HLA жүйесі, құрылымы, локус функциясы. Трансплантациялы иммунитеттің негізі

3 октября, 2016 20:09

HLA жүйесі, құрылымы, локус функциясы. Трансплантациялы иммунитеттің негізі.

Мақсаты: Гистосәйкестігінін комплекстік негізіне түсінік беру трансплантациондық иммунитетінің негізгі даму этаптары. HLA негізгі функциясын және құрлысын үйрету.

                 

Дәріс жоспары

1.Лейкоцитарлық антиген. Гистосәйкестігінін комплекстік негізін анықтау. HLA және Н 2 кешенін құрлысы.

2. Гистосәйкестік комплексінің негізгі қызметі.
3. Имундық жауаптын гендері. «екірет танушы»реакция механизмі.
4. Трансплантациондық иммунитет. HLA – комплексі антигенін идентификациялау әдісі.

 

Гистосәйкестіліктің басты кешені немесе МНС

(Major Histocompafibility complex)

 

Гистосәйкестілік жүйесі туралы түсінік ұлпалар сәйкестілігінің гистологиялық заңдылықтары құрылғаннан кейін және ұлпаларды ауыстыру кезіндегі сәйкессіздікті және бөтен трансплантаттың ажырауының айқын реакцияларын негіздейтін  тығыз байланысқан гендер тобының бар екенін негіздегеннен кейін  40-шы жылдары пайда болды. Соңында гистосәйкестілік жүйесінің шекарасында басты трансплантациялық антигендерді бақылайтын гендер ғана емес, сонымен қоса белгілі бір нақты антигенге иммунды жауаптың деңгейін анықтайтын гендер де анықталған.

Бүгінгі күні аллотрансплантаттың ажырауы иммунды жауптың қызметтерінің бірі болып табылатыны белгілі. Ажырау реакциясының иммунологиялық табиғатын дәлелдеу үшін аз емес күш жұмсалды. Бұл бағыттағы бірінші жұмыстар П. Медовармен жасалынған, ол терінің бөтен трансплантаттың ажырауы иммунологиялық арнайлылығының ережелеріне бағынатынын көрсетті. Дж. Снеллу ажырау реакцияларының генетикалық факторларға бағынатынын көрсетті, бұл тышқандардың конгенді түрлерін, яғни бір локустан басқа бірдей гендердің түрлері, жасау деген ойға әкелді. Тышқандардың бұл түрлерінің көмегімен бөтен ұлпалардың ажырауына жауапты локусты анықтауға мүмкіндік беретін әдістер жасалынды.

Адамның гистосәйкестіктің басты кешені (HLA — Human Leucyties Antigen-sistem) 6 – хромосомада орналасқан, және өз бетінше және олармен кодталатын өнімдер арқылы маңызды биологиялық қызметті орындайды, бірінші кезекте иммунды жауаптың генетикалық бақылауды және иммунды жауапты жүзеге асыратын әртүрлі жасушалық элементтердің байланысын қамтамасыз ететін гендер кешенінен тұрады.

HLA – жүйесінің гендері трансплантациялық антигендердің түзілуін бақылайды. Олардың көбісі лимфоциттерде, теріде жинақталған, азырақ — өкпеде, бауырда, ішектерде, жүректе, одан да аз – мида орналасқан. Жалпы түрде олар ядросы бар жасушалар мен тромбоциттерде табылады. Берілген индивидтің барлық жасушаларында HLA жүйесі бірдей, барлығына ортақ және индивидуальды түрде қайталанбайды. Донор мен реципиенттің бұл антигендер бойынша толық сйәкестілігі біржұмыртқалы егіздерге ғана тән. Басқа барлық жағдайларда иммунологиялық конфликт – ажырау реакциясы дамиды. Оның интенсивтілігі, ұзақтылығ және соңы анықталынады:

1. Донор мен реципиент арасындағы антигендік айырмашылықтардың дәрежесімен;
2. Реципиенттің иммунды реактивтілігінің деңгейімен;
3. Трансплантат сипатымен;
4. Оның құрамында лимфоидты ұлпаның болуымен;
5. Гистосәйкестік антигендердің салыстырмалы құрамымен.

