第十五章免疫缺陷

1、第十五章 免疫缺陷免疫系統(tǒng)是人體中至關(guān)重要的系統(tǒng)，與許多疾病的發(fā)生和疾病的易感性有著直接或間接的關(guān)系。免疫系統(tǒng)的建立和完善決定于遺傳物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)和后天發(fā)育的環(huán)境。目前關(guān)于免疫的遺傳研究主要集中在以下幾方面：與主要組織相容性系統(tǒng)連鎖的免疫應(yīng)答基因，控制著機體對特定抗原產(chǎn)生免疫反應(yīng)的能力，并通過編碼細胞膜上的表面抗原分子，控制免疫細胞間的相互作用；血型抗原的基因控制，補體、細胞因子、粘附分子基因表達，H-Y抗原與性別分化及某些遺傳疾病的發(fā)病機制等；免疫球蛋白和T細胞受體的基因結(jié)構(gòu)和控制及其多樣性，同種異型等的遺傳控制。本章主要討論免疫系統(tǒng)相關(guān)的基因結(jié)構(gòu)、遺傳調(diào)控和遺傳性免疫缺陷等問題。Immun

2、ogeneticsFor evolution of biological function, the processes of genetic recombination that cut, splice, move and replace segments of DNA, can be speedier agents of change than point mutation. Under pressure from diverse and cunning pathogens, the immune system exploits recombination to make and modi

3、fy the families of receptors it uses to recognize antigens. Most heavily studied of the immune systems gene families are the class I and II genes of the human major histocompatibility complex(MHC) which influence donor choice in organ transplantation and susceptibility to chronic disease. These high

4、ly polymorphic genes were first studied as white-cell antigens of the blood which led to the HLA name, standing for human leukocyte antigen, now given to the whole human MHC. For more than 30 years immunogeneticists have construed maps of the HLA complex with ever-increasing elaboration.第一節(jié) 紅細胞抗原遺傳與

5、新生兒溶血癥一、紅細胞抗原的遺傳系統(tǒng)1900年，Landsteiner首次發(fā)現(xiàn)了人類的ABO血型。迄今為止，在人類中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了23個紅細胞抗原系統(tǒng)。表15-1列出了這23個血型抗原系統(tǒng)的簡況。表15-1 23個紅細胞血型系統(tǒng)編碼系統(tǒng)命名系統(tǒng)符號抗原數(shù)基因命名染色體定位001ABOABO4ABO9q34.1-q34.2002MNSMNS40GYPA,GYPB,GYPE4q28-q31003PP11P122q11.2-qter004RhRh45RHD, RHCE1p36.2-p34005LutheranLU18LU 19q12-q13006KellKEL22KEL7q23007LewisLE3FU

6、T319p13.3008DuffyFY6FY1q22-q23009KiddJK3 JK18q11-q12010DiegoDI9AEI17q12-q21011YtYT2ACHE7q22012XgXG1XGXp22.32013SciannaSC3SC1p36.2-p22.1014DombrockDO5DO （未知）015ColtonCO3AQP17p14016Landsteiner-WienerLW3LW19p13.2-cen017Chido/RodgersCH/RG9C4A, C4B6p21.3018HhH1FUT119q13019KxKX1KXXp21.1020GerbichGE7GYPC 2

7、q14-q21021CromerCROM10DAF1q32022KnopsKN5CR1 1q32023IndianIN2CD4411p13血型系統(tǒng)的抗原物質(zhì)可以使用血清學(xué)方法予以檢測。這些抗原由一個或數(shù)個緊密連鎖基因位點所編碼。與臨床關(guān)系最緊密的紅細胞血型系統(tǒng)是ABO和Rh系統(tǒng)。（一）ABO血型系統(tǒng)ABO血型系統(tǒng)是正常人血清中已知惟一存在天然抗體的血型系統(tǒng)。除紅細胞外，許多其他組織細胞中（如淋巴細胞、血小板、內(nèi)皮細胞和上皮細胞等）也存在該系統(tǒng)的抗原，因此紅細胞外的ABO系統(tǒng)又稱為組織血型（histo-blood group）抗原，它是輸血和器官移植中重要的血型系統(tǒng)。此外，80%的漢族個體的體液

8、中（腦脊液除外）也存在ABO抗原物質(zhì)，為分泌型ABO抗原；血清中的ABO天然抗體是如何產(chǎn)生的，目前還不清楚。ABO抗原物質(zhì)由三組基因（IA-IB-i、H-h和Se-se）所編碼，這三組基因各有自己的座位，其中IA-IB-i位于9q34.1-q34.2，與胸苷激酶連鎖，H-h與Se-se緊密連鎖，位于19號染色體上。IA基因的編碼產(chǎn)物為N-乙酰半乳糖胺轉(zhuǎn)移酶，該酶的作用是將N-乙酰半乳糖胺轉(zhuǎn)移到H抗原上形成A抗原；IB基因的編碼產(chǎn)物為D-半乳糖轉(zhuǎn)移酶，該酶的作用是將D-半乳糖轉(zhuǎn)移到H抗原上形成B抗原。IA、IB均為顯性基因，而i基因則為隱性基因（無編碼產(chǎn)物）。IA/IB基因型的個體表現(xiàn)出共顯性，

