни как пациента, так и органа.[3] Таким образом, сходство HLA является важным фактором при выборе доноров для трансплантации тканей или органов. Это особенно важно при трансплантации поджелудочной железы и почек.

Из-за унаследованной природы генов HLA члены семьи с большей вероятностью будут гистосовместимы. Вероятность того, что брат или сестра получит одинаковые гаплотипы от обоих родителей, составляет 25%, в то время как существует вероятность 50%, что у брата или сестры будет только один гаплотип, и вероятность 25%, что у них не будет ни одного из них. Однако изменчивость из-за пересекая гаплотипы могут перестраиваться между поколениями, а братья и сестры могут быть промежуточными совпадениями.[18]

Требуемая степень гистосовместимости зависит от индивидуальных факторов, включая тип ткани или органа и состояние здоровья реципиента. Хотя трансплантация целого органа может быть успешной между людьми, не имеющими себе равных, повышенная гистосовместимость снижает уровень отторжения, приводит к увеличению продолжительности жизни и, в целом, к снижению связанных с этим затрат на больницу.[19] Влияние сопоставления HLA различается даже при трансплантации целых органов, при этом в некоторых исследованиях сообщается о меньшей важности трансплантации печени по сравнению с трансплантацией сердца, легких и других органов.[17] В сравнении, трансплантаты гемопоэтических стволовых клеток часто требуют более высокой степени соответствия из-за повышенного риска Болезнь трансплантат против хозяина, при котором иммунная система донора распознает молекулы MHC реципиента как чужеродные и вызывает иммунный ответ.[20] Некоторая пересаженная ткань не подвергается воздействию Т-клеток который может обнаруживать чужеродные молекулы MHC, такие как роговица, и, следовательно, гистосовместимость не является фактором трансплантации.[21] Индивидуальные факторы, такие как возраст, иногда влияют на протокол сопоставления, поскольку иммунный ответ пожилых пациентов после трансплантации на белки MHC медленнее, и поэтому для получения положительных результатов требуется меньшая совместимость.[22] Послеоперационный иммунодепрессант терапия часто используется для уменьшения иммунного ответа и предотвращения отторжения тканей путем ослабления реакции иммунной системы на чужеродные молекулы HLA,[23] и может увеличить вероятность успешной трансплантации при неидентичных трансплантатах.[24]

Тестирование

Из-за клинического значения гистосовместимости в тканевых трансплантатах для проверки экспрессии аллеля HLA используются несколько методов типирования.

Серологическое типирование

Серологическое типирование включает инкубацию лимфоцитов реципиента с сывороткой, содержащей известные антитела против различных аллелей HLA. Если сыворотка содержит антитело, специфичное для аллеля HLA, присутствующего в лимфоците реципиента, антитела свяжутся с клеткой и активируют дополнять сигнальный каскад, приводящий к лизису клеток. Лизованная клетка впитает добавленный краситель, такой как трипановый синий возможность идентификации. Сравнение того, какие сыворотки вызывают лизис клеток, позволяет идентифицировать аллели HLA, присутствующие на клеточной поверхности клеток-реципиентов.[25]

Серологическое типирование дает преимущество быстрого определения выраженных аллелей HLA и игнорирует любые невыраженные аллели, которые могут иметь небольшое иммунологическое значение. Однако он не распознает подклассы аллелей, которые иногда необходимы для сопоставления.[25]

Молекулярная типизация

Аллели HLA могут быть определены путем прямого анализа локусов HLA на хромосоме 6. Последовательно-специфические олигонуклеотидные зонды, специфичный для последовательности праймер ПЦР амплификацию и прямое секвенирование можно использовать для идентификации аллелей HLA, часто обеспечивая разрешение на уровне аминокислот. Молекулярные методы позволяют более точно идентифицировать редкие и уникальные аллели, но не предоставляют информации об уровнях экспрессии.[25]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Гистосовместимость». Иллюстрированный медицинский словарь Дорландса. Филадельфия, Пенсильвания: Эльзевир. 2012 г.
  2. ^ а б «Лейкоцитарные антигены человека». Домашний справочник по генетике. Получено 2018-01-25.
  3. ^ а б c Ингулли Э. (январь 2010 г.). «Механизм клеточного отторжения при трансплантации». Детская нефрология. 25 (1): 61–74. Дои:10.1007 / s00467-008-1020-х. ЧВК  2778785. PMID  21476231.
  4. ^ Киндт Т.Дж., Голдсби Р.А., Осборн Б.А., Куби Дж. (2006). Курби Иммунология. В. Х. Фриман и компания. ISBN  978-1-4292-0211-4.
  5. ^ Auchincloss H, Winn HJ (февраль 2004 г.). "Кларенс Кук Литтл (1888-1971): генетические основы иммунологии трансплантологии". Американский журнал трансплантологии. 4 (2): 155–9. Дои:10.1046 / j.1600-6143.2003.00324.x. PMID  14974934.
  6. ^ Starzl TE (март 1995 г.). «Питер Брайан Медавар: отец трансплантологии». Журнал Американского колледжа хирургов. 180 (3): 332–6. ЧВК  2681237. PMID  7874344.
  7. ^ «Нобелевская премия по физиологии и медицине 1960 года - Скорочтение». www.nobelprize.org. Получено 2018-02-26.
  8. ^ Эльгерт К.Д. (2009). Иммунология: понимание иммунной системы (2-е изд.). Хобокен, штат Нью-Джерси: Wiley-Blackwell. ISBN  9780470081570. OCLC  320494512.
  9. ^ "Нобелевская премия по физиологии и медицине 1980 г. - Скорочтение". www.nobelprize.org. Получено 2018-02-26.
  10. ^ "Нобелевская премия по физиологии и медицине 1980 г. - Скорочтение". www.nobelprize.org. Получено 2018-02-26.
  11. ^ Касахара М (2000). Главный комплекс гистосовместимости: эволюция, структура и функции. Нью-Йорк: Спрингер. ISBN  978-4-431-70276-4.
  12. ^ Delves PJ (январь 2017 г.). «Система человеческих лейкоцитарных антигенов (HLA)». Руководство Merck.
  13. ^ Шварц Р.Х. (1 января 1985 г.). «Распознавание антигена Т-лимфоцитами в ассоциации с генными продуктами главного комплекса гистосовместимости». Ежегодный обзор иммунологии. 3 (1): 237–61. Дои:10.1146 / annurev.iy.03.040185.001321. PMID  2415139.
  14. ^ Айяла Гарсия М.А., Гонсалес Йебра Б., Лопес Флорес А.Л., Гуани Герра Э. (2012). «Главный комплекс гистосовместимости в трансплантации». Журнал трансплантологии. 2012: 842141. Дои:10.1155/2012/842141. ЧВК  3388305. PMID  22778908.
  15. ^ Джейнвей CA, Трэверс П., Уолпорт М, Шломчик М (2001). «Главный комплекс гистосовместимости и его функции». Иммунобиология: иммунная система в здоровье и болезнях (5-е изд.). ISBN  978-0-8153-3642-6.
  16. ^ Троусдейл Дж, Найт Джей Си (2013). "Геномика главного комплекса гистосовместимости и болезни человека". Ежегодный обзор геномики и генетики человека. 14: 301–23. Дои:10.1146 / annurev-genom-091212-153455. ЧВК  4426292. PMID  23875801.
  17. ^ а б Захари А.А., Леффелл М.С. (2016). «Несоответствующие HLA стратегии для трансплантации твердых органов - закон о балансе». Границы иммунологии. 7: 575. Дои:10.3389 / fimmu.2016.00575. ЧВК  5141243. PMID  28003816.
  18. ^ Крус-Тапиас П., Кастибланко Дж., Анайя Дж. (18.07.2013). Главный комплекс гистосовместимости: обработка и представление антигена. Издательство Университета Эль-Росарио.
  19. ^ Takemoto S, Port FK, Claas FH, Duquesnoy RJ (декабрь 2004 г.). «Подбор HLA для трансплантации почки». Иммунология человека. 65 (12): 1489–505. Дои:10.1016 / j.humimm.2004.06.008. PMID  15603878.
  20. ^ Апперли Дж., Нидервизер Д., Хуанг XJ, Наглер А., Фукс Э., Сзер Дж., Кодера Y (январь 2016 г.). «Гаплоидентичная трансплантация гемопоэтических стволовых клеток: глобальный обзор, сравнивающий Азию, Европейский Союз и Соединенные Штаты». Биология трансплантации крови и костного мозга. 22 (1): 23–6. Дои:10.1016 / j.bbmt.2015.11.001. PMID  26551633.
  21. ^ Иммунный ответ и глаз: памяти Дж. Уэйна Стрейлейна. Нидеркорн, Дж. Й. (Джерри Ю.), 1946-, Каплан, Генри Дж., Стрейлен, Дж. Уэйн. (2-е, ред. Ред.). Базель: Каргер. 2007 г. ISBN  9783805581875. OCLC  85243138.CS1 maint: другие (связь)
  22. ^ Драйер Г.Дж., Хемке А.С., Рейндерс М.Э., де Фиджтер Дж.В. (октябрь 2015 г.). «Трансплантация пожилых людей: баланс старения с гистосовместимостью». Отзывы о трансплантации. 29 (4): 205–11. Дои:10.1016 / j.trre.2015.08.003. PMID  26411382.
  23. ^ van Sandwijk MS, Bemelman FJ, Ten Berge IJ (июль 2013 г.). «Иммуносупрессивные препараты после трансплантации солидных органов». Нидерландский медицинский журнал. 71 (6): 281–9. PMID  23956308.
  24. ^ Петерсдорф EW (2017-05-03). «Роль основных вариаций комплекса гистосовместимости в реакции« трансплантат против хозяина »после трансплантации гемопоэтических клеток». F1000 Исследования. 6: 617. Дои:10.12688 / f1000research.10990.1. ЧВК  5419254. PMID  28529723.
  25. ^ а б c Чандракер А., Сайег М.Х. (2012). Основные концепции трансплантации почки. Нью-Йорк: Springer Science + Business Media, LLC. п. 1960 г. ISBN  9781461400073. OCLC  768245800.

внешняя ссылка