HLA гендері 6-хромосомада орналасқан және 7 локуста (аймақта) жинақталған: 23 аллелі бар HLA-А; HLA-В – 49, HLA-С – 8 және HLA-D. Соңғысы полиморфты болып табылады, және өз бетінше төрт локустан тұрады HLA-D — 19; HLA-DR — 16; HLA-DQ — 3; HLA-DP — 6.

А, В, С, DR сублокустарының антигендері серологиялық жолмен анықталатындықтан SD – детерминанттар деп белгіленеді, D сублокусының антигендері лимфоциттердің аралас культурасы реакциясы көмегімен анықталынады және LD-детерминанта деп аталынады.

Негізгі аймақтардың ішінен үш класты бөледі:

І класс гендерінің құрамында трансплантационды антигендердің синтезін детерминирлейтін, антиденелердің, цитолитикалық лимфоциттердің, Т – супрессорлардың бөлінуін белсендіретін локустар болады. І кластың HLA – антигендері ағзаның ядросы бар жасушалардың барлығында, Т-лимфоциттерде экспрессирленген, “өзіндікін” тануда негізгі рөлді атқарады. І класс антигендері екі бөліктен: гликозирленген полипептидті ауыр a-тізбегінен және b₂— макроглобулиннен, тұратын мембраналық гликопротеид болып табылады.

ІІ класқа иммунды жауаптың гендері кіреді (иммунды төзімділік — JR), оның күшін реттейді. ІІ кластың HLA – антигендері (HLA-D регионына кіретін локустардың өнімдері) макрофагтарда, В-лимфоциттерде, дентритті жасушаларда және Лангерганс жасушаларында, Т-В-жасушаларының және макрофагтардың байланысуына қатысатын белсендірілген Т-лимфоциттерде кезедеседі. ІІ кластың HLA – антигендері иммуноциттердің жасушааралық байланысында және антигендердің презентациясында маңызды рөл атқарады. ІІ класс антигендерінің молекулалары екі мембраналық a және b тізбектерден тұратын интегральды мембраналық сиалогликопротеиндер түрінде болады.

І және ІІ кластың HLA – антигендерінің экспрессиясы жасушалардың белсенуі кезінде модификацияға ұшырайды. І және ІІ кластың HLA – антигендерінің транскрипциясының реттеушілері a, b, g — интерферондар, интерлейкиндер, простогландиндер және т.б. болып табылады.

HLA гендерінің ІІІ классы комплементтің С₂, С₄ компоненттерінің синтезін және В-жасушалардағы С₃ – рецепторының экспрессиясын бақылайды.

І және ІІ кластың классикалық HLA – молекулалардан және олардың ақуызды өнімдерінен басқа, HLA жүйесінде І кластың классикалық емес HLA гендері табылды:

HLA–Q – эмбриональды жасушаларда экспрессияланған;

HLA–Е – HLA-Q мен F арасында аралық орын алады;

HLA–Ғ  – эмбриональды және лимфоидты жасушаларда экспрессияланған.

HLA–Q – гендерімен кодталатын ақуыздар эмбриогенезде қызмет атқарады және ана-ұрық иммунды байланысты реттейді, трофобласттың инвазивті потенциясын қастамасыз етеді деген тұжырым бар.

HLA жүйесінің полиморфизмі адам популяциясының антигенді гомеостазының иммунологиялық бақылауын қамтамасыз ететіндігін және ол арқылы қарқынды эволюцияланатын микроорганизмдердің ортасында оның тірі қалуын қамтамасыз ететіндігін көрсету керек.

 

Тышқандардың гистосәйкестіліктің басты кешені.

Н-2 кешені.

Н-2 кешенінің құрылысы жөніндегі көзқарастар әр уақытта эволюцияланады. Бірінші болып серологиялық жолмен анықталатын, яғни аллогенді ұлпаларды – ісіктер, тері және т.б. трансплантацияланғаннан кейін тышқан қанында жиналатын антиденелер көмегімен көмегімен анықталынған, трансплантациялық АГ кодтайтын екі байланысқан, Н-2К және Н-2D, локустары анықталынды. Н-2К және Н-2D локустарымен кодталатын АГ серологиялық анықталынған – SD деп аталынды. Бұл локустарының арасында екі сарысулық ақуыздардың синтезін кодтайтын Ss-Slp гендері анықталынды. Барлық кешен К-соңы мен D-соңына бөлінді. Ss гені кешен ішінде ашылатын гендерді картирлеу үшін маркен қызметін атқара бастады. Лимфоциттердің аралас культурасында табылған антигендер ұлпалардың сәйкессіздігінде маңызды рөл атқарытандар деген атқа ие болды.