9、既有A抗原，也有B抗原，形成AB型血型。i/i基因型的個體既無A抗原，也無B抗原，形成O型血型。IA/ IA和IA/i形成A型血型；IB/IB和IB/i形成B型血型。H基因的編碼產(chǎn)物為L-巖藻糖轉(zhuǎn)移酶，該酶的作用是將L-巖藻糖轉(zhuǎn)移到前體物質(zhì)（precussor substances，PS）上形成H抗原（圖15-1）。圖15-1 ABO血型系統(tǒng)抗原合成途徑示意圖1952年Bhende在印度孟買發(fā)現(xiàn)了一個特殊的血型家系，O型個體與A型血的人婚配后生有AB型子女。研究發(fā)現(xiàn)，這種O型個體中H抗原是陰性的，H基因突變?yōu)闊o效的h基因，不能產(chǎn)生H抗原。盡管這樣的個體可能含有IA或/和IB基因，但不能產(chǎn)生A抗

10、原或/和B抗原，但其IA或/和IB基因可以遺傳給下一代。這種特殊的O型稱為孟買型（Bombay phenotype），用Oh表示。Se基因的產(chǎn)物也是L-巖藻糖轉(zhuǎn)移酶，功能與H基因相同，但其主要在分泌腺中發(fā)揮作用，它決定了個體是否為分泌型個體。Se/Se、Se/se基因型的個體為分泌型；se/se基因型的個體為非分泌型。常規(guī)ABO血型的檢測主要應(yīng)用血清學(xué)方法，即利用已知抗體檢測抗原或已知抗原檢測抗體。近年來利用分子生物學(xué)技術(shù)進行ABO精細分型已經(jīng)在一些實驗室中開展，取得了良好的驗證和效果。（二）Rh血型系統(tǒng)1940年Landsteiner和Wiener發(fā)現(xiàn)，以恒河猴（macaque）紅細胞免疫家

11、兔，家兔的抗血清能夠凝集約85%的白種人紅細胞。由此可將人群劃分為Rh陽性（凝集者）和Rh陰性（不凝集者）兩大類。與此相關(guān)的血型系統(tǒng)稱為Rh血型系統(tǒng)。Rh陽性者紅細胞表面含有Rh抗原，Rh陰性者紅細胞表面不含有Rh抗原，但體內(nèi)也不含Rh天然抗體。Rh陰性個體經(jīng)Rh陽性紅細胞致敏后可產(chǎn)生抗體。我國Rh陰性者比例不到1%。Rh血型遺傳機制曾有不同學(xué)說，直到20世紀(jì)80年代分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用才統(tǒng)一起來。編碼Rh抗原的基因位于1p p34-36.2，由緊密連鎖的兩個相關(guān)結(jié)構(gòu)基因RHD和RHCE組成。RHD編碼D/d抗原，RHCE編碼C/c和E/e抗原，兩個基因緊密連鎖，單倍型排列有8種形式，即Dce

12、、dce、DCe、dCe、DcE、dcE、DCE和dCE，均為共顯性基因。理論上在人群中應(yīng)該有6種抗原，即C、c、D、d、E和e，但d抗原始終未被發(fā)現(xiàn)。有研究報道d基因?qū)嶋H上是D基因的突變或缺失，為無效基因。在發(fā)現(xiàn)的5種抗原中，D的抗原性最強，其次為E、C、c、e。Rh陽性個體既有RHD基因，也有RHCE基因，而Rh陰性個體僅有RHCE基因。從結(jié)構(gòu)上來說，C、c、E、e都是一條跨膜12次的肽鏈，由于某些位點氨基酸的變化而表達出不同的抗原表位（但不含D抗原表位），因而可被不同的抗體所識別，這些抗原均由RHCE基因編碼。D抗原也是一條跨膜12次的肽鏈，也有抗原表位變化（但不含C、c、E、e抗原表位

13、），由RHD基因編碼。二、新生兒溶血癥新生兒溶血癥（hemolytic disease of the newborn）或稱胎兒有核細胞增多癥（erythroblastosis fetalis），系由胎母紅細胞抗原不相容所致。在妊娠2個月時，5%10%孕婦外周血中可以找到胎兒紅細胞；妊娠79個月時，可達到10%20%，其數(shù)量在0.130ml不等。進入母體的胎兒細胞有可能作為異物引起免疫應(yīng)答反應(yīng)，使母體產(chǎn)生免疫性不完全抗體IgM，并可通過胎盤屏障進入胎兒循環(huán)，導(dǎo)致對胎兒紅細胞的大量破壞，引起胎兒或新生兒的免疫性溶血。新生兒溶血癥的癥狀大多數(shù)比較輕，并且出生時無明顯貧血，幾天后出現(xiàn)貧血和黃疸，少數(shù)病

14、例可導(dǎo)致死胎、流產(chǎn)或早產(chǎn)；或出生后即表現(xiàn)出貧血、水腫、肝脾腫大、腹水、心臟擴大，死亡率較高，幸存者常有神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育障礙和運動能力障礙。在所有紅細胞血型系統(tǒng)中，ABO血型不和所導(dǎo)致的新生兒溶血癥最為常見，約占85%；其次為Rh血型系統(tǒng)，約占14.5%，其他血型系統(tǒng)則極少。（一）ABO血型不相容溶血癥理論上，任何母嬰ABO血型不和均可引起溶血，但實際上，ABO溶血病好發(fā)于O型母親所生的A型嬰兒，B型嬰兒次之。之所以好發(fā)于A型嬰兒是由于A抗原的抗原性大于B抗原。雖然母體中抗A和抗B抗體均為IgM，一般不能通過胎盤屏障進入胎兒體內(nèi)，但也有人能夠產(chǎn)生IgG型抗A和抗B抗體，它們能夠進入胎兒體內(nèi)。具有Ig

