免疫遗传学

这是一篇关于免疫遗传学的思维导图，整理了红细胞抗原遗传、 白细胞抗原遗传、 抗体遗传等详细内容。

免疫遗传学

• 红细胞抗原遗传
  • ABO血型系统：抗原分布广泛，又称组织血型抗原，存在于分泌物中的抗原称为分泌型抗原，存在于组织细胞膜上的抗原称为非分泌型抗原。
    • ABO血型系统的遗传基础：人类ABO血型系统抗原由三组基因编码：定位于9q34.2处的Iᴬ、Iᴮ和i复等位基因；定位于19p13.33处的H和h，以及定位于19号染色体上的Se和se基因，H与Se紧密连锁
    • ABO血型系统的抗原形成与血型决定
      • 非分泌型抗原形成：19p13.33上H基因是9q34.2上的Iᴬ和Iᴮ基因表达的基础。H基因的编码产物是L-岩藻糖转荐酶，该酶具有H抗原特性，H抗原是A抗原和B抗原的前身物质。Iᴬ基因编码N-乙酰半乳糖胺转移酶，该酶能将一分子N-乙酰半乳糖胺转移到H物质上形成A抗原；Iᴮ基因编码D-半乳糖转移酶,该酶能将一分子半乳糖转移到H物质上形成B抗原。所以，基因型为IᴬIᴬ和Iᴬi的个体能合成A抗原,表现为A型血；基因型为IᴮIᴮ和Iᴮi的个体能合成B抗原，表现为B型血；基因型为IᴬIᴮ的个体能合成AB复合抗原，表现为AB型血；基因型为ii的个体，在红细胞膜上有H抗原存在，表现为O型血。
      • 分泌型抗原形成：分泌型抗原形成Se基因也编码L-岩藻糖转移酶，但Se基因主要作用于分泌腺，将分泌物中的前体物质转变为H物质，后者进一步转变为分泌物中的A抗原或B抗原。
      • 孟买血型：一种特殊的O型血，即Oh型。0h型个体基因型为hh，不能将前体物质转变为H物质，即使有Iᴬ或Iᴮ基因存在，甚至在Iᴬ和Iᴮ基因同时存在的情况下，个体也不能合成A抗原和B抗原。
  • Rh血型系统
    • Rh抗原形成：RHD和 RHCE基因编码的产物均为含417个氨基酸残基的多肽。RHD 基因编码D抗原，D抗原是Rh血型系统中最重要的抗原，根据抗原在红细胞膜表面的存在与否将人群分为Rh阻性（Rh⁺）和Rh阴性（Rh⁻）两大类。RHCE基因编码Clc、E/e抗原，但C和E一起遗传。Rh⁺个体带有 RHD和RHCE基因，而Rh⁻一个体一般仅有RHCE基因。在不同人种中Rh⁻的产生机制有所不同，最常见的是RHD基因缺失，也存在RHD基因突变使之不能合成D抗原。Rh血型系统没有天然抗体存在，只有在机体接受了Rh⁺血液后，才能通过体液免疫产生Rh抗体。
  • 新生儿溶血症（胎儿有核细胞增多症）
    • ABO血型不合引起的新生儿溶血症：常发生于0型血母亲妊娠A型或B型血胎儿，由于胎儿的红细胞进入母亲血液循环，胎儿红细胞抗原物质刺激母亲产生IgG，后者通过胎盘进入胎儿体内；另一方面，由于母亲在分娩过程中胎母屏障损伤，使母体内本来不能通过胎母屏障的天然大分子抗体进入胎儿血液，并与胎儿红细胞膜表面的抗原发生凝集反应引起新生儿溶血。ABO血型不合引起的新生儿溶血症发病率占85%，但病情较轻，一般不需治疗。
    • Rh血型不合引起的新生儿溶血症：Rh血型不合多见于Rh⁻母亲妊娠Rh⁺胎儿。但妊娠第一胎产生的Rh抗体效价低，对胎儿无明显影响。若再次怀孕Rh⁺胎儿时，母亲血清中的Rh抗体效价升高并通过胎盘进入胎儿血液，与Rh⁺胎儿的红细胞抗原凝集导致Rh新生儿溶血症。妊娠分娩次数越多，产生的Rh抗体越多，胎儿患病机会越大,病情越重。Rh血型不合引起的新生儿溶血症发病率占14.6%，患儿的症状较重，常常导致宫内死亡或新生儿核黄疸。 预防措施：临床上一般在Rh⁻母亲出生Rh⁺婴儿72h后，给母亲注射抗血清制剂，破坏进入母体但尚未引起母体免疫反应的胎儿红细胞，可预防下一胎发生Rh新生儿溶血症。
• 白细胞抗原遗传
  • HLA复合体分类
    • HLA-Ⅰ类基因
    • HLA-Ⅱ类基因
    • 免疫功能相关基因
  • HLA的遗传特点
    • 单倍型遗传：在同一条染色体上HLA各座位连锁基因的组成称为单倍型。
    • 高度多态性：LA系统是由一系列紧密连锁的基因座位组成的具有高度多态性的复合遗传体系,每个个体在任何一个基因位点上可拥有最多两个不同的等位基因，而且绝大多数个体在其两条同源染色体同一基因位点上的等位基因均不相同。正是由于HLA系统的这种多基因性和多态性使其成为目前多态性最丰富的系统，使每一个体都带有一套自己独特的生物学身份证，保证了机体对各种病原体产生相应的免疫反应，但也给临床器官移植寻找合适的配型增加了很大困难。由于HLA的高度多态性是其他血型系统无法相比的，所以它已成为亲子鉴定的法律依据之一。由于在随机人群中 HLA相同的可能性很小，因此可用它来作为个人识别标志，其排除率很高。
    • 连锁不平衡：不同座位上的等位基因之间存在明显的连锁不平衡。连锁不平衡是指实际观察到的某两个连锁等位基因出现在同一条单倍型上的频率与预期值有一定的差异，即连锁基因不是随机组合在一起，而是某些基因总是较多地在一起出现，而另一些又较少地在一起出现。
  • HLA与疾病关联
    • 强直性脊椎炎
    • 1型糖尿病
    • 系统性红斑狼疮
    • 类风湿关节炎
  • HLA与器官移植
    • 输血配型：供体红细胞不能带有受体所缺乏的抗原，即输入的红细胞不能被受体血清中的抗体所凝集破坏。
    • 器官移植配型：ABO血型抗原相容是移植物成功的首要条件。
• 抗体遗传
  • 抗体分子的结构
    • 重链：组成Ig的一对较长的多肽链，由450-S50个氨基酸残早组成，分子质量约为50-75kDa。不同的重链由子氨酸组成、排列顺序、二硫键数目及含糖的种类和数目不同而导致抗原性差异。求链可分为y链、α链、μ链、β链和ε链五类，其相应的Ig分别命名为lgG、lgA、lgM.IgD和IgE。最常见的是IgG和IgM。
    • 轻链：组成1g的一对较短的多肽链，由214个氨基酸残基组成，分子质量约为25kDa。按照肽链抗原性差异，将轻链分为κ链和λ链，依据入链恒定区个别氨基酸的差异，又可分为λ1、λ2、λ3及λ4四个亚型，其相应的Ig分别命名为κ型和λ型。
    • 可变区和恒定区：重链和轻链在靠近N端的110个氨基酸序列有较大差异、而其他部分的氨基酸序列相对恒定，分别称为可变区（variable region，V)和恒定区constant region，C）。可变区位于重链和轻链的N端，其氨基酸序列在不同的Ig分子有较大的差异，分别占H链的1/4和L链的1/2。重链和轻链的可变区分别称为VH和VL，两者共同构成抗原结合部位，决定抗体的特异性，从而发挥免疫效应，也决定了抗体具有多样性的特征。恒定区 位于Ig分子C端的氨基酸组成较恒定的区域，占H链的3/4、L链的1/2。重链和轻链的恒定区分别称为CH和CL。
    • 铰链区:富含脯氨酸，具有弹性，便于抗体分子与抗原结合。
    • 功能区：是抗体发挥生物学功能的区域。
  • 抗体基因的结构
  • 抗体的多样性
    • 基因重排
      • 轻链基因发生V/J重排：在未分化的始祖B细胞转化为前B细胞过程中，细胞内的重组酶活性增高，κ链因发生重排。
      • 重链基因发生V/D/J重排：在始祖B细胞转化为前B细胞的过程中发生V/D/J基因重排。
    • 重链和轻链随机组合
    • 体细胞突变：主要发生在V基因，增加了胚系基因片段的多样性和抗体的多样性。