История и наименование антигенов лейкоцитов человека.

Дополнительная информация: отторжение трансплантата , реакция «трансплантат против хозяина» и иммунная толерантность.

Человеческие лейкоцитарные антигены (HLA) начинались как список антигенов, идентифицированных в результате отторжения трансплантата. Первоначально антигены были идентифицированы путем категоризации и проведения масштабного статистического анализа взаимодействия между группами крови. Этот процесс основан на принципе серотипов . HLA не являются типичными антигенами, подобными тем, которые обнаруживаются на поверхности инфекционных агентов . HLA — это алло- антигены , они варьируются от человека к человеку в результате генетических различий.Орган, называемый тимусом , отвечает за то, чтобы Т-клетки , атакующие собственные белки, не выживали. По сути, иммунная система каждого человека настроена на определенный набор HLA и собственных белков, вырабатываемых этим человеком; ситуация идет наперекосяк, когда ткани передаются другому человеку. Поскольку люди почти всегда имеют разные «банки» HLA, иммунная система реципиента распознает трансплантированную ткань как чужую и уничтожает чужеродную ткань, что приводит к отторжению трансплантата . Именно благодаря осознанию этого были открыты HLA.

Открытие

Идея о том, что организм млекопитающих должен каким-то образом распознавать введенные чужеродные ткани, впервые возникла во время Второй мировой войны . Все началось с авиакатастрофы в разгар лондонского молниеносного нападения . Пилот получил серьезные ожоги, потребовавшие пересадки кожи; однако в то время пересадка кожи была рискованным делом, и ее часто отвергали по неизвестным причинам. Было предложено множество теорий, и только в 1958 году был обнаружен первый из этих «идентифицирующих» белков. Первая стандартизированная система наименования была создана в 1968 году Комитетом ВОЗ по номенклатуре факторов системы HLA. Исследования HLA не набирали обороты до 1980-х годов, когда группа исследователей наконец выяснила форму белка HLA-A*02 (лишь одного из многих специфических белков HLA). Совсем недавно, в 2010 году, комитет ВОЗ, ответственный за наименование всех белков HLA, пересмотрел свои стандарты наименования, чтобы внести больше ясности и специфичности в систему наименования.

Питер Медавар - первый, кто по-настоящему исследовал иммунное отторжение, и человек, который положил начало современной иммунологии.

Идентификация несамостоятельности

Питер Медавар был зоологом, ставшим клиницистом, который специализировался на ожоговых травмах. Авиакатастрофа возле его дома изменила путь его карьеры, превратив его работу с ожогами из простой научной деятельности в полноценный поиск спасения жизней. Медавару и шотландскому хирургу Тому Гибсону было поручено работать в ожоговом отделении Королевского лазарета Глазго. Первое озарение пришло, когда пара решила поэкспериментировать и пересадила часть раны кожей пациента, а другую часть - кожей брата пациента. Через несколько дней кожные трансплантаты брата были полностью уничтожены. Последующие трансплантаты кожи брата разрушались еще быстрее, и этот факт дал им необходимые доказательства для причастности иммунной системы. Позже Медавар повторил этот эксперимент на кроликах, и 625 операций позже подтвердили их первоначальные выводы. Затем Медавар отправился на поиски причины, по которой кролики отвергают чужие трансплантаты.

Медавар продолжил свою работу, на этот раз с командой из трех человек в Университетском колледже Лондона в 1950-х годах. Коллегами Медавара были Лесли Брент , аспирант, и Руперт Биллингем , первый аспирант Медавара в Оксфорде несколькими годами ранее. Благодаря тщательно спланированным экспериментам трио показало, что мыши, подвергшиеся воздействию клеток неродственных мышей в качестве зародыша, не отторгали кожные трансплантаты от тех же самых мышей. За это открытие Медавар и австралийский ученый Макфарлейн Бернет получили Нобелевскую премию 1960 года.

Абстрактная схема клональной селекции В- и Т-лимфоцитов. Условные обозначения: 1. Гемопоэтические стволовые клетки 2. Незрелые лимфоциты с различными рецепторами 3. «Собственные»-антигены из тканей организма 4. Зрелые, неактивные лимфоциты 5. Инородный антиген 6. Клонированные активированные лимфоциты

Наученная толерантность к себе

Бернет, независимо от Медавара, пришел к выводу, что иммунная система должна научиться переносить любые собственные клетки, и предположил, что это должно происходить во время развития плода. За это он совместно был удостоен Нобелевской премии в 1960 году. Работа Бёрнета продолжилась, и в 1957 году вместе с Нильсом Йерне опубликовал статью, которая изменила и произвела революцию в теории антител. «Бернет предположил, что одна клетка создает антитело определенной формы и что все наши иммунные клетки, производящие антитела, вместе образуют невообразимо обширный набор из 10 миллиардов антител, каждое из которых имеет немного разную форму». Таким образом, всякий раз, когда в организме человека появляется чужая молекула, одно из этих антител будет иметь достаточно точную форму, чтобы связаться с этой молекулой. Эта идея известна как теория клонального отбора . В то время многие ведущие ученые, в том числе Лайнус Полинг и Джеймс Уотсон, полностью отвергли эту идею, но повторные эксперименты, направленные на опровержение теории, на самом деле послужили сбору большого количества доказательств, подтверждающих теорию Бёрнета и Джерна.