15、G型抗A和抗B抗體的O型母親比A型或B型母親明顯為多，而且抗體平均效價也較高，所以O(shè)型母親好發(fā)。胎兒體內(nèi)的血清和組織中A抗原和B抗原對進入體內(nèi)的抗體有一定的吸收作用，在一定程度上降低了溶血病的發(fā)生。（二）Rh血型不相容溶血癥Rh溶血病好發(fā)于母親是Rh陰性而新生兒是Rh陽性的新生兒中，由于我國Rh陰性個體很少，所以發(fā)病比例并不高，但病癥較ABO新生兒溶血重。Rh溶血病很少發(fā)生于第一胎，因為進入母體的胎兒細胞數(shù)量少，產(chǎn)生的抗體也少，不至于引起胎兒或新生兒溶血。在第一次分娩時（或自然流產(chǎn)、人工流產(chǎn)、剖腹產(chǎn)等），由于胎盤損傷、滲血，可有一定數(shù)量的胎兒細胞進入母體，使其致敏。當(dāng)再次妊娠時，再次進入母體的

16、胎兒細胞雖然數(shù)量不多，但由于是“再次免疫”，幾天之內(nèi)就可以產(chǎn)生足夠的抗體，并且是容易穿透胎盤的IgG型抗體，因而造成胎兒溶血。如果母親在妊娠第一胎前接受過Rh陽性血液的輸血，或當(dāng)年母親本人出生時，有其母親Rh陽性血液進入，使其已經(jīng)致敏，這種情況就有可能導(dǎo)致第一胎胎兒溶血。生過Rh溶血病患兒的母親，再次妊娠時是否會再發(fā)，取決于胎兒父親是否為Rh陽性純合子，如是純合子則以后每胎都不能幸免；如是雜合子則有1/2再發(fā)風(fēng)險。Rh溶血病的病癥較重，常導(dǎo)致胎兒宮內(nèi)死亡或新生兒黃疸。為了防止Rh溶血病的發(fā)生，可在第一胎出生后72小時內(nèi)給予母親抗D血清制劑注射，以破壞母體內(nèi)的胎兒細胞，再次妊娠到29周時，再次注

17、射抗D血清制劑，可有效地防止Rh溶血病。對Rh陰性個體的各種原因流產(chǎn)、宮外孕以及輸過Rh陽性血液者，也應(yīng)該注射抗D血清制劑。第二節(jié) HLA系統(tǒng)與醫(yī)學(xué)人類白細胞抗原（human leucocyte antigen，HLA）又稱為主要組織相容性抗原（MHA），它分布在所有有核細胞表面，由于這類抗原首先在白細胞上發(fā)現(xiàn)，所以被稱為白細胞抗原，這類抗原決定著機體的組織相容性，對排斥應(yīng)答起著決定性作用。編碼這類抗原的基因群稱為主要組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex，MHC），在人類稱為HLA復(fù)合體，或稱HLA系統(tǒng)。該領(lǐng)域的研究發(fā)展十分迅速，為許多疾病特別是自

18、身免疫性疾病、腫瘤、感染性疾病的預(yù)防、診斷和治療提供幫助。HLA復(fù)合體是人類中最復(fù)雜、最富有多態(tài)性的遺傳系統(tǒng)。HLA復(fù)合體位于6p21.31，全長3600kb，已經(jīng)確定的基因位點有224個，其中128個為功能型基因，具有表達產(chǎn)物。HLA復(fù)合體具有以下幾個特點：是免疫功能相關(guān)基因最集中、最多的一個區(qū)域，128個功能性基因中39.8%具有免疫功能；是基因密度最高的一個區(qū)域，平均每16kb就有一個基因；是最富有多態(tài)性的一個區(qū)域，因此也是一個理想的遺傳標(biāo)記區(qū)域，但高度多態(tài)性為在器官移植中選擇合適的供體帶來了困難；是與疾病關(guān)聯(lián)最為密切的一個區(qū)域。一、HLA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成HLA系統(tǒng)共分三個基因區(qū)：類、類

19、和類，其排列順序見圖15-2。圖15-2HLA系統(tǒng)染色體定位和排列順序示意圖（一）HLA-類基因區(qū)HLA-類基因區(qū)由4個部分組成：經(jīng)典基因、非經(jīng)典基因、假基因和MIC基因。他們并非集中排列，而是相互交織排列在該區(qū)中。具體的排列參見圖15-3。圖15-3 HLA-類基因區(qū)各基因排列示意圖1經(jīng)典基因由HLA-A、HLA-B和HLA-C組成，是三個發(fā)現(xiàn)最早的基因位點。他們均編碼抗原分子的重鏈（鏈），而抗原分子的輕鏈（鏈）則由2微球蛋白基因（位于15號染色體上）編碼。這些抗原廣泛分布于機體的有核細胞表面。已知HLA-A具有207個等位基因；HLA-B有412個；HLA-C有100個。2非經(jīng)典基因由HL