Тышқандарда гистосәйкестіктің Н-2 кешенін үш класқа бөледі:

Класс І (К- және D-аймақтар) құрамында Н-2К и Н-2D маркерлі локустар болады. Олар барлық дерлік ұлпалардың жасушалар мембранасында болатын трансплантациялық антигендердің синтезін детерминирлейді. Бұл антигендер серологиялық әдіспен анықталынады. Олар антиденел мен  цитолитикалық Т-эффекторлардың өндірілуін белсендіреді. К- және D-гендерінің өнімдері ісікке тән трансплантациялық антигендері бар ісіктік жасушаларға қарсы және вируспен инфицирленген жасушаларға қарсы Т-жасушалық иммунитетті қосу үшін маңызды. І класс гендерімен кодталатын антигендер әрбір особьтың трансплантациялық антигендердің жиынтық ерекшелігін қамтамасыз ететін үлкен полиморфизммен сипатталынады.

ІІ класс гендері Н-2 кешенінің 1-аймағын алып жатады. Иммунды жауаптың гендері І-А, І-В, І-С субаймақтарда орналасқан. Сонымен қоса бұл аймақта бұрын анықталынбаған аллоантигендерді кодтайтын гендер орналасады. Аллоантигендер В-лимфоциттер мен макрофагтарда экспрессияланады. І-С субаймақпен кодталатын антигендер Т-субпопуляцияларда экспрессияланады. ІІ класс регионы бұрында LD деп аталған және микс-культураларда лимфоциттермен анықталанатын антигендерді кодтайды. Олар бласттрансформация рекциясын белсендіреді, яғни Т-лимфоциттерді белсендіреді, сонымен қоса трансплантат иесіне қарсы реакциясының дамуын қамтамасыз етеді.

ІІІ класс гендері комплементтің С₄ компонентінің синтезін бақылайды, және, мүмкін, В-лимфоциттердегі С-3 рецепторының экспрессия уақытын бақылайды.

G аймағының құрамында Н-2G лдокусы бар, ол биологиялық қызметі анықталынбаған кейбір аллоантигендерді кодтайды.

Гистосәйкестіктің басты кешенінің қызметі.

 

1. МНС ұлпалық сәйкестіліктің антигендерін детерминирлейді, “өзіндікін” және “бөтенді” жасушалық танудың үрдістерін индкцирлейді, киллинг – эффект жасушалық байланысының эффекторлы звеносын анықтайды; HLA-АГ молекулалары жасушалық байланыстарының әртүрлі звенолары үшін нысана болып табылады (олар ИКК-ның беткей құрылымдары болып табылады);
2. HLA антигендері ауруға деген бейімділікті анықтайды;
3. МНС киллинг – жауаптың интенсивтілігін және бласттүзілу, антидене генезінің деңгейін анықтай отырып, ағзаның иммунды статусының сипатын және инфекционды және инфекционды емес антигендерге иммунды реакцияның интенсивтілігін анықтайтын иммунды жауаптың “сақтаушы” гендері (JR-ген) болып табылады;
4. HLA гендерінің өнімдері екілік танудың механизмін қамтамасыз етеді;
5. МНС гендері комплементтің кейбір компоненттерінің (С₂, С₄) синтезін бақылайды.

 

Иммунды жауаптың гендері

 

Қазіргі таңда адамда антигенге деген иммунды жауаптың күшін детерминирлейтін иммунды жауаптың гені (JR-гені) бар екендігі туралы концепция қабылдаған және дәлелденген. Иммунды жауптың гені HLA-кешенімен байланысты және HLA-D сублокусына жақын орналасқан В-D интервалында картирленуі мүмкін болатындығы анықталынды. Аурулардың әртүрлі топтары бір емес, бірнеше HLA-В және HLA-D аллельдерімен байланысуы, JR-жүйесінің көп аллельді екендігін ойлауға мүмкіндік береді.