Самая большая слабость теории Бёрнета заключалась в том, что он не мог объяснить, как организм отбирает иммунные клетки, которые идентифицируют только чужие. В 1961 году Жак Миллер опубликовал статью, предлагающую объяснение. Миллер был аспирантом Исследовательского института Честера Битти в Лондоне. Его открытие было сосредоточено на тимусе. Тимус долгое время считался не чем иным, как хранилищем мертвых клеток. Миллер не поверил этой гипотезе. Удалив тимус у мышей с лейкемией на раннем этапе жизни, он обнаружил, что у мышей резко ослаблена иммунная система. Вдохновленный работой Медавара по трансплантации кожи, он провел серию экспериментов по пересадке кожи, которые показали, что мыши с ослабленным иммунитетом не отторгают кожные трансплантаты от генетически неидентичных мышей. Затем Миллер выдвинул гипотезу, что тимус играет важную роль в построении и поддержании иммунной системы. В этот момент Бернет вернулся к этой картине, расширив гипотезу и уточнив, что мертвые клетки, обнаруженные в тимусе, не являются старыми иммунными клетками, а клетками, которые активируются собственными молекулами. Другими словами, любая клетка, которая связывается и, следовательно, «узнает» собственную молекулу, погибает перед выходом из тимуса. Позже было обнаружено, что эти клетки относятся к одному из трех типов Лимфоциты , Т-клетки (названные в честь своего происхождения, тимус).

Идентификация первых HLA

В 1958 году Жан Доссе, Джон ван Руд и Роуз Пейн опубликовали статьи, в которых описали антитела в сыворотке человека , которые реагировали с лейкоцитами многих, но не всех других подопытных людей. В частности, Жан Доссе изучал сыворотки пациентов, которым неоднократно переливали кровь , и обнаружил семь сывороток, которые имели очень похожее поведение: они агглютинировали лейкоциты 11 из 19 протестированных лиц. Таким образом, он обнаружил аллоантиген на лейкоцитах человека, который впоследствии назвал MAC по инициалам трех важных добровольцев, участвовавших в его экспериментах. Антиген MAC (позже известный как HLA-A2 ) присутствовал примерно у 60% населения Франции . За свое открытие Дауссе получил Нобелевскую премию в 1980 году.

В ходе последующего исследования Джон ван Руд и Роуз Пейн продолжили изучение сывороток нескольких женщин, рожавших несколько раз , и выявили больше лейкоцитарных антигенов. А именно, в 1962 году Ван Руд проанализировал реакции 60 сывороток против лейкоцитов от 100 доноров и обнаружил, по-видимому, диаллельную систему двух лейкоцитарных антигенов, которую он назвал 4a и 4b (позже известную как HLA-Bw4 и HLA-Bw6). ), в то время как Пейн с сотрудниками в 1964 году обнаружил два лейкоцитарных антигена LA1 и LA2 (позже HLA-A1 и HLA-A2 ), по-видимому, контролируемых аллелями , и предположил существование по крайней мере одного дополнительного антигена, который мог бы контролироваться дополнительным аллелем в тот же локус гена . Кроме того, примерно в то же время несколько других исследователей начали выявлять больше лейкоцитарных антигенов.

В этот момент все исследователи осознали, что объем данных, которые они могут получить, значительно превышает объем любого предыдущего исследования, поэтому сотрудничество будет иметь важное значение. Первая международная встреча, состоявшаяся в 1964 году, выявила трудности такой масштабной совместной работы. Различные экспериментальные методы и непоследовательность в выполнении одних и тех же тестов, а также неоднородность систем именования в совокупности сделали сотрудничество невероятно трудным.