20、A-E、HLA-F和HLA-G組成，這些抗原呈局限性分布。HLA-E分子是NK細胞抑制性受體CD94/NKG2的特異性配體；HLA-G僅表達在與母體組織直接接觸的胎兒滋養(yǎng)層細胞上。非經(jīng)典基因等位基因數(shù)均很少。3假基因 由HLA-L、HLA-H、HLA-J和HLA-X組成。這些基因均因突變而無表達產(chǎn)物。4MIC基因（MHC class chain-related，MIC） 由MIC-A、MIC-B、MIC-C、MIC-D和MIC-E組成。MIC-A與MIC-B為功能基因，其他為假基因。MIC-A具有51個等位基因，主要表達在胃腸道細胞上，并受到熱休克蛋白的調(diào)節(jié)。其他MIC基因至今未發(fā)現(xiàn)等位基因。

21、（二）HLA-類基因區(qū)HLA-類基因區(qū)由HLA-類經(jīng)典基因（DR區(qū)；DQ區(qū)和DP區(qū)）和HLA-類非經(jīng)典基因組成，具體的排列參見圖15-4。圖15-4 HLA-類基因區(qū)各基因排列示意圖1經(jīng)典基因經(jīng)典基因由DR區(qū)、DQ區(qū)和DP區(qū)組成，各自呈現(xiàn)集中排列。DR區(qū)含DRA和DRB，而DRB又可細分成DRB1DRB9。DRB的基因類型和數(shù)目隨單倍型的不同而變化，即組合的數(shù)目和順序不同，如DRB1-DRB6-DRB5-DRB9的排列組合，但DRB1是每一個人都具有的。DRA和DRB共同決定了組成由血清方法檢出的DR1DR18抗原的特異性。DRB1的等位基因數(shù)已知達271個，是類區(qū)域中多態(tài)性最豐富的基因。DQ

22、區(qū)含DQA1、DQB1、DQA2、DQB2和DQB3，其中A1和B1是功能基因，共同編碼DQ分子。已知DQA1的等位基因有20個；DQB1的等位基因有45個。DP區(qū)含DPA1、DPB1、DPA2和DPB2，其中A1和B1是功能基因。2非經(jīng)典基因由DM、TA、LM和DO區(qū)組成，DM又由兩個基因組成，DMA和DMB，集中排列；其他區(qū)則交錯排列。（三）HLA-類基因區(qū)HLA-類基因區(qū)由多種類型的基因組成，是人類基因組中基因密度最大的區(qū)域（圖15-5）。圖15-5 HLA-類基因區(qū)各基因排列示意圖在HLA-類基因區(qū)中，C2、Bf和C4為補體基因，C4基因中的C4A和C4B具有高度同源性，C4A通常為長

23、基因（22kb），C4B則有長基因（22kb）和短基因（16kb）兩種形式，長基因是由于C4B基因的第9內(nèi)含子插入了一個6.5kb的片斷所致。C4基因具有高頻無效等位基因，C4A的無效等位基因頻率在5%15%之間；C4B的無效等位基因頻率在10%20%之間。高頻不表達可能與自身免疫性疾病的易感性有關(guān)。CYP21為21-羥化酶基因，由CYP21A和CYP21B組成。CYP21A是假基因，CYP21B編碼腎上腺21-羥化酶。HSP70編碼70kD熱休克蛋白；TNF編碼腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）；LTA編碼淋巴毒素；LTB編碼淋巴毒素。二、HLA與疾病的關(guān)聯(lián)關(guān)

24、聯(lián)（association）是兩個遺傳性狀在群體中實際同時出現(xiàn)的頻率高于隨機同時出現(xiàn)的頻率的現(xiàn)象。在進行關(guān)聯(lián)分析時，可通過在群體中比較患者與正常人某些特定等位基因及其產(chǎn)物的頻率來進行。關(guān)聯(lián)程度用相對風(fēng)險率（relative risk，RR）表示（Woolf公式，其中P：病人數(shù)；C：對照人數(shù)；+：具有某等位基因；-：無某等位基因）：RR=（P+×C ）（P ×C+）HLA系統(tǒng)是第一個被發(fā)現(xiàn)與疾病有明確關(guān)聯(lián)的遺傳系統(tǒng)。自上世紀(jì)60年代后期，國際間開展了大量研究工作，對500多種疾病進行了分析，已發(fā)現(xiàn)有60多種疾病與HLA系統(tǒng)有關(guān)聯(lián)，表10-2列舉了一些與HLA關(guān)聯(lián)的疾病。表10

25、-2 HLA與某些疾病的關(guān)聯(lián)疾病HLA分子患者頻率（%）對照頻率（%）相對風(fēng)險率（%）強直性脊椎炎(ankylosing spondylitis，AS)B27>959>150Reiter 病B27>859>40急性前葡萄膜炎(acute anterior uveitits)B27689>20亞急性甲狀腺炎（subacute thyroiditis）B35701414銀屑?。╬soriaisis vulgaris）CW687337發(fā)作性睡眠（narcolepsy）DQ6>9533>38突眼性甲狀腺腫（graves disease）DR365274重癥肌無

26、力（myasthenia gravis）DR350272Addison 病DR369275類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎（rheumatoid arthritis）DR481339乳糜瀉（celiac disease）DQ29928>250多發(fā)性硬化（multiple sclerosis）DR2，DQ68633121型糖尿?。?type1 DM）DQ8812314DQ6<1330.02近年來對HLA系統(tǒng)與疾病關(guān)聯(lián)的研究已從單一基因擴展到整個HLA復(fù)合體中的某一段。實踐證明，這種關(guān)聯(lián)研究可能比單個基因型-表型研究更有意義。例如北美白種人DR4和B62抗原攜帶者患類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的RR值分別為5.0和2.

