Система HLA

РЕФЕРАТ

на  тему: «Система HLA» 
 
 
 

Содержание

Введение

1. Строение главного комплекса гистосовместимости HLA
1. Сведения о строении комплекса гистосовместимости HLA
2. Структура антигенов HLA
3. Биологическая роль системы HLA
4. Скрининг антилейкоцитарных антител (микролимфоцитотоксический тест)
2. Система HLA  и инфекционные заболевания
3. Система HLA и посттрансфузионные осложнения

Заключение

Список  литературы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение  

      Развитие  медицины на некотором этапе показало зависимость процессов, протекающих  в организме от особенностей генетического  строения. Как выяснилось, закономерность этих процессов заложена в структуре  молекулы ДНК. Изучая такие закономерности, можно прогнозировать заболевания, определять риск и предрасположенность  к данному заболеванию, разрабатывать  профилактические мероприятия. Весьма распространенными заболеваниями  являются инфекционные, поэтому их изучение имеет значительное практическое применение. В данной работе изучается  зависимость наличия тех или  иных совокупностей генов и ряда инфекционных заболеваний.

      Открытие  и исследование системы гистосовместимости человека HLA (Human Leukocyte Antigen – человеческий антиген лейкоцитов) является одним из важнейших достижений медицины и биологии ХХ века. Система HLA является одной из наиболее изученных среди сложных генетических систем человека. Быстрые темпы накопления знаний обусловлены значением изучения данной системы для решения таких важных проблем медицины, как трансплантация органов и тканей, борьба с онкологическими и аутоиммунными заболеваниями.

     В последние годы было установлено, что  система гистосовместимости принимает  непосредственное участие в регуляции  иммунного ответа, и сами гены иммунного  ответа входят в состав этой системы  или тесно связаны с нею. Сформировалось также представление о роли антигенов  системы HLA в развитии кооперативного иммунного ответа и поддержании иммунологического гомеостаза в целом.  
 

1. Строение  главного комплекса  гистосовместимости HLA.

1.1 Сведения о строении  комплекса гистосовместимости  HLA.

        Методом хромосомной гибридизации  установлено, что система HLA локализуется на коротком плече 6 аутосомной хромосомы человека.

      Схематически  строение системы HLA представлено на рис.1. Размер комплекса HLA составляет  2 сантиморгана (единицы рекомбинации). Линейная последовательность и расстояние между локусами представлены в kb (тысячах пар нуклеотидных последовательностей).

      Молекулярные  классы HLA-региона – молекулы, кодируемые HLA-областью, разделены на три класса: I, II и III. Молекулы I класса – HLA-A, HLA-B и HLA-C – кодируются тремя отдельными парами генных локусов. Антигены I класса, впервые найденные на лейкоцитах (отсюда термин HLA), экспрессируются (синтезируются и выводятся на клеточную поверхность) почти во всех тканях (продукт четвертого локуса I класса, HLA-G, экспрессируется только в трофобласте). Молекулы I класса играют важную роль при распознавании антигена цитотоксическими T-клетками. Молекулы II класса кодируются тремя или более генными локусами (DR, DP и DQ). HLA-DR антигены известны также как Ia антигены по аналогии с антигенами иммунного ответа у мышей.

      В последнее время особое внимание исследователей привлекает область  HLA-D, так как, по-видимому, именно эта область включает гены иммунного ответа человека (IR - гены), и, возможно, супрессивный ген (IS- ген).

      В 6 хромосоме между генами I и II классов  находятся гены, кодирующие молекулы III класса (которые включают факторы комплемента 2, 4a и 4b) и цитокины TNFα и TNFβ.  

      Структура комплекса HLA  является довольно компактной, чем и объясняется относительно редкая частота рекомбинаций. В комплексе HLA содержится около 105-106 генов, т.е. приблизительно 1/1000 общего генофонда человека.  
 
 
 
 

1.2 Структура антигенов  HLA.

      Продуктами  системы HLA являются антигены I и II классов. К I классу относят антигены HLA  локусов A, B, C, а ко II – продукты области HLA-D. Это деление основано на различии в их биохимическом строении, а, следовательно, и на функциональных свойствах.

  Антигены I класса являются мембранными гликопротеинами, состоящими из двух частей: гликозилированной полипептидной тяжелой цепи (см.рис.2) с молекулярной массой 44000 и B2-микроглобулина с молекулярной массой 12000. Молекулы HLA II класса также являются гликопротеинами (см. рис.3), но состоят из двух нековалентно соединенных цепей с молекулярной массой 34000 и 29000 соответственно.

Антигены I класса содержатся почти на всех клетках органов и тканей организма, включая тромбоциты и стволовые гемопоэтические клетки. Антигены II класса имеют более ограниченное распространение, они выражены преимущественно на            макрофагах, В-лимфоцитах, активированных Т-клетках и клетках предшественниках гемопоэза . 
 