Всемирная организация здравоохранения вмешалась

В 1967 году Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) решила, что для исследования HLA необходима официальная система именования. Это, в свою очередь, поможет в организации и облегчит унификацию данных, собираемых в многочисленных лабораториях по всему миру. Этот комитет существует до сих пор и значительно ускорил темпы исследований HLA. Первое заседание этого комитета в 1968 году установило руководящие принципы и правила, регулирующие деятельность HLA. Во-первых, гены совместимости были разделены на два типа: класс I и класс II. Молекулы класса I были идентифицированы посредством реакций между сывороткой крови и клетками. Молекулы класса II идентифицировали по смесям лейкоцитов. Во-вторых, гены совместимости были переименованы в человеческие лейкоцитарные антигены (HLA). Несмотря на это разъяснение и постоянно растущее число выявленных HLA, никто не знал, как они работают.

Ограничение MHC

Структура белка HLA-A*02. Спирали ( α-спирали ) в верхней части изображения — это края канавки для переплета. Красная линия между ними обозначает пептид (в данном случае гетероклитический вариант пептида меланомы E1A). Стрелки ( β-листы ) служат якорем, удерживающим белок в клеточной мембране.

В конце 1973 года пара исследователей из Австралии Рольф Цинкернагель и Питер Доэрти сделали разоблачающее открытие, которое навсегда изменило мышление иммунологов. Пара проводила исследования вирусных инфекций у мышей и заметила, что Т-клетки, предотвращающие вирусные инфекции у некоторых мышей, не всегда предотвращают ту же инфекцию у других мышей. Изучив MHC, присутствующие у мышей, они поняли, что цитотоксические Т-клетки могут идентифицировать вирусные инфекции только в клетках с правильным геном совместимости класса I. Традиционное мнение заключалось в том, что иммунная система напрямую идентифицирует инфекции, но это открытие перевернуло эту теорию с ног на голову. Гены совместимости сыграли важную роль в очистке вируса, опосредованной иммунной системой. Пара придумала термин «ограничение MHC», чтобы описать эту связь между Т-клетками, специфическими белками MHC и обнаружением вируса. В 1975 году в статье в журнале Lancet они представили идею «измененного себя», означающую, что вирусы изменяют белки MHC, и это изменение обнаруживается Т-клетками. За свою работу они получили Нобелевскую премию 1996 года. Потребовалась работа многих других, чтобы определить, как Т-клетки осуществили эту идентификацию.

Дополнительная информация: Т-клетки и ограничение MHC.

Открытие формы белка

Почти все важные молекулы в организме являются белками . Белки работают, каждый из них имеет определенную последовательность аминокислот и определенную форму. Определить порядок аминокислот относительно просто. Поиск формы требует использования рентгеновской кристаллографии , и это совсем не просто. Группе из трех исследователей из Гарварда — Дона Уайли , Джека Строминджера и Памелы Бьоркман — потребовалось восемь лет, чтобы выяснить структуру белка HLA. Они работали конкретно с HLA-A*02. Бьоркман выполнил большую часть работы ног и за семь лет сумел собрать воедино структуру 90% белка. Однако эти последние 10% были неуловимыми. Потребовался еще год работы, чтобы наконец раскрыть полную структуру HLA-A*02. Они завершили свою работу весной 1987 года, обнаружив, что последние 10% образуют «чашку» (своего рода), расположенную на вершине молекулы. Это был идеальный размер для хранения пептидов. Другие исследователи ранее определили, что Т-клетки могут распознавать клетки, инфицированные вирусом, клетки, которым инъецировали один белок вируса, и даже клетки, которым инъецировали кусочки белка вируса. Открытие структуры белка HLA совершенно ясно показало, что белки HLA удерживают вирусные пептиды в своих связывающих канавках. Но исследовательская группа из Гарварда на этом не закончила. Они также заметили, что в связывающей канавке молекул HLA явно находился пептид, который они использовали для определения формы. Однако клетки, из которых они извлекли белок, определенно не были инфицированы какими-либо вирусами, вызывающими заболевания. Вывод, который они сделали и который сохраняется по сей день, заключается в том, что молекулы HLA могут связывать как собственные, так и чужеродные пептиды.

Номенклатура

Текущая система именования HLA

Самая последняя система наименования HLA была разработана в 2010 году Комитетом ВОЗ по факторам системы HLA. Существует два типа MHC: класс I и класс II. Оба названы в одной системе. В настоящее время существует 7678 аллелей класса I и 2268 аллелей класса II.

showАллель HLA класса I и количество белка
Gene	A	B	C	E	F	G
Alleles	2432	3086	2035	13	22	50
Proteins	1740	2329	1445	5	4	16

show HLA класса I псевдогена Аллели
Gene	H	J	K	L	P	V
Alleles	12	9	6	5	5	3

show HLA класса II Аллели и белки
Gene	DRA	DRB	DQA1	DQB1	DPA1	DPB1	DMA	DMB	DOA	DOB
Alleles	7	1476	51	459	37	193	7	13	12	13
Proteins	2	1091	32	303	19	160	4	7	3	5
Gene	DRB1	DRB2	DRB3	DRB4	DRB5	DRB6	DRB7	DRB8	DRB9
Alleles	1375	1	58	15	20	3	2	1	1
Proteins	1020	0	46	8	17	0	0	0	0