27、5，而B62-Bf-C4A-C4B-DR4攜帶者的RR值為16.1，大大高于DR4和B62的RR值之和。據(jù)推測，某些疾病的易感基因可能不是單一座位的等位基因，而可能是多個基因座等位基因組成的基因群，因此聯(lián)合研究可能會在尋找疾病易感性基因中提供更有價值的信息。HLA抗原在多數(shù)情況下可能并不是病因，而僅是一種遺傳標(biāo)志，它與種族、民族和群體有關(guān)，在研究其與疾病關(guān)聯(lián)時，必須考慮這個因素。HLA與疾病關(guān)聯(lián)的機制目前還不清楚，可能的機制有：分子模擬學(xué)說。HLA分子可能與某種病原體分子結(jié)構(gòu)上有相似之處，使機體不能對病原體產(chǎn)生有效的免疫應(yīng)答，或者在對病原體的免疫應(yīng)答中同時損害了機體自身。如AS患者細胞表面B2

28、7抗原與肺炎菌的成分有一段共同的氨基酸序列；受體學(xué)說。HLA抗原可能作為病原體的受體，二者結(jié)合導(dǎo)致機體損傷；或者與膜受體相似而競爭性結(jié)合激素；連鎖不平衡學(xué)說。真正的疾病易感性基因并不是HLA基因，而僅是作為可供檢出的遺傳標(biāo)記的HLA基因與真正的易感性基因緊密連鎖；自身抗原提呈學(xué)說，HLA-類分子在結(jié)合并提呈抗原到反應(yīng)性T細胞的過程中，類抗原表達過少或過多，不同亞區(qū)的鏈和鏈發(fā)生錯配，形成新的抗原性，產(chǎn)生了自身組織的損傷；免疫耐受學(xué)說，人體內(nèi)存在某物質(zhì)的耐受性片斷，此片斷為HLA分子遞呈以后，機體免疫系統(tǒng)便對該物質(zhì)建立免疫耐受，與某些疾病相關(guān)的保護性HLA基因產(chǎn)物與該耐受性片斷的親和力高，而易感H

29、LA基因產(chǎn)物與該片斷的親和力較低。三、HLA抗原與器官移植器官移植是臨床上重要的治療手段，而器官移植所面臨的最大難題之一是排斥反應(yīng)。當(dāng)供體和受體之間存在抗原差異時，受體的免疫系統(tǒng)就能夠識別異己而引發(fā)強弱不等的排斥，這種過程稱為組織不相容性（histoincompatibility）。在排斥反應(yīng)中，HLA系統(tǒng)起著最重要的作用，其次紅細胞血型也發(fā)揮了重要作用。由于HLA的高度多態(tài)性，決定了不同個體間差異的多樣性，因此在人群中，特別是無血緣關(guān)系的人群中，找到HLA相同的概率非常低，因此在進行器官移植前，供體必須進行嚴(yán)格的組織配型，使受體和供體之間的HLA盡可能地相近，最大限度地減少排斥反應(yīng)。處于同一

30、條染色體上連鎖基因群稱為單倍型（haplotype）。由于HLA基因的緊密連鎖，使得每個HLA單倍型能夠完整的遺傳給下一代，所以子代總是得到一條父親的單倍型和一條母親的單倍型，因而親子之間一定共有一條單倍型，即HLA半相同。同胞之間的HLA相似性存在三種情況：完全相同、半相同和完全不同。如果以ab代表父親的兩個單倍型；cd代表母親的兩個單倍型，子代就可能有ac、ad、bc、bd四種基因型，每種基因型的機會各為1/4，所以同胞之間HLA完全相同的機會為1/4；完全不同的機會也為1/4；半相同的機會為1/2（圖15-6）。當(dāng)然，這里是假定a、b、c、d 4種單倍型中的基因完全不相同，如果父母單倍型

31、中有部分相同的HLA基因，上述的1/2、1/4數(shù)字就應(yīng)修定。也不會出現(xiàn)“完全不相同”。上述遺傳分析為在器官移植中尋找HLA相同個體提供了范圍。由于在遺傳過程中是以單倍體為單位的，所以在實踐中只需檢測到數(shù)個位點的基因相同，即可認定單倍型相同。這一點與非血緣關(guān)系的供體不同。圖15-6 HLA單倍型遺傳示意圖HLA單倍型的分析告訴人們在進行器官移植時，首先應(yīng)該在同胞中尋找HLA抗原完全相同的供體，如果是同卵雙生子，理論上HLA完全相同，移植成功率為100%；其次在同胞中尋找1/2相同者，或取其父母，因為肯定為1/2相同。在近親婚配的家系中也會有較多的機會找到HLA相近的供體。由于ABO血型抗原不僅存

32、在于紅細胞表面，同時也存在于其他組織細胞上，因此進行器官移植配型時，ABO血型相容也是首要條件，其配型的原理與方法與輸血相同。四、HLA的DNA分型所謂DNA分型即利用DNA檢測技術(shù)，確定HLA基因不同結(jié)構(gòu)，以達到HLA抗原分型的目的。HLA分型過去主要采取血清學(xué)和細胞學(xué)的方法。近十幾年來，HLA的DNA分型方法迅速發(fā)展，成為一種全新的方法，該方法準(zhǔn)確、靈敏，并且能夠檢測出傳統(tǒng)方法無法檢出的類型。隨著分子生物學(xué)手段的普及應(yīng)用，該技術(shù)日趨完善，并在其他領(lǐng)域如腫瘤學(xué)等得到廣泛應(yīng)用。能夠檢測DNA分子結(jié)構(gòu)差異的技術(shù)都可以用于HLA分型。以HLA-類抗原的分型方法為例，血清學(xué)檢測有3個明顯的不足：隨著

33、新的等位基因特異性被發(fā)現(xiàn)，血清學(xué)方法難以獲得相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)抗血清；較多的交叉反應(yīng)使亞型分辨困難；標(biāo)準(zhǔn)血清的篩選技術(shù)復(fù)雜、難度大，至今還缺乏C位點的血清學(xué)分型的理想試劑。對于大多數(shù)HLA-A位點來說，血清學(xué)分型有較理想的結(jié)果。但自第九屆組織相容性會議確認A33，A34，A36，A43，A66，A68和A69的特異性，此后A74和A80的特異性又被分辨出來，但血清學(xué)上至今尚無理想的特異性分型試劑。因此，近年對A位點的分型開始由血清學(xué)轉(zhuǎn)入DNA分型。Bozon采用二步法SSP（特異引物聚合酶鏈反應(yīng)）并與SSOP（寡核苷酸探針雜交）比較，可分辨出所有A位點的等位基因，分型結(jié)果明顯優(yōu)于血清學(xué)方法。Blasc

34、zyk采用SSP結(jié)合測序和SSCP（單鏈構(gòu)像多態(tài)性）分析48份細胞株和153份樣本，結(jié)果表明所有A位點亞型均可準(zhǔn)確分辨出來，重復(fù)率100。在所有A1-A80可能的231種組合中，除13種外，全部可分辨出來。采用固相測序和SSCP分析可分辨出所有A位點的48個等位基因，在總計1128種A位點等位基因組合中，只有4種需要重復(fù)。Bunce采用188個引物組成144個PCR反應(yīng)建立一步法SSP用于所有類和類抗原DNA分型，擴增在同一條件下進行，借助常規(guī)瓊脂糖凝膠電泳，可在3小時內(nèi)完成分型。可分辨的等位基因包括A位點20個、B位點42個、C位點14個、DRB1位點15個、DRB3、DRB4、DRB5共7

35、個和DQB1位點5個，總計達102個。不但分辨率高于血清學(xué)方法，分型時間快速，適合于移植快速配型的需要，還可分辨出4個新的B位點等位基因。經(jīng)過9個月對1010份臨床樣本的分型均獲得成功，只有57份(占5.6)的分型結(jié)果需要重復(fù)。以往在移植中供受者配型大多采用血清學(xué)方法，許多事實表明一些HLA-類血清學(xué)匹配的骨髓移植和腎移植也會發(fā)生移植物抗宿主病，或宿主抗移植物反應(yīng)。用分子生物學(xué)方法分析表明有些供受者血清學(xué)匹配只是表型的匹配，基因型是不匹配的。有人發(fā)現(xiàn)供受者等位基因不同即使其產(chǎn)物（表型）僅一個末端氨基酸之差就可發(fā)生排斥反應(yīng)，而此時血清學(xué)方法是無法識別的。第三節(jié) 遺傳性免疫缺陷病免疫系統(tǒng)是人體的主

36、要防御系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)和功能相當(dāng)復(fù)雜，免疫反應(yīng)涉及到T細胞、B細胞和巨噬細胞之間錯綜復(fù)雜的聯(lián)系以及它們的產(chǎn)物，一旦某一環(huán)節(jié)發(fā)生障礙，就會出現(xiàn)不同類型的免疫缺陷（immunodeficiency），如果是由于遺傳因素導(dǎo)致的免疫缺陷則稱為遺傳性免疫缺陷病。主要有以下幾種類型：細胞免疫缺陷，如遺傳性胸腺發(fā)育不全而導(dǎo)致T細胞缺陷；B細胞缺陷，導(dǎo)致免疫球蛋白異常而造成體液免疫缺陷；顆粒白細胞（如吞噬白細胞）缺陷而引起的綜合癥；補體缺陷。一、遺傳性無丙種球蛋白血癥1952年，Bruton報道了第一例無丙種球蛋白血癥（agammaglobulinemia）。該病的特征是血循環(huán)中缺乏B細胞和球蛋白，較常見于男性新

37、生兒，患兒出生6個月后開始出現(xiàn)癥狀，如反復(fù)感染，包括肺炎、支氣管炎、腦膜炎、敗血癥等。本病表現(xiàn)為X連鎖隱性遺傳，致病基因位于Xq21.3-q22。該基因所編碼的蛋白為酪氨酸蛋白激酶。本病的發(fā)生是由于B細胞成熟受阻，體內(nèi)Ig水平極低。由于出生時新生兒體內(nèi)存留有母親的Ig，所以暫時不表現(xiàn)病癥。隨著年齡增長，母親的Ig日益減少而本身又不能有效地合成新的Ig，所以到6個月時開始出現(xiàn)病癥。該病可以通過定期注射無丙種球蛋白進行治療。除遺傳性無丙種球蛋白血癥外，臨床上還可以見到其他抗體缺陷患者，如IgA缺陷，該病的遺傳方式為常染色體隱性遺傳，發(fā)生率為1/6001/800。大部分患者無明顯癥狀，少部分患者伴有

38、呼吸道、腸胃道、泌尿道的細菌或病毒感染，消化不良，50%患者血清中出現(xiàn)抗食物蛋白抗體。二、嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷病嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷?。╯evere combined immunodeficiency，SCID）是T細胞和B細胞均缺乏或功能缺陷所導(dǎo)致的一類疾病，臨床表現(xiàn)及發(fā)病機制復(fù)雜多樣。一般該病患兒出生后6個月即出現(xiàn)病癥，由于體液免疫和細胞免疫幾乎完全缺乏，患兒表現(xiàn)出發(fā)育障礙，易患嚴(yán)重感染，特別是皮膚和粘膜的念菌珠病以及病毒、真菌、條件致病菌和肺囊蟲感染，患兒多夭折。該病的發(fā)病率為1/10萬1/50萬，95%為男孩。按照發(fā)病機制的不同，嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷病可分為4種。（一）X連鎖隱性遺傳SCID這是S

39、CID中最常見的一種，約占SCID患者的50，發(fā)病機制為IL2、IL4、IL7、IL9、ILl5受體的鏈突變，引起T細胞和NK細胞早期分化受阻。鏈的編碼基因位于X染色體上，是受體傳導(dǎo)信號的主要成分。由于上述受體在T、B細胞和NK細胞增值分化過程中的重要作用，因此他們的受體變化必然引起體液免疫和細胞免疫的嚴(yán)重異常。目前已知X連鎖SCID的突變包括點突變、缺失、插入、移碼突變、剪接缺陷等。由于突變的部位不同，或鏈功能喪失，或僅僅減弱，導(dǎo)致嚴(yán)重程度不等的臨床表現(xiàn)。（二）常染色體隱性遺傳SCID最常見的是腺苷脫氨酶（ADA）缺陷癥，1972年由Giblett首次報道，占SCID病例20。ADA是一種嘌

40、呤降解酶，使腺苷脫去氨基產(chǎn)生次黃嘌呤核苷。ADA缺乏可導(dǎo)致體內(nèi)脫氧腺苷水平升高，脫氧腺苷逐漸磷酸化形成三磷酸脫氧腺苷。細胞內(nèi)大量脫氧腺苷及其代謝產(chǎn)物的蓄積，對細胞具有毒性，干擾DNA合成中所必需的核糖核酸還原酶的作用。ADA存在于所有組織細胞內(nèi)，但是ADA缺陷引起明顯病理改變的僅涉及少數(shù)組織，主要是淋巴細胞，還有骨生長停滯和神經(jīng)功能損害、腎臟、腎上腺損害等，這可能是不同組織對毒性代謝產(chǎn)物易感性不同所致。由于ADA的缺乏，使T、B細胞發(fā)育不全和產(chǎn)生功能障礙，導(dǎo)致嚴(yán)重細胞、體液免疫缺陷。ADA基因定位于染色體20q13，cDNA長1533bp編碼362個氨基酸。大多數(shù)ADA突變是無義突變。（三）M

41、HC表達缺陷包括MHC-類、類分子表達缺陷。MHC-類分子缺陷是由于TAP1或TAP2突變引起，TAPl和TAP2是轉(zhuǎn)運用于裝配MHC-類分子多肽的蛋白，其缺陷使患兒CD8+細胞和NK細胞缺乏。MHC-類分子缺陷的發(fā)病機制復(fù)雜，與反式激活因子的缺陷有關(guān)。這種患者缺乏CD4細胞，雖然B細胞數(shù)正常但血中無球蛋白。（四）其他類型的SCIDSCID患者也可由于淋巴細胞活化缺陷引起，包括CD3T細胞受體缺陷、細胞因子產(chǎn)生（如IL2）缺陷或信號傳導(dǎo)缺陷（如ZAP-70缺陷、Jak-3基因突變）。另外，IL7受體鏈基因突變也可引起常染色體隱性遺傳SCID。三、補體缺陷補體的激活與吞噬細胞的趨化、吞噬調(diào)理和炎

42、癥反應(yīng)均相關(guān)，并且可以協(xié)助抗體發(fā)揮效應(yīng)。補體缺陷的主要后果是機體對病原體的易感性增高。該病可以是單個補體成分缺乏，也可以是補體調(diào)控蛋白缺乏。該病大多表現(xiàn)出常染色體隱性遺傳，少數(shù)為常染色體顯性遺傳或X連鎖遺傳。第四節(jié) 遺傳性自身免疫病自身免疫性疾病（autoimmune disease，AID）是由于正常免疫耐受功能受損導(dǎo)致免疫細胞及其成分對自身組織結(jié)構(gòu)和功能的破壞，并出現(xiàn)一定臨床表現(xiàn)的一類疾病，種類多達40多種，發(fā)病機制涉及多基因、多因素。盡管這一類疾病具有一些共性，如常呈慢性發(fā)作、多發(fā)于女性、血清中存在特異或非特異性自身抗體、激素或免疫抑制劑治療有一定療效，但其發(fā)病機制仍是眾說紛紜，臨床治療

43、效果不甚理想。近年來由于邊緣學(xué)科及免疫學(xué)科本身的迅速發(fā)展，對自身免疫性疾病的研究也越來越深入。一、自身免疫病的分類自身免疫病的分類可按自身抗原（即靶組織）的分布分為全身性（即非器官特異性）和局限性（即器官特異性）兩類；或者按病程分為急性和慢性兩類（表15-2）。表15-2 自身免疫病的分類舉例器官特異性非器官特異性急性特發(fā)性血小板減少性紫癜自身免疫性溶血性貧血EB病毒感染后出現(xiàn)的多種自身抗體慢性重癥肌無力甲狀腺炎類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎系統(tǒng)性紅斑狼瘡二、自身免疫病的遺傳基礎(chǔ)已有大量動物實驗及臨床實驗表明，自身免疫性疾病與某些基因是有關(guān)聯(lián)的，包括HLA及非HLA基因。與HLA相關(guān)的最典型例子是強直性脊柱炎

44、，該病與HLA B27的相關(guān)性幾乎達100。再如自身免疫性甲狀腺疾病患者的甲狀腺上皮細胞、1型糖尿病患者的胰島細胞上都有HLA-類抗原的表達。自身反應(yīng)性TH細胞能夠識別這些靶細胞上的自身抗原和HLA-類抗原，從而釋放輔助因子輔助B細胞產(chǎn)生抗體，啟動自身免疫過程。與此同時，激活的TH細胞分泌大量的干擾素（IFN-），刺激更多的靶細胞表達類抗原，加重和延續(xù)了自身免疫應(yīng)答，這種異常表達類抗原的靶細胞可看作為自身抗原的呈遞細胞。在非HLA中，除凋亡基因及與凋亡相關(guān)的Bcl基因外，其他基因與自身免疫性疾病的發(fā)生有一定關(guān)系。已有報道在人類中，糖尿病的易感基因在TNF基因與HLA-B之間，研究表明猩猩患糖尿

45、病極少，比較猩猩與人的基因，猩猩在TNF基因與HLA-B之間缺失了長度約130kb160kb的基因。這說明該區(qū)的某些基因參與了疾病的易感性。自身免疫病常有家族遺傳傾向性，在有自身免疫病家族史的人群中發(fā)病率較高。上世紀(jì)70年代起，發(fā)現(xiàn)多種自身免疫病的發(fā)生率與一些HLA的檢出率呈陽性關(guān)系，大多數(shù)HLA系統(tǒng)與自身免疫病的相關(guān)性表現(xiàn)在HLA-B或DR抗原上。這些資料不僅有助于了解遺傳因素在自身免疫病發(fā)生中的意義，而且對于自身免疫病的診斷、預(yù)防和預(yù)后都有一定意義。三、幾種常見自身免疫?。ㄒ唬┫到y(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE）系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE）是非器官特異性自身免疫病中最典型的例子，累及多個組織器官，包括皮膚

46、、關(guān)節(jié)、心血管、腎、肝等部位和血細胞。臨床表現(xiàn)復(fù)雜多樣，呈反復(fù)發(fā)作并進行性加重。該病患者體內(nèi)出現(xiàn)的主要自身抗體是抗核抗體，如抗DNA、組蛋白、RNA和核仁的抗體。70%80% SLE患者血液中存在狼瘡細胞，它是受損的白細胞在抗核抗體作用后發(fā)生破裂和溶解，形成游離的均勻小體，小體被單核細胞吞噬后即形成狼瘡細胞。SLE的確切病因尚不明，可能因為發(fā)生了持續(xù)而慢性的病毒感染，削弱了細胞的免疫功能。病毒感染一方面使機體產(chǎn)生抗病毒抗體，另一方面破壞組織細胞或改變組織細胞的抗原性，而使機體產(chǎn)生大量抗自身組織的抗體；循環(huán)中的抗原-抗體復(fù)合物可能沉積在組織中及血管壁上，在補體的參與下造成多器官組織的損傷；另外某

47、些藥物的長期使用可以誘發(fā)SLE樣綜合癥，但停藥后往往可以恢復(fù)。（二）重癥肌無力重癥肌無力是一種影響神經(jīng)肌肉接頭傳遞的自身免疫病。表現(xiàn)為骨骼肌易產(chǎn)生疲勞，經(jīng)休息后有一定程度的恢復(fù)。該病的免疫學(xué)異常主要表現(xiàn)在兩個方面：胸腺病變，如增生、胸腺瘤等；2/3患者血清IgG增高，少數(shù)抗核抗體陽性，多數(shù)病人抗乙酰膽堿受體抗體陽性。由于抗乙酰膽堿受體抗體阻斷了神經(jīng)肌肉接頭處乙酰膽堿受體的功能，導(dǎo)致傳遞受阻。該病的確切病因不明，但表現(xiàn)出遺傳傾向，在該病患者中HLA-DR3抗原的檢出率較高。（三）類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（rheumatoid authritis，RA）是一種以關(guān)節(jié)滑膜炎為特征的慢性全身性自身免疫性疾病。其主要表現(xiàn)為：滑膜炎反復(fù)持久發(fā)作、關(guān)節(jié)內(nèi)骨和軟骨遭破壞，皮下結(jié)節(jié)、動脈炎等關(guān)節(jié)外系統(tǒng)的表現(xiàn)也很常見。RA的病因迄今不明，它是一種與細菌、病毒、性激素、遺傳等因素密切相關(guān)的疾病。病毒因素中，EB病毒曾引