Гистосовместимость
Гистосовместимость , или тканевая совместимость , — это свойство иметь одинаковые или достаточно схожие аллели набора генов , называемых человеческими лейкоцитарными антигенами (HLA) или главным комплексом гистосовместимости (MHC). [ 1 ] Каждый человек экспрессирует на поверхности своих клеток множество уникальных белков HLA, которые сигнализируют иммунной системе, является ли клетка частью себя или вторгающегося организма. [ 2 ] Т-клетки распознают чужеродные молекулы HLA и запускают иммунный ответ на уничтожение чужеродных клеток. [ 3 ] Тестирование на гистосовместимость наиболее актуально для тем, связанных с трансплантацией целых органов, тканей или стволовых клеток, когда сходство или различие между аллелями HLA донора и аллелями реципиента заставляет иммунную систему отторгать трансплантат . [ 4 ] Широкое разнообразие потенциальных аллелей HLA приводит к уникальным комбинациям у людей и затрудняет сопоставление.
Открытие
[ редактировать ]Открытие MHC и роли гистосовместимости в трансплантации стало совместным усилием многих ученых 20 века. Генетическая основа отторжения трансплантата была предложена в статье в журнале Nature 1914 года К.С. Литтлом и Эрнестом Тайзером , которая показала, что опухоли, трансплантированные между генетически идентичными мышами, росли нормально, но опухоли, трансплантированные между неидентичными мышами, отторгались и не росли. [ 5 ] Роль иммунной системы в отторжении трансплантата была предложена Питером Медаваром , чьи трансплантации кожных трансплантатов жертвам Второй мировой войны показали, что при трансплантации кожи между отдельными людьми наблюдался гораздо более высокий уровень отторжения, чем при самотрансплантации внутри человека, и что подавление иммунной системы задерживается. отторжение трансплантата кожи. [ 6 ] Медавар частично получил Нобелевскую премию 1960 года за эту работу. [ 7 ]
В 1930-х и 1940-х годах Джордж Снелл и Питер Горер индивидуально выделили генетические факторы, которые при сходстве позволяли осуществлять трансплантацию между линиями мышей, назвав их H и антиген II соответственно. Фактически эти факторы оказались одними и теми же, и локус получил название H-2. Снелл ввел термин «гистосовместимость», чтобы описать взаимосвязь между белками клеточной поверхности H-2 и принятием трансплантата. [ 8 ] Человеческую версию комплекса гистосовместимости обнаружил Жан Доссе в 1950-х годах, когда он заметил, что реципиенты после переливания крови производят антитела, направленные только против донорских клеток. [ 9 ] Было обнаружено, что мишенью этих антител, или человеческими лейкоцитарными антигенами (HLA), является человеческий гомолог мышиного MHC Снелла и Горера. Снелл, Дауссе и Баруй Бенасерраф получили Нобелевскую премию 1980 года за открытие MHC и HLA. [ 10 ]
Главный комплекс гистосовместимости (MHC)
[ редактировать ]HLA, человеческая форма главного комплекса гистосовместимости (MHC), расположена на хромосоме 6 в районе 6p21.3. [ 11 ] Люди наследуют два разных гаплотипа HLA , по одному от каждого родителя, каждый из которых содержит более 200 генов, помогающих иммунной системе распознавать чужеродных захватчиков. Эти гены включают MHC класса I и класса II . белки клеточной поверхности [ 12 ] MHC класса I Молекулы — HLA-A , HLA-B и 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 , HLA-DQ и HLA-DP — присутствуют только на антигенпредставляющих клетках и отвечают за презентацию молекул от вторгшихся организмов клеткам иммунной системы. [ 13 ]
Гены MHC высоко полиморфны : в популяции существуют тысячи версий рецепторов MHC, хотя у одного человека может быть не более двух версий для любого локуса. [ 14 ] Рецепторы MHC экспрессируются кодоминантно, то есть все унаследованные аллели экспрессируются человеком. [ 15 ] Широкое разнообразие потенциальных аллелей и множественных локусов HLA позволяет создавать у людей множество уникальных комбинаций.
Роль в трансплантации
[ редактировать ]
После получения трансплантата Т-клетки реципиента активируются чужеродными молекулами MHC на донорской ткани и заставляют иммунную систему атаковать донорскую ткань. [ 3 ] Чем больше схожих аллелей HLA между донором и реципиентом, тем меньше чужеродных мишеней существует в донорской ткани, которые иммунная система хозяина может 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 совпадение HLA-A, HLA-B и HLA-DR улучшает результаты лечения пациентов. [ 17 ] Гистосовместимость оказывает измеримое влияние на трансплантацию целого 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 наследственной природы генов HLA члены семьи с большей вероятностью будут гистосовместимы. Вероятность того, что брат или сестра получит одни и те же гаплотипы от обоих родителей, составляет 25%, в то время как существует вероятность 50%, что у брата или сестры будет только один гаплотип, и вероятность того, что у них не будет ни одного общего гаплотипа, 25%. Однако из-за изменчивости из-за кроссинговера гаплотипы могут меняться между поколениями, а братья и сестры могут иметь промежуточные совпадения. [ 18 ]
Требуемая степень гистосовместимости зависит от индивидуальных факторов, включая тип ткани или органа и состояние здоровья реципиента. Хотя трансплантация целых органов может быть успешной у несовпадающих между собой людей, повышенная гистосовместимость снижает уровень отторжения, приводит к увеличению продолжительности жизни и в целом к снижению связанных с этим больничных расходов. [ 19 ] Влияние соответствия HLA различается даже при трансплантации целых органов: в некоторых исследованиях сообщается о меньшей важности трансплантации печени по сравнению с трансплантацией сердца, легких и других органов. [ 17 ] Для сравнения, трансплантация гемопоэтических стволовых клеток часто требует более высокой степени соответствия из-за повышенного риска реакции «трансплантат против хозяина» , при которой иммунная система донора распознает молекулы MHC реципиента как чужеродные и вызывает иммунный ответ. [ 20 ] Некоторые трансплантированные ткани, , не подвергаются воздействию Т-клеток такие как роговица , которые могли бы обнаружить чужеродные молекулы MHC, и, таким образом, гистосовместимость не является фактором при трансплантации. [ 21 ] Индивидуальные факторы, такие как возраст, иногда влияют на протокол сопоставления, поскольку иммунный ответ пожилых пациентов, перенесших трансплантацию, на белки MHC медленнее, и поэтому для положительных результатов требуется меньшая совместимость. [ 22 ] Послеоперационная иммунодепрессивная терапия часто используется для ослабления иммунного ответа и предотвращения отторжения тканей путем ослабления реакции иммунной системы на чужеродные молекулы HLA. [ 23 ] и может повысить вероятность успешной трансплантации у неидентичных реципиентов трансплантата. [ 24 ]
Тестирование
[ редактировать ]Из-за клинической значимости гистосовместимости тканевых трансплантатов для проверки экспрессии аллеля HLA используют несколько методов типирования.
Серологическое типирование
[ редактировать ]Серологическое типирование включает инкубацию лимфоцитов реципиента с сывороткой, содержащей известные антитела против различных аллелей HLA. Если сыворотка содержит антитела, специфичные к аллели HLA, присутствующей на лимфоцитах реципиента, антитела связываются с клеткой и активируют сигнальный каскад комплемента, что приводит к лизису клеток. Лизированная клетка поглощает добавленный краситель, такой как трипановый синий, что позволяет идентифицировать ее. Сравнение того, какие сыворотки вызывают лизис клеток, позволяет идентифицировать аллели HLA, присутствующие на клеточной поверхности клеток-реципиентов. [ 25 ]
Преимущество серологического типирования заключается в быстрой идентификации экспрессируемых аллелей HLA и игнорировании любых неэкспрессируемых аллелей, которые могут иметь небольшое иммунологическое значение. Однако он не распознает подклассы аллелей, которые иногда необходимы для сопоставления. [ 25 ]
Молекулярное типирование
[ редактировать ]Аллели HLA можно определить путем непосредственного анализа локусов HLA на хромосоме 6. Для идентификации аллелей HLA можно использовать специфичные для последовательности олигонуклеотидные зонды, амплификацию ПЦР с специфичными для последовательности праймерами и прямое секвенирование, часто обеспечивающее разрешение уровня аминокислот. Молекулярные методы позволяют более точно идентифицировать редкие и уникальные аллели, но не дают информации об уровнях экспрессии. [ 25 ]
См. также
[ редактировать ]- Теория клонального отбора
- Главный комплекс гистосовместимости (MHC)
- Типирование тканей
- Отторжение трансплантата
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Гистосовместимость». Иллюстрированный медицинский словарь Дорландса . Филадельфия, Пенсильвания: Эльзевир. 2012.
- ^ Jump up to: а б «Человеческие лейкоцитарные антигены» . Домашний справочник по генетике . Проверено 25 января 2018 г.
- ^ Jump up to: а б с Ингулли Э (январь 2010 г.). «Механизм клеточного отторжения при трансплантации» . Детская нефрология . 25 (1): 61–74. дои : 10.1007/s00467-008-1020-x . ПМЦ 2778785 . ПМИД 21476231 .
- ^ Киндт Т.Дж., Голдсби Р.А., Осборн Б.А., Куби Дж. (2006). Курби Иммунология . WH Freeman & Company. ISBN 978-1-4292-0211-4 .
- ^ Очинклосс Х., Винн Х.Дж. (февраль 2004 г.). «Кларенс Кук Литтл (1888-1971): генетические основы трансплантационной иммунологии» . Американский журнал трансплантологии . 4 (2): 155–9. дои : 10.1046/j.1600-6143.2003.00324.x . ПМИД 14974934 . S2CID 39596314 .
- ^ Старзл Т.Е. (март 1995 г.). «Питер Брайан Медавар: отец трансплантации» . Журнал Американского колледжа хирургов . 180 (3): 332–6. ПМЦ 2681237 . ПМИД 7874344 .
- ^ «Нобелевская премия по физиологии и медицине 1960 года — быстрое чтение» . www.nobelprize.org . Проверено 26 февраля 2018 г.
- ^ Эльгерт К.Д. (2009). Иммунология: понимание иммунной системы (2-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: Уайли-Блэквелл. ISBN 9780470081570 . OCLC 320494512 .
- ^ «Нобелевская премия по физиологии и медицине 1980 года — быстрое чтение» . www.nobelprize.org . Проверено 26 февраля 2018 г.
- ^ «Нобелевская премия по физиологии и медицине 1980 года — быстрое чтение» . www.nobelprize.org . Проверено 26 февраля 2018 г.
- ^ Касахара М (2000). Главный комплекс гистосовместимости: эволюция, структура и функции . Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 978-4-431-70276-4 .
- ^ Дельвес П.Дж. (январь 2017 г.). «Система человеческого лейкоцитарного антигена (HLA)» . Руководство Мерк .
- ^ Шварц Р.Х. (1 января 1985 г.). «Распознавание антигена Т-лимфоцитами в сочетании с генными продуктами главного комплекса гистосовместимости». Ежегодный обзор иммунологии . 3 (1): 237–61. дои : 10.1146/annurev.iy.03.040185.001321 . ПМИД 2415139 .
- ^ Айала Гарсия, Массачусетс, Гонсалес Йебра Б, Лопес Флорес А.Л., Гуани Вар Е (2012). «Основной комплекс гистосовместимости в трансплантации» . Журнал трансплантологии . / 842141 дои : 10.1155/2012 . ПМК 3388305 . ПМИД 22778908 .
- ^ Джейнвей Калифорния, Трэверс П., Уолпорт М., Шломчик М. (2001). «Основной комплекс гистосовместимости и его функции» . Иммунобиология: Иммунная система в здоровье и болезнях (5-е изд.). Эльзевир Испания. ISBN 978-0-8153-3642-6 .
- ^ Троусдейл Дж., Найт Дж.К. (2013). «Геномика главного комплекса гистосовместимости и болезни человека» . Ежегодный обзор геномики и генетики человека . 14 : 301–23. doi : 10.1146/annurev-genom-091212-153455 . ПМЦ 4426292 . ПМИД 23875801 .
- ^ Jump up to: а б Закари А.А., Леффелл М.С. (2016). «Стратегии несоответствия HLA при трансплантации твердых органов - балансирующий акт» . Границы в иммунологии . 7 : 575. дои : 10.3389/fimmu.2016.00575 . ПМК 5141243 . ПМИД 28003816 .
- ^ Круз-Тапиас П., Кастибланко Дж., Анайя Х.М. (18 июля 2013 г.). Главный комплекс гистосовместимости: обработка и презентация антигена . Издательство Университета Эль-Росарио.
- ^ Такемото С., Порт ФК, Клаас Ф.Х., Дюкенуа Р.Дж. (декабрь 2004 г.). «Соответствие HLA при трансплантации почки». Иммунология человека . 65 (12): 1489–505. дои : 10.1016/j.humimm.2004.06.008 . ПМИД 15603878 .
- ^ Апперли Дж., Нидервизер Д., Хуанг XJ, Наглер А., Фукс Э., Сзер Дж., Кодера Ю. (январь 2016 г.). «Гаплоидентичная трансплантация гемопоэтических стволовых клеток: глобальный обзор, сравнивающий Азию, Европейский Союз и США» . Биология трансплантации крови и костного мозга . 22 (1): 23–6. дои : 10.1016/j.bbmt.2015.11.001 . ПМИД 26551633 .
- ^ Иммунный ответ и глаза: памяти Дж. Уэйна Стрейлейна . Нидеркорн, Дж. Я. (Джерри Ю.), 1946-, Каплан, Генри Дж., Стрейлейн, Дж. Уэйн. (2-е изд.). Базель: Каргер. 2007. ISBN 9783805581875 . OCLC 85243138 .
{{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка ) - ^ Дрейер Г.Дж., Хемке А.С., Рейндерс М.Е., де Фейтер Дж.В. (октябрь 2015 г.). «Трансплантация пожилых людей: баланс старения с гистосовместимостью». Обзоры трансплантации . 29 (4): 205–11. дои : 10.1016/j.trre.2015.08.003 . ПМИД 26411382 .
- ^ ван Сандвейк М.С., Бемельман Ф.Дж., Тен Берге И.Дж. (июль 2013 г.). «Иммуносупрессивные препараты после трансплантации паренхиматозных органов». Нидерландский медицинский журнал . 71 (6): 281–9. ПМИД 23956308 .
- ^ Петерсдорф EW (03 мая 2017 г.). «Роль изменений главного комплекса гистосовместимости в реакции трансплантат против хозяина после трансплантации гемопоэтических клеток» . F1000Исследования . 6 : 617. дои : 10.12688/f1000research.10990.1 . ПМЦ 5419254 . ПМИД 28529723 .
- ^ Jump up to: а б с Чандракер А., Сайег М.Х. (2012). Основные концепции трансплантации почки . Нью-Йорк: Springer Science+Business Media, LLC. п. 1960. ISBN 9781461400073 . OCLC 768245800 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Гистосовместимость Национальной медицинской библиотеки США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)