Протокол именования HLA

HLA-именование поначалу может сбить с толку. Все аллели начинаются с «HLA», что означает, что они являются частью генов MHC человека. Следующая часть (HLA -A или HLA -B ) определяет, модификацией какого гена является аллель. Первые две цифры (HLA-A *02 ) обозначают тип антигена, который представляет собой конкретный аллель, что обычно означает наличие серологического антигена. Другими словами, HLA с одним и тем же типом антигена (HLA-A*02:101 и HLA-A*02:102) не будут реагировать друг с другом в серологических тестах. Следующий набор цифр (HLA-A*02 :101 ) указывает, какой белок кодирует аллель, и они пронумерованы последовательно в порядке их обнаружения. Любой HLA, имеющий здесь другой номер, производит другой белок (AKA имеет замену нуклеотида, при которой одна аминокислота заменяется другой). Третий набор чисел (HLA-A*02:101 :01 ) указывает на вариант аллеля, который имеет другую последовательность ДНК, но продуцирует тот же белок, что и нормальный ген. Последний набор цифр (HLA-A*02:101:01 :01 ) используется для обозначения одно- или множественного нуклеотидного полиморфизма в некодирующей области гена. Последний аспект именования HLA — это буква (HLA-A*02:101:01:01 L ). Всего шесть букв, каждая из которых имеет разное значение.

Письмо	Значение
Н	Нулевой аллель (продуцирует нефункциональный белок)
л	Более низкая, чем обычно, экспрессия на клеточной поверхности
С	Растворимый белок не обнаружен на поверхности клетки
вопрос	Сомнительно (аллель может влиять на нормальное выражение)
С	Белок, присутствующий в цитоплазме, но не на поверхности клетки.
А	Аберрантная экспрессия (неясно, экспрессируется ли белок)

Создание системы

У человека может быть два антигенных белка на один генетический локус (по одному гену от каждого родителя). При первом обнаружении идентифицированные антигены группировались, образуя группы, в которых у каждого человека обнаруживалось не более двух антигенов на кластер. Группа серотипов «А» состояла из HL-А1, А2, А3, А9, А10, А11. Другой кластер «B» содержал A7, A8, A12, A13, A14, A15. Было обнаружено, что антиген HL-A4 встречается на лимфоидных клетках. Поскольку «HL-антигены» больше не принадлежали к одной группе, потребовалась новая система наименования.

В 1968 году впервые собрался Номенклатурный комитет ВОЗ по факторам системы HLA. Они создали систему, разделившую HLA на HLA-A и HLA-B, A и B, соответствующие группе реактивных серотипов. Например, «HL-A2» стал HLA-A2 , «HL-A7» стал HLA-B7 , а «HL-A8» стал HLA-B8 .

В этом расположении были клетки, которые были «пустыми» или имели новые специфичности . Эти новые антигены назывались антигенами «W», и по мере того, как их переназначали в новые группы, например серотипы «А», они становились антигенами Aw или Bw. Было обнаружено, что некоторые антигены, которые ведут себя как антигены A и B, но могут быть исключены на основании исключения «2-типа максимум». Таким образом была создана новая группа «С». Классификация антигенов C все еще продолжается, и они сохранили название Cw, поскольку многие серотипы еще не разработаны.

Классификация антигенов «А4» была сложной. Подмножество «А4» превратилось в антигены D-области, которые представляли собой большой кластер генов, кодирующих MHC класса II. Произошло несколько переименований. D-область имеет 8 основных кодирующих локусов, которые объединяются, образуя 3 различные группы белков; ДП, ДК и ДР. Антигены DRw были первыми, которые подверглись расщеплению, и этот процесс стал проще благодаря наличию инвариантной альфа-цепи, но осложнился четырьмя локусами бета-цепи (DRB1, DRB3, DRB4 и DRB5). Серотипы на DQ реагировали с альфа- и бета-цепями или обеими определенными изоформами. Правильной классификации во многом способствовали секвенирование генов и ПЦР. Классификация и описание антигенов ДП продолжаются.

Генетика

Генетическая сложность типична для HLA

Наименование человеческих лейкоцитарных антигенов HLA « антигенами » глубоко укоренено в истории открытия их серотипов и аллелей . Нет сомнений в том, что терминология HLA может сбивать с толку, эта терминология является следствием сложной генетики, а также способа характеристики этих антигенов.

Историческая перспектива важна для понимания того, как были систематизированы HLA. Целью трансплантации органов было объяснить отторжение трансплантата у реципиентов и, конечно же, предотвратить отторжение в будущем. С этой точки зрения причиной отказов оказались «антигены». Точно так же, как бактериальные антигены могут вызывать воспалительную реакцию, антигены HLA от донора органа вызывали воспалительную реакцию при введении реципиенту. Это называется отторжением аллотрансплантата [алло = другой, трансплантат(медицинский) = трансплантат].

В двух словах, чтобы объяснить отторжение, некоторые компоненты иммунной системы сильно варьируются, агенты называются антигенами главной гистосовместимости (MHC). Антигены MHC вызывают отторжение неправильно подобранных трансплантатов органов. Изменчивость обусловлена ​​генетикой. С точки зрения эволюции человека, почему антигены MHC настолько изменчивы, тогда как многие другие человеческие белки лишены изменчивости? Причина заболевания «хозяин против трансплантата» на самом деле может быть связана с функциями системы.

Использование слова «аллоантиген» фактически маскирует тот факт, что HLA нечасто являются аутоантигенами у донора, и поэтому их функция заключается не в качестве антигенов, а в чем-то другом. Но наименование этих антигенов обусловлено не функцией, а необходимостью сопоставить доноров органов с реципиентами.

Трансплантация и отторжение трансплантата

Простой пример антигена HLA, вызывающего отторжение
А1, А2, В7, В8 не вызывают реакции, поскольку есть и у донора, и у реципиента, DR2 и DR3 обнаруживаются на лимфоидных клетках.

В начале 1960-х годов некоторые врачи предприняли более агрессивные попытки трансплантации органов . Мало зная о факторах совместимости , они предприняли попытку трансплантации между людьми, а также между нечеловеками и людьми. Иммунодепрессанты какое-то время помогали, но пересаженные органы либо всегда терпели неудачу, либо пациенты умирали от инфекций. Пациенты получали донорскую кожу, лейкоциты или почки от других доноров (так называемые аллотрансплантаты , что означает трансплантаты «разной генетики»). Если эти аллотрансплантаты отторгались, обнаруживалось, что реакция «отторжения» сопровождалась антителами опосредованной агглютинацией эритроцитов (см. рисунок). Начался поиск этих антигенов клеточной поверхности. Существует несколько процессов, посредством которых антитела могут снижать функцию:

• Острое отторжение. Антитела могут привлекать лимфоциты и заставлять их лизировать клетки посредством классического пути комплемента иммунной системы.
• Антитела могут связываться и изменять функцию (например, поток жидкости или предотвращение связывания лигандов с рецепторами).
• Цитокиновые реакции, вызывающие системные реакции.

Могут быть идентифицированы различные антигены

На прилагаемом рисунке два схожих гаплотипа (неизвестных ранним клиницистам) идентичны, за исключением одного антигена в верхнем гаплотипе. Трансплантат не может быть отторгнут, но если отторжение все же происходит, аллотипический белок, аллоантиген , в донорской ткани может индуцировать доминантные алло-реактивные антитела у реципиента.

Анализ антисыворотки

Агглютинация HLA-A3 -положительных эритроцитов против А3, (эритроцитов) с аллореактивной антисывороткой содержащей анти-А3 IgM

Анализ гемагглютинации . Генерируя иммунный ответ на антиген, B-клетки проходят процесс созревания: от продукции поверхностного IgM до продукции IgM в сыворотке и до созревания в плазматические клетки, продуцирующие IgG. Реципиенты трансплантата, у которых вырабатывается иммунный ответ, имеют как IgM, так и IgG. IgM можно использовать непосредственно в анализах гемагглютинации , изображенных справа. IgM имеет 10 антигенсвязывающих участков на молекулу, что позволяет сшивать клетки. Антисыворотка, специфичная к HLA-A3, затем агглютинирует эритроциты, несущие HLA-A3, если концентрация IgM в антисыворотке достаточно высока. Альтернативно, второе антитело к неизменной (F _c ) области IgG можно использовать для перекрестного связывания антител на различных клетках, вызывая агглютинацию.

Анализ фиксации комплемента . Тест связывания комплемента был модифицирован для анализа опосредованного антисывороткой лизиса эритроцитов.

Анализ высвобождения хрома . Этот анализ измеряет высвобождение (биологического) радиоактивного хрома из клеток в результате активности клеток-киллеров. Эти клетки привлекают антигены класса I, которые либо несут чужеродные антигены, либо являются чужеродными для иммунной системы.

Роль гаплотипов в идентификации антигенов

	Гаплотип 1			Гаплотип 2
Пример 1	А	Cw	Б	А	Cw	Б
Донор	1	7	8	3	7	7
Получатель	1	7	8	2	7	7
Аллореактивность				3
Пример 2
Донор	1	7	8	2	7	8
Получатель	1	7	8	3	7	8
Аллореактивность				2

У каждого человека есть два гаплотипа HLA — кассета генов, передаваемых от каждого родителя. Частоты гаплотипов у европейцев находятся в сильном неравновесии по сцеплению . Это означает, что существуют гораздо более высокие частоты определенных гаплотипов по сравнению с ожиданиями, основанными на случайной сортировке аллелей генов. Это способствовало открытию антигенов HLA, но было неизвестно исследователям-первопроходцам.

В таблицах случайная трансплантация между двумя неродственными индивидуумами привела к образованию антисыворотки к одному аллоантигену. Обнаружив эти близкие, но неидентичные совпадения, процесс с несколько родственными поверхностными антигенами гаплотипов был идентифицирован для HLA A, а в таблице ниже - для HLA B в то время, однако все они были сгруппированы вместе как HL-антигены. Слева антигены «B» и «cw» совпадают (B и C расположены близко друг к другу, поэтому, если B соответствует, то, вероятно, также соответствует C), но антигены A не совпадают. Антисыворотка, вырабатываемая реципиентом, скорее всего, будет А3, но если направление трансплантации изменено на противоположное, вероятным аллоантигеном будет А2. Таким образом, два из первых трех аллоантигенов легко обнаружить из-за сходства и частоты гаплотипов A2-B7 и A3-B7 (см. пример 1).

	Гаплотип 1			Гаплотип 2
Пример 3	А	Cw	Б	А	Cw	Б
Донор	1	7	8	1	7	7
Получатель	1	7	8	1	7	8
Аллореактивность						7
Пример 4
Донор	3	7	7	1	7	8
Получатель	3	7	7	1	7	7
Аллореактивность						8

В этих случаях A1/A2, A2/A3, A1/A3 совпадают, что снижает вероятность отторжения, поскольку многие из них связаны с данным гаплотипом. Иногда «рекомбинантный» A1-Cw7-B7 (редко), B7 становится аллоантигеном у реципиента с A1-Cw7-B8 (часто).

Это неравновесие по сцеплению у европейцев объясняет, почему A1, A2, A3, «A7» [B7] и «A8» [B8] были идентифицированы первыми. Идентификация других аллелей потребовала бы значительно больше времени, поскольку частоты были ниже, а гаплотипы, мигрировавшие в европейскую популяцию, подверглись уравновешиванию или были получены из нескольких источников.

Это генетический фон, на котором ученые пытались раскрыть и понять антигены гистосовместимости.

Список созданных антигенов

В конце 1960-х годов ученые начали реагировать на сыворотку пациентов с отторжением трансплантата на донорские или «сторонние» ткани. Их сыворотка (жидкая часть крови при тромбах) была сенсибилизирована к клеткам доноров — она была аллореактивной . Тестируя различные антисыворотки от реципиентов, они смогли обнаружить некоторые из них с уникальной реактивностью. В результате ученым удалось идентифицировать несколько антигенов. Сначала первые антигены назывались антигенами Hu-1. и предварительно помечены как генные продукты человеческого эквивалента локуса гистосовместимости мыши (H2). В 1968 году было обнаружено, что совпадение этих антигенов между донором почки и реципиентом повышает вероятность выживания почки реципиента. Список антигенов все еще существует, хотя он был реорганизован, чтобы соответствовать тому, что мы с тех пор узнали о генетике, уточнен и значительно расширен.

Обнаружены лимфоциты, несущие антигены

По мере дальнейшего изучения этих сывороток «отторжения» и «алло»-антигенов были выявлены определенные закономерности распознавания антител. Первое крупное наблюдение, сделанное в 1969 году, заключалось в том, что аллотипические антитела к «4» («Четыре») были обнаружены только на лимфоцитах, в то время как большинство антигенов, называемых «LA», распознавали большинство клеток организма.

Этот антиген группы «4» на лимфоцитах расширится до «4a», «4b» и так далее, становясь серией «D» (антигены HLA-D (класс II)) DP, DQ и DR. Это интересная история сама по себе.

Антигены Hu-1 были переименованы в человеческие лимфоидные (HL) аллоантигены (HL-As). Аллоантиген возникает в результате наблюдения, что толерантный белок у донора становится антигенным у реципиента. Это можно сравнить с аутоантигеном , при котором у человека вырабатываются антитела к одному или нескольким собственным белкам. Это также позволило предположить, что донор и реципиент имеют разную генетическую структуру этих антигенов. После этого группа «LA» состояла из HL-A1, A2, A3, A5, A6, A7, A8, A9, A10, A11, A12, A13, A14 и A15 до тех пор, пока не потребовались дальнейшие разделения и переименования. Некоторые из вышеперечисленных антигенов, например HL-A1, подобны HLA-A1 , поскольку относятся к одному и тому же серотипу. Некоторые из вышеперечисленных, например А5, не упоминались в течение последних нескольких лет, поскольку были переименованы.

В ходе этих ранних исследований стало известно, что существуют связи со многими аутоиммунными заболеваниями. А гаплотип HLA A1-B8 связан с очень длинным участком консервативного варианта хромосомы 6, называемым гаплотипом AH8.1 . В этих исследованиях HL-A1,8 часто обнаруживался связанным с заболеванием. Эта связь не обязательно является функцией какого-либо гена, а является следствием эволюции AH8.1.

Подклассификация лимфоидных антигенов

Серия тестов на культивируемых клетках показала, что в группе «LA» донорская ткань может иметь одни антигены, но не другие. Например, антисыворотка может реагировать по закономерностям (на данную ткань):

• А1, А2, А7, А12
• А1, А3, А7, А8
• А1, А11, А8, А5
• А1, А8

Но не реагируйте следующим образом:

• А1, А2, А3,...
• А1, А2, А11, ....
• А2, А3, А11, ....
• ...А7, А8, А12

Серотип HLA

Серия "А"

Генетика серотипирования Эффекты внутрисерийного исключения Как только было установлено, что ткань с двумя антигенами одной серии (например, «А») исключает возможность присутствия третьего антигена той же серии, серотипы HLA начали уточнять генетические аллели, присутствующие у человека. Антигены HL-серии «А» стали продуктами гена локуса HLA-A, но с исключениями. Некоторые серотипы, такие как HL-A1, были настолько однородными по своей природе, что ошибочное принятие этого серотипированного аллеля (HLA-A*0101) за другой аллель было маловероятным. Интерпретация серотипов как аллелей Антисыворотка HL-A1 реагирует на HLA-A1 продукт гена , антиген клеточной поверхности. Подобные антигены клеточной поверхности обнаруживаются почти во всех клетках организма. Частота аллелей HLA-A1 составляет: HLA-A1 *0101 - 17,3%, *0103 - 0,016%. Частота *0101 в 1000 раз выше, чем *0103, или в 99,9% случаев вы идентифицировали правильный аллель с серотипом. Частота ложноотрицательных результатов для серотипа HLA-A1 серотипирования HLA-A1 составляет 1%, а специфичность для аллеля A1*0101 составляет 98,9%. Повышение уверенности в интерпретации Чувствительность ниже, особенно при исследовании неевропейцев, поскольку HL-A1 может перекрестно реагировать на аналогичные сайты генетических рекомбинантов (чаще всего генная конверсия ). Чувствительность можно повысить, зная гаплотип. В Европе HLA-A1 тесно связан с «участком хромосомы», называемым «гаплотипом». Этот гаплотип, Super-B8, представляет собой A1-Cw7-B8-DR3-DQ2 и имеет длину около 2 миллионов кодонов ДНК ( строительных блоков нуклеотидов ). Этот кусок избегал рекомбинации в течение тысяч лет. Когда серотип A1 обнаруживается вместе с серотипом B8 (т.е. «старым» HL-A8) в Европе, существует еще большая вероятность, что антисыворотка HL-A1 обнаружит продукт гена аллеля A1*0101.

Если были типизированы 2 члена серии (А1, 2, 3, 9, 10, 11), то реакции третьего члена серии на донора не наблюдалось. Эту «эксклюзивность» определила серия «А». Можно заметить сходство этой числовой серии с серией HLA-A , поскольку антигены серии «А» являются первыми шестью членами HLA-A . Случайно ученый обнаружил набор антител, который распознавал только продукты гена из одного локуса, гена HLA-A, причем «антигенами» были продукты гена. Подразумевается, что аллореактивная антисыворотка может быть инструментом генетической идентификации.

Серия "Б"

Вскоре после того, как антигены серии А были выделены из (быстро расширяющегося) списка антигенов, было установлено, что другая группа также может быть выделена по тем же логическим линиям. В эту группу вошли HL-A5, A7, A8, A12. Это стал сериал «Б».Обратите внимание на сходство серии «B» с первыми серотипами HLA-B . Названия этих антигенов были обязательно изменены, чтобы соответствовать новой предполагаемой серии, к которой они были отнесены. От HL-A# до HLA-B#. Проблема заключалась в том, что в литературе использовалось «А7», а вскоре будет использоваться «В7» как сокращение для HLA-B7 .

Псевдосерия "w"

Поскольку к началу 1970-х годов стало очевидно, что «антигены» кодируются разными сериями, неявными локусами, числовые списки стали несколько громоздкими. Многие группы открывали антигены. В этих случаях антигену присваивалось временное имя, например «RoMa2», и после обсуждения можно было назначить следующий открытый числовой слот, но не к серии «A» или «B», пока не было проведено надлежащее тестирование. Чтобы обойти эту проблему, часто присваивался номер «мастерской» «w#», в то время как тестирование продолжало определять, к какой серии принадлежит антиген.

Серия "С"

Вскоре была обнаружена серия «С». Серотипирование серии C оказалось трудным, и аллели в этой серии до сих пор имеют метку «w», обозначающую этот статус; кроме того, это напоминает нам, что серии C не были присвоены имена так же, как сериям A и B, у нее есть собственный числовой список Cw1, Cw2, Cw3.

Расширение и уточнение группы серотипов

К середине 1970-х годов генетические исследования наконец начали понимать смысл простого списка антигенов, была открыта новая серия «С», и, в свою очередь, генетические исследования определили порядок HLA-A, C, B и D. человека кодирующий локусы 6p . С новыми сериями появились новые антигены; Cw1 и 2 были быстро заполнены, хотя набор текста Cw задерживался. Почти половину антигенов не удалось определить серотипированием в начале 90-х годов. В настоящее время генетика выделяет 18 групп.

На тот момент Dw все еще использовался для идентификации антигенов DR, DQ и DP. Способность идентифицировать новые антигены намного превосходила способность охарактеризовать эти новые антигены.

По мере того, как технология трансплантации распространялась по всему миру, стало ясно, что эти антигены далеки от полного набора и фактически вряд ли могут быть полезны в некоторых регионах мира (например, в Африке или в антигенах, произошедших от африканцев). Некоторые антитела для серотипирования оказались плохими, с широкой специфичностью, и были обнаружены новые серотипы, которые более точно идентифицировали меньший набор антигенов. Эти широкие группы антигенов, такие как A9 и B5, были подразделены на «расщепленные» группы антигенов: A23 и A24 и B51 и B52 соответственно. По мере развития серотипирования HL-A развивалась и идентификация новых антигенов.

Генетическая идентификация

В начале 1980-х годов было обнаружено, что рестрикционный фрагмент выделяется у людей, несущих серотип HLA-B8 . К 1990 году было обнаружено, что разница в одной аминокислотной последовательности между HLA-B44 (B*4401 и B*4402) может привести к отторжению аллотрансплантата. Это открытие, по-видимому, делало проблематичными стратегии сопоставления на основе серотипирования, если таких различий существовало много. В случае B44 антиген уже был отделен от широкой группы антигенов B12. В 1983 году последовательности кДНК HLA-A3 и Cw3 Все три последовательности хорошо сравнивались с антигенами MHC класса I мыши. Западноевропейский антиген HLA-B7 был секвенирован (хотя первая последовательность содержала ошибки и была заменена). В короткие сроки было секвенировано множество аллелей HLA класса I.включая 2 аллеля Cw1.

К 1990 году начала понимать всю сложность антигенов HLA класса I. В то время, когда определялись новые серотипы, проблема множественных аллелей для каждого серотипа стала очевидной благодаря секвенированию нуклеотидов. RFLP- анализ помог определить новые аллели, но секвенирование было более тщательным. На протяжении 1990-х годов были разработаны наборы для ПЦР, называемые наборами SSP-PCR, которые позволяли, по крайней мере, в оптимальных условиях, очищать ДНК, проводить ПЦР и идентификацию аллелей в агарозном геле в течение 8-часового дня. Аллели, которые не удалось четко идентифицировать с помощью серотипа и ПЦР, можно было секвенировать, что позволило усовершенствовать новые наборы для ПЦР.

Такие серотипы, как B*4401, B*4402, B*4403, каждый из которых широко распространен среди лиц с серотипами B44, могут быть определены с однозначной точностью. Молекулярная генетика значительно продвинула технологию HLA по сравнению с технологией серотипирования, но серотипирование все еще существует. Серотипирование выявило наиболее схожие антигены, которые теперь образуют подгруппы HLA. Серотипирование может выявить, экспрессируется ли антиген, кодируемый соответствующим геном HLA. Неэкспрессируемый ген, кодирующий аллель HLA, называется «нулевой аллель», например: HLA-B*15:01:01:02N. Уровень экспрессии также можно определить с помощью серотипирования: ген HLA, кодирующий антигены, который имеет низкую экспрессию белка на поверхности клетки, называется «низким экспрессором», например: HLA-A*02:01:01:02L.