1.3 Биологическая роль системы HLA.

      HLA выполняет в организме важные биологические функции. Первоначально полагали, что HLA имеет лишь непосредственное отношение к трансплантации органов и тканей. Действительно, накопленные данные по трансплантации аллогенной почки и других органов с учётом антигенов гистосовместимости дают основание считать этот комплекс главным в развитии трансплантационных реакций.

      Дальнейшие  исследования убедительно показали, что биологическая роль HLA гораздо шире. Начиная с 1975 года, получены важные данные о связи системы HLA с возникновением и течением различных заболеваний. С помощью HLA-типирования удалось подтвердить общность некоторых расстройств или по-новому подойти к вопросу их классификации. Сделан важный вывод, что в организме человека имеются различные группы антигенов HLA ассоциируемых с заболеваниями. Одни из них связаны с резистентностью или, наоборот, с восприимчивостью, а также со сроками возникновения болезней, другие с остротой их течения и, наконец, третьи – с продолжительностью жизни больных. 

1.4 Скрининг антилейкоцитарных антител

      Основным  методом серологического определения  наличия HLA-A, B, C, DR антител и изучения HLA-антигенного состава обследуемых  лиц является лимфоцитотоксическая реакция, предложенная P. Terasaki и McChelland в 1964 году, и осуществляемая всеми гистотипирующими лабораториями в соответствии со строгими международными стандартами. В лимфоцитотоксическом тесте используются лимфоциты периферической крови: Т-лимфоциты для HLA – A, B, C типирования и обогащенная В-лимфоцитами взвесь для DR-типирования.

        Лимфоцитотоксический тест является 2-этапной комплементзависимой реакцией. На первом этапе живые лимфоциты инкубируются с HLA-антителами, на втором – как источник комплемента добавляется кроличья сыворотка. Антитела взаимодействуют с находящимися на поверхности клеточной мембраны HLA антигенами, активируют комплемент, который повреждает мембрану лимфоцитов, делая ее проницаемой для витальных красителей (эозин – Y). Положительный результат оценивается по числу прокрашенных лимфоцитов, что указывает на наличие антигена, соответствующей специфичности. В том случае, если клетки после проведения реакции жизнеспособными (непрокрашенными), что указывает на отсутствие антигена соответствующей специфичности.

      Микролимфоцитотоксический тест проводится по основной модификации NIH, принятой в настоящее время  в большинстве лабораторий.

      В лунки стандартных микропланшет помещают по 5 мкл минерального масла, затем на дно лунки с помощью  микрошприца вносят по 1 мкл типирующей сыворотки, после чего туда же добавляют 1 мкл суспензии выделенных лимфоцитов. Планшеты инкубируют в течение 30 минут  при комнатной температуре для  определения А, В, С антигенов или 60 минут при температуре 37⁰С для определения DR антигенов.

      Затем в каждую лунку добавляют 5 мкл  комплемента (с помощью многоканального  диспенсера), и инкубируют при комнатной  температуре в течение 60 минут (HLA- A, B, C) или 120 минут (HLA-DR). После окончания клетки окрашивают, внося в каждую 5 мкл 5% раствора эозина, и через 2-3 минуты фиксируют, добавляя 5 мкл 20-37% раствора формалина (рН 7,2-7,4). Соблюдение рН является очень важным, поскольку различия между живыми и погибшими клетками наиболее четко выявляются при рН около 7. Чтение результатов можно производить не менее, чем через 2 часа после фиксации клеток или в течение 48 часов, сохраняя планшеты при температуре +4⁰С.

      Результаты  следует регистрировать, используя  систему оценки, принятую Интернациональным  Воркшопом по гистосовместимости (IHW).

     При проведении лимфоцитотоксического  теста возможно появление ложно-положительных  реакций, которые  могут быть обусловлены:

      - низкой жизнеспособностью взвеси  лимфоцитов;

      - переносом положительно реагирующих  антител в лунку, где реакция  отрицательная;

      - сильными видовыми антителами  в кроличьем комплементе;

      - слишком длительной инкубацией;

      - несоблюдением правил приготовления  реагентов;

      - высокой примесью гранулоцитов.

Ложно-отрицательные  реакции могут быть обусловлены:

      - значительной примесью тромбоцитов  и гранулоцитов;

      - низкой температурой при инкубации;

      - уменьшением времени инкубации;

      - недостаточной активностью комплемента  или антисыворотки;

      - несоединением клеток с антисывороткой  или комплементом;

      - ранним прочтением теста. 
 

2. Система HLA и инфекционные заболевания.