 

Ауруларға бейімділігін анықтайтын

процестердің өзара байланысын түсіндіретін схема

 

• HLA – кешенінде жасушаның беткейіндегі сәйкес детерминантты кодтайтын JR-ген бар;
• Патоген ағзаға еніп, JR- детерминантымен байланысады, бұл иммунды жүйенің белсенуіне әкеледі;
• Иммунды жауаптың жоғарғы типінде ауруларға төмен бейімділік пен оның төмен жиілігі орын алады;
• Иммунды жауптың төменгі типінде ауруларға жоғары бейімділік пен, сәйкесінше, аурудың жоғары жиілігі орын алады.

 

 

 

 

JR – эффект пен МНС-рестрикциясының

жүзеге асырылуының механизмі.

 

МНС-рестрикциясы немес “екілік тану” феномені киллер – жасушалары мен нысана – жасушалары сингенді немесе семналлогенді, яғни HLA – антигендерінің жалпы немесе жарты жинағы бар болса, болып табылғанда ғана жүзеге асады.

“Тану” мен “өзін жою” механизмі: антиген (мысалы, вирусты аллоантиген) антиген + І класс молекуласы кешенін құра отырып жасушалық мембранасындағы І класс молекуласымен байланысады, оның нәтижесінде ағзаға “бөтен” болып табылатын “орта субстанция” құрылады. Екілік тану механизмімен гаптендер, вирустар, кейбір аллоантигендер жойылады.

JR – эффект ІІ кластың HLA молекулалары арқылы жүзеге асады және нәтижесінде антиген антидене мен комплементтің қатысуымен жойылады.

Бұл механизммен гетерологиялық полипептидтер мен ақуыздар, сонымен қоса аллоантигендер жойылады.

 

Генге тәуелді аурулар.

 

Салыстырмалы түрде бұрын тұқым қуалайтын аурулардың себебі ата – анасының жыныстық жасушаларының қалыпты гендерінің өзгеруінде болатындығы анықталынды. Содан кейін балаларға беріліп, дефектті гендер ұрпақтарда қайталанатын тұқым қуалайтын патологияны тасымалдайды. HLA – жүйесінің антигендері көпфункциональды – супергендер – олар трансплантациялық антигендердің түзілуін, иммунды жауаптың күшін, әртүрлі аурулармен оң және теріс ассоциацияларды бақылайды. Бұндай гендер 30-дан аса.

Тұқым қуалайтын аурулар генетикалық аппараттың бұзылыстарымен байланысты. Индивидтің тегіс бір қатар ауруларға бейімділігі генетикалық детерминирленген, ал детерминирлігінің өзі гистосәйкестіктің басты кешенімен байланысты.

Осылайша, индивид, белгілі бір аллельге ие болып, берілген аурумен немесе аурулар тобымен ауру қаупінің  белгілі деңгейіне ие. Оларды 4 категорияға бөлуге болады:

1. Иммунды бұзылыстар: миастения, гравис, жүйелі қызыл ноқта, иммунды глобулиндердің жеткіліксіздігі.
2. Аутоиммунды компонеттері бар аурулар: инсулинге тәуелді қант диабеті, тиреотоксикоздар, ревматоидты артрит.
3. Этиологиясы белгісіз аурулар: шашырыңқы склероз, әртүрлі псориаздар.
4. Иммунды компонетті жоқ аурулар: идиопатиялық гематохроматоздар, конгеитальды дисплазия.

Индивидтің белгілі бір патологиялық процеске бейімділігінің сипаты біріншілік болуы мүмкін, осы кезде ауруға бейімділігін қамтамасыз ететін ген бір уақытта HLA – антигені де болады, екіншілік, бұл кезде бейімділік гені мен HLA – антигені арасында ассоцияцияға орын болады, және, HLA-антигені – маркер ассоцирленген немесе антигенмен тепе-тең емес байланыста болғанда, өз алдында бейімділік генімен ассоцирленген вариент болуы мүмкін.

 

Трансплантациялық иммунитет.

 

Донордан реципиентке қайта ауыстырылатын ұлпаның (трансплантат) