Гистосовместимость
Совместимость тканей между индивидуумами

Гистосовместимость , или совместимость тканей , является свойством иметь одинаковые или достаточно похожие аллели набора генов , называемых человеческими лейкоцитарными антигенами (HLA) или главным комплексом гистосовместимости (MHC). [1] Каждый человек экспрессирует множество уникальных белков HLA на поверхности своих клеток, которые сигнализируют иммунной системе о том, является ли клетка частью себя или инвазивного организма. [2] Т-клетки распознают чужеродные молекулы HLA и запускают иммунный ответ для уничтожения чужеродных клеток. [3] Тестирование гистосовместимости наиболее актуально для тем, связанных с трансплантацией целых органов, тканей или стволовых клеток, где сходство или различие между аллелями HLA донора и реципиента запускает иммунную систему для отторжения трансплантата. [4] Большое разнообразие потенциальных аллелей HLA приводит к уникальным комбинациям у людей и затрудняет сопоставление.

Открытие

Открытие MHC и роли гистосовместимости в трансплантации было объединенным усилием многих ученых в 20 веке. Генетическая основа отторжения трансплантата была предложена в статье Nature 1914 года CC Little и Ernest Tyyzer , которые показали, что опухоли, пересаженные между генетически идентичными мышами, росли нормально, но опухоли, пересаженные между неидентичными мышами, отторгались и не росли. [5] Роль иммунной системы в отторжении трансплантата была предложена Питером Медаваром , чьи трансплантации кожи жертвам Второй мировой войны показали, что пересадки кожи между людьми имели гораздо более высокие показатели отторжения, чем самотрансплантации внутри одного человека, и что подавление иммунной системы задерживало отторжение трансплантата кожи. [6] Медавар разделил Нобелевскую премию 1960 года частично за эту работу. [7]

В 1930-х и 1940-х годах Джордж Снелл и Питер Горер индивидуально выделили генетические факторы, которые, будучи схожими, позволяли проводить трансплантацию между штаммами мышей, назвав их H и антиген II соответственно. Эти факторы были фактически одним и тем же, и локус был назван H-2. Снелл ввел термин «гистосовместимость» для описания связи между белками клеточной поверхности H-2 и принятием трансплантата. [8] Человеческая версия комплекса гистосовместимости была обнаружена Жаном Доссе в 1950-х годах, когда он заметил, что реципиенты переливаний крови вырабатывали антитела, направленные только против донорских клеток. [9] Было обнаружено, что мишенью этих антител, или человеческих лейкоцитарных антигенов (HLA), является человеческий гомолог мышиного MHC Снелла и Горера. Снелл, Доссе и Барудж Бенацерраф разделили Нобелевскую премию 1980 года за открытие MHC и HLA. [10]

Главный комплекс гистосовместимости (ГКГС)

HLA, человеческая форма главного комплекса гистосовместимости (MHC), расположена на хромосоме 6 в 6p21.3. [11] Люди наследуют два разных гаплотипа HLA , по одному от каждого родителя, каждый из которых содержит более 200 генов, которые помогают иммунной системе распознавать чужеродных захватчиков. Эти гены включают белки клеточной поверхности MHC класса I и класса II . [12] Молекулы MHC класса I — HLA-A , HLA-B и HLA-C — присутствуют на всех ядросодержащих клетках и отвечают за передачу сигнала иммунной клетке о том, что внутри клетки находится антиген . [2] Молекулы MHC класса II — HLA-DR , HLA-DQ и HLA-DP — присутствуют только на антигенпрезентирующих клетках и отвечают за представление молекул от вторгающихся организмов клеткам иммунной системы. [13]

Гены MHC высокополиморфны , в популяции существуют тысячи версий рецепторов MHC, хотя у одного человека может быть не более двух версий для одного локуса. [14] Рецепторы MHC экспрессируются кодоминантно, что означает, что все унаследованные аллели экспрессируются у одного человека. [15] Большое разнообразие потенциальных аллелей и множественные локусы в HLA допускают 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 запускают иммунную систему для атаки на донорскую ткань [3] Чем больше схожих аллелей HLA между донором и реципиентом, тем меньше чужеродных мишеней существует на 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, колеблется в зависимости от заявки, однако было показано, что соответствие 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 значимым фактором при выборе доноров для трансплантации ткани или органа. Это особенно важно для трансплантации поджелудочной железы и почек.

Из-за наследственной природы генов HLA члены семьи с большей вероятностью будут гистосовместимы. Вероятность того, что брат или сестра получат одинаковые гаплотипы от обоих родителей, составляет 25%, в то время как вероятность того, что брат или сестра разделят только один гаплотип, составляет 50%, а вероятность того, что они не разделят ни одного, составляет 25%. Однако изменчивость из-за кроссинговера , гаплотипы могут перестраиваться между поколениями, и братья и сестры могут иметь промежуточные совпадения. [18]

Степень требуемой гистосовместимости зависит от индивидуальных факторов, включая тип ткани или органа и состояние здоровья реципиента. В то время как трансплантация целых органов может быть успешной между несовместимыми людьми, повышенная гистосовместимость снижает частоту отторжения, приводит к увеличению продолжительности жизни и в целом к ​​снижению связанных с этим расходов на госпитализацию. [19] Влияние соответствия HLA различается даже среди трансплантаций целых органов, при этом некоторые исследования сообщают о меньшей важности при трансплантации печени по сравнению с сердцем, легкими и другими органами. [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 , которые могли бы обнаружить чужеродные молекулы MHC, такие как роговица , и, таким образом, гистосовместимость не является фактором при трансплантации. [21] Иногда индивидуальные факторы, такие как возраст, влияют на протокол соответствия, 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 уменьшения иммунного ответа и предотвращения отторжения тканей путем подавления реакции иммунной системы на чужеродные молекулы HLA, [23] и может повысить вероятность успешной трансплантации у неидентичных реципиентов трансплантата. [24]

Тестирование

В связи с клинической значимостью гистосовместимости при трансплантации тканей для проверки экспрессии аллелей 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, который присутствует на лимфоците реципиента, антитела связываются с клеткой и активируют каскад сигналов комплемента , что приводит к лизису клетки. Лизированная клетка поглощает добавленный краситель, такой как трипановый синий, что позволяет проводить идентификацию. Сравнение того, какие сыворотки вызывают лизис клетки, позволяет идентифицировать аллели HLA, присутствующие на поверхности клеток реципиента. [25]

Серологическое типирование имеет преимущество быстрой идентификации выраженных аллелей HLA и игнорирует любые невыраженные аллели, которые могут иметь небольшое иммунологическое значение. Однако оно не распознает подклассы аллелей, которые иногда необходимы для сопоставления. [25]

Молекулярное типирование

Аллели HLA можно определить, напрямую анализируя локусы HLA на хромосоме 6. Олигонуклеотидные зонды, специфичные для последовательности, ПЦР- амплификация с использованием специфичных для последовательности праймеров и прямое секвенирование могут быть использованы для идентификации аллелей HLA, часто обеспечивая разрешение на уровне аминокислот. Молекулярные методы могут более точно идентифицировать редкие и уникальные аллели, но не предоставляют информацию об уровнях экспрессии. [25]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ «Гистосовместимость». Иллюстрированный медицинский словарь Дорланда . Филадельфия, Пенсильвания: Elsevier. 2012.
  2. ^ ab "Человеческие лейкоцитарные антигены". Genetics Home Reference . Получено 25.01.2018 .
  3. ^ abc Ingulli E (январь 2010). «Механизм клеточного отторжения при трансплантации». Детская нефрология . 25 (1): 61– 74. doi :10.1007/s00467-008-1020-x. PMC 2778785. PMID  21476231 . 
  4. ^ Kindt TJ, Goldsby RA, Osborne BA, Kuby J (2006). Иммунология Курби . WH Freeman & Company. ISBN 978-1-4292-0211-4.
  5. ^ Auchincloss H, Winn HJ (февраль 2004 г.). «Кларенс Кук Литтл (1888-1971): генетическая основа трансплантационной иммунологии». American Journal of Transplantation . 4 (2): 155– 9. doi : 10.1046/j.1600-6143.2003.00324.x . PMID  14974934. S2CID  39596314.
  6. ^ Starzl TE (март 1995). «Питер Брайан Медавар: отец трансплантации». Журнал Американского колледжа хирургов . 180 (3): 332– 6. PMC 2681237. PMID  7874344 . 
  7. ^ "Нобелевская премия по физиологии и медицине 1960 года - Скорочтение". www.nobelprize.org . Получено 26.02.2018 .
  8. ^ Elgert KD (2009). Иммунология: понимание иммунной системы (2-е изд.). Hoboken, NJ: Wiley-Blackwell. ISBN 9780470081570. OCLC  320494512.
  9. ^ "Нобелевская премия по физиологии и медицине 1980 года - Скорочтение". www.nobelprize.org . Получено 26.02.2018 .
  10. ^ "Нобелевская премия по физиологии и медицине 1980 года - Скорочтение". www.nobelprize.org . Получено 26.02.2018 .
  11. ^ Касахара М. (2000). Главный комплекс гистосовместимости: эволюция, структура и функция . Нью-Йорк: Springer. ISBN 978-4-431-70276-4.
  12. ^ Delves PJ (январь 2017 г.). «Система человеческих лейкоцитарных антигенов (HLA)». Справочник Merck .
  13. ^ Шварц Р. Х. (1985-01-01). «Распознавание антигена Т-лимфоцитами в ассоциации с продуктами генов главного комплекса гистосовместимости». Annual Review of Immunology . 3 (1): 237– 61. doi :10.1146/annurev.iy.03.040185.001321. PMID  2415139.
  14. ^ Аяла Гарсия М.А., Гонсалес Йебра Б., Лопес Флорес А.Л., Гуани Герра Е (2012). «Основной комплекс гистосовместимости в трансплантации». Журнал трансплантологии . 2012 : 842141. doi : 10.1155/2012/842141 . ПМЦ 3388305 . ПМИД  22778908. 
  15. ^ Janeway CA, Travers P, Walport M, Shlomchik M (2001). "Главный комплекс гистосовместимости и его функции". Иммунобиология: иммунная система в здоровье и болезни (5-е изд.). Elsevier España. ISBN 978-0-8153-3642-6.
  16. ^ Trowsdale J, Knight JC (2013). «Геномика главного комплекса гистосовместимости и болезни человека». Annual Review of Genomics and Human Genetics . 14 : 301–23 . doi :10.1146/annurev-genom-091212-153455. PMC 4426292. PMID  23875801 . 
  17. ^ ab Zachary AA, Leffell MS (2016). "Стратегии несоответствия HLA при трансплантации твердых органов - акт балансирования". Frontiers in Immunology . 7 : 575. doi : 10.3389/fimmu.2016.00575 . PMC 5141243. PMID  28003816 . 
  18. ^ Cruz-Tapias P, Castiblanco J, Anaya JM (2013-07-18). Главный комплекс гистосовместимости: обработка и презентация антигенов. El Rosario University Press.
  19. ^ Takemoto S, Port FK, Claas FH, Duquesnoy RJ (декабрь 2004 г.). «HLA-соответствие для трансплантации почек». Иммунология человека . 65 (12): 1489– 505. doi :10.1016/j.humimm.2004.06.008. PMID  15603878.
  20. ^ Apperley J, Niederwieser D, Huang XJ, Nagler A, Fuchs E, Szer J, Kodera 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. doi : 10.1016/j.bbmt.2015.11.001 . PMID  26551633.
  21. ^ 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 )
  22. ^ Dreyer GJ, Hemke AC, Reinders ME, de Fijter JW (октябрь 2015 г.). «Трансплантация пожилых людей: баланс между старением и гистосовместимостью». Transplantation Reviews . 29 (4): 205– 11. doi :10.1016/j.trre.2015.08.003. PMID  26411382.
  23. ^ 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 . PMID  23956308.
  24. ^ Petersdorf EW (2017-05-03). "Роль вариации главного комплекса гистосовместимости в реакции "трансплантат против хозяина" после трансплантации гемопоэтических клеток". F1000Research . 6 : 617. doi : 10.12688/f1000research.10990.1 . PMC 5419254 . PMID  28529723. 
  25. ^ abc Chandraker A, Sayegh MH (2012). Основные концепции в трансплантации почек . Нью-Йорк: Springer Science+Business Media, LLC. стр. 1960. ISBN 9781461400073. OCLC  768245800.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Histocompatibility&oldid=1175648181"