      Проблема  определения генетических признаков  восприимчивости к заболеваниям является одной из ведущих в современной  иммунологии и иммуногенетике. Усилия исследователей, осуществляющих поиски в этом направлении, увенчались успехом  прежде всего благодаря открытию генов так называемого «иммунного ответа» и тканевой совместимости. Исключительный полиморфизм системы  HLA наводит на мысль о её роли как своеобразного механизма защиты от чужеродных агентов в организме, в том числе микробного и вирусного происхождения. Вот почему с появлением типирующих сывороток начался интенсивный поиск взаимосвязей между антигенами HLA и болезнями. К этому времени были сформулированы гипотезы, объясняющие механизмы возможной ассоциации системы HLA с заболеваниями, связь генов HLA с другими генами, в частности с генами иммунного ответа.

      При проведении  массовой вакцинации населения  было отмечено, что ответная реакция  у разных людей различна: у одних  вырабатывается стойкий иммунитет, у других он менее выражен. В связи  с этим  исследователей заинтересовал  вопрос о зависимости между характером ответной реакции организма на вводимый антиген и фенотипом HLA. При иммунизации живой вакциной вируса гриппа титр антител при наличии антигена HLA-Bw16 был значительно ниже, чет при отсутствии такового. Только у 5% обследуемых с антигеном HLA-Bw16 титр антивирусных антител был сравнительно высоким. В отсутствие этого антигена высокий титр наблюдался у 32% лиц. 

      Необходимо  отметить, что связь антигенов  HLA с инфекционными заболеваниями изучена ещё не достаточно. Имеются сведения об ограниченном числе заболеваний, к которым следует отнести лепру, туберкулёз, сывороточный гепатит и др.

      Таким образом, HLA-антигены принимают участие  во всех фазах иммунного ответа, то есть выполняют защитную функцию. 

3 Система HLA и посттрансфузионные  осложнения

      Взаимодействие  антител с антигенами лейкоцитов приводит к острой легочной недостаточности, которая вызывается переливаниями  антител к антигенам лейкоцитов (HLA) или нейтрофилов. Взаимодействие антител с лейкоцитами приводит к активации системы комплемента, агрегации гранулоцитов и блокаде  микрососудов легких. Это приводит к реакциям, сопровождающимся повреждением капилляров и нарушением микроциркуляции  в легких. Осложнение обычно наступает  через 2 часа после трансфузии. Острая легочная реакция встречается в  одном случае на 10 тысяч трансфузий.

      HLA-антигены играют важную роль в развитии реакции несовместимости при пересадке органов и тканей. Реакция «трансплантат против хозяина», связанная с трансфузиями, возникает, когда Т-лимфоциты донора после трансфузии крови приживаются в организме реципиента и получают возможность реагировать на антигены хозяина, воспринимаемые как чужеродные. При этом могут вырабатываться антитела. Клиническими признаками осложнения являются: лихорадка, анемия, потеря веса, сыпь, диарея, желтуха, спленомегалия. Основными осложнениями реакции является сепсис и кровотечение. В 90% случаев наступает смертельный исход. Тяжесть реакции зависит от степени различия HLA антигенов донора и реципиента. Реакции наблюдаются у больных со сниженным иммунным ответом и сниженной способностью распознавания чужеродного антигена. Реакция «трансплантат против хозяина» - редкое осложнение против трансфузии, но вероятность его возникновения повышается при частых трансфузиях от членов семей, имеющих сходный/близкий HLA-фенотип. Для профилактики осложнения рекомендуется проводить облучение крови донора для инактивации лимфоцитов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение

      Из  представленных данных литературы можно  сделать вывод о том, что генетически  детерминированные различия в силе иммунного ответа регистрируются в  течение всей жизни, а степень  реактивности живой системы определяет начало течения и исход заболевания. Все вышеперечисленное свидетельствует  об актуальности исследований HLA – системы при инфекционных заболеваниях. Это позволит выявлять «группы риска» при той или иной патологии и проводить профилактику. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы

1. Сочнев А.М. ,Алексеев Л.П. ,Тананов А.Т. Антигены системы HLA при   различных              заболеваниях     и трансплантации. – Рига, 1987.

2. Тананов А.Т. HLA и болезни крови. Ассоциация с возрастом начала заболевания, продолжительностью жизни: Матер. 7-го междунар. совещ. По тканевому типированию. Тез. докл. Л.,1981 с.175-175.

3. Тананов А.Т. Значение системы HLA в оценке степени риска возникновения и прогноза заболеваний: Автореф. дис. докт. – М.,1982

4. Зарецкая Ю. М., Клиническая иммуногенетика. – М.: Медицина. 1983. – 208 с.

5. Минеева Н.В. Группы крови человека. Основы иммуногематологии. – СПб., 2004.- .134-135.