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人类白细胞抗原

2025-07-14
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人类白细胞抗原(Human Leukocyte Antigen, HLA)是人类主要组织相容性复合体(MHC)的表达产物,位于第6号染色体短臂(6p21.3)上,是一组高度多态的基因群。HLA在免疫系统中发挥关键作用,负责识别外来抗原并激活免疫反应,同时也在器官移植排斥反应和疾病易感性中扮演重要角色。

基本概念

定义

人类白细胞抗原是一组编码细胞表面糖蛋白的基因群,主要功能是呈递抗原肽给T细胞,启动免疫应答。

命名

HLA基因座以字母命名(如HLA-A、HLA-B、HLA-DR等),等位基因则以数字表示(如HLA-A*02:01)。

多态性

HLA是人类基因组中多态性最高的区域之一,截至2025年,已发现数万个不同的HLA等位基因。

基因结构与分类

1. 经典HLA基因

I类基因

  • 包括HLA-A、HLA-B、HLA-C三个主要基因座
  • 表达于几乎所有有核细胞表面
  • 呈递内源性抗原(如病毒抗原)给CD8+ T细胞

II类基因

  • 包括HLA-DR、HLA-DQ、HLA-DP三个主要基因座
  • 主要表达于抗原呈递细胞(如树突状细胞、巨噬细胞、B细胞)
  • 呈递外源性抗原(如细菌抗原)给CD4+ T细胞

2. 非经典HLA基因

  • 包括HLA-E、HLA-F、HLA-G等
  • 多态性较低,功能较局限,主要参与免疫调节
  • 例如,HLA-G在母胎免疫耐受中起重要作用

3. HLA相关基因

  • 包括TAP、LMP、HLA-DM等,参与抗原加工和呈递过程
  • 不直接编码抗原呈递分子,但对HLA功能至关重要

免疫功能

抗原呈递

HLA分子通过结合抗原肽并呈递给T细胞,启动适应性免疫应答。I类分子呈递内源性抗原,II类分子呈递外源性抗原。

自身免疫识别

HLA分子参与区分自身和非自身抗原,在胸腺中对T细胞进行阴性选择,清除对自身抗原有高亲和力的T细胞。

免疫调节

非经典HLA分子(如HLA-E、HLA-G)通过与NK细胞和T细胞上的受体相互作用,调节免疫反应的强度和类型。

与疾病的关系

1. 自身免疫性疾病

  • 强直性脊柱炎:与HLA-B*27高度相关
  • 类风湿关节炎:与HLA-DRB1*04:01等等位基因相关
  • 1型糖尿病:与HLA-DQ2和HLA-DQ8相关
  • 系统性红斑狼疮:与HLA-DR2和HLA-DR3相关

2. 感染性疾病

  • HIV感染:HLA-B*57:01等位基因与长期非进展者相关
  • 慢性乙型肝炎:HLA-DP等位基因影响病毒清除能力
  • 结核:某些HLA等位基因与疾病易感性或抗性相关

3. 肿瘤

  • HLA表达缺失或下调可导致肿瘤细胞逃避免疫监视
  • 某些HLA等位基因与特定肿瘤的发生风险相关
  • 例如,HLA-A*02:01与黑色素瘤患者的预后相关

4. 药物不良反应

  • 卡马西平诱导的 Stevens-Johnson 综合征:与HLA-B*15:02强相关
  • 阿巴卡韦超敏反应:与HLA-B*57:01相关
  • 别嘌呤醇引起的严重皮肤反应:与HLA-B*58:01相关

临床应用

器官移植

HLA配型是器官移植前评估供受体相容性的关键步骤,配型越好,移植排斥反应的风险越低。

造血干细胞移植

对于骨髓或造血干细胞移植,HLA全相合是成功的关键因素,尤其是HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-DRB1和HLA-DQB1位点的匹配。

疾病关联研究

分析HLA等位基因与疾病的关联性,有助于疾病的遗传易感性预测、诊断和发病机制研究。

亲子鉴定与法医学

HLA基因的高度多态性使其成为亲子鉴定和个体识别的重要遗传标记。

药物基因组学

检测特定HLA等位基因(如HLA-B*15:02)可预测药物不良反应风险,指导个性化用药。

HLA分型技术

血清学方法

利用抗体与HLA抗原的特异性结合反应进行分型,适用于低分辨率分型。

分子生物学方法

包括PCR-SSP(序列特异性引物)、PCR-SSO(序列特异性寡核苷酸)、SBT(测序分型)等,提供高分辨率分型结果。

新一代测序(NGS)

可同时对多个HLA基因进行高分辨率分型,检测新等位基因,适用于复杂样本分析。

参考文献

  • 1. Abbas AK, Lichtman AH, Pillai S. Cellular and Molecular Immunology. 10th ed. Philadelphia: Elsevier; 2022.
  • 2. Marsh SG, Albert ED, Bodmer WF, et al. Nomenclature for factors of the HLA system, 2023. Tissue Antigens. 2023;101(4):329-384.
  • 3. Robinson J, Halliwell JA, Hayhurst J, et al. The IMGT/HLA Database. Nucleic Acids Res. 2023;51(D1):D940-D945.
  • 4. Petersdorf EW, Holland PV, Anasetti C, et al. High-resolution HLA typing for hematopoietic cell transplantation: current practice and future directions. Biol Blood Marrow Transplant. 2018;24(1):1-11.
  • 5. Shiina T, Hosomichi K, Inoko H. The HLA genomic loci map: expression, interaction, diversity and disease. J Hum Genet. 2017;62(1):1-14.
  • 6. Thorsby E. HLA and disease associations. Tissue Antigens. 2009;73(4):295-301.
  • 7. World Health Organization. Human Leukocyte Antigen (HLA) Nomenclature. Available at: https://www.ebi.ac.uk/ipd/imgt/hla/. Accessed July 2025.
  • 8. Takiguchi M, Kambayashi T, Tsuji K. HLA and Disease: Basic Mechanisms and Clinical Applications. Springer; 2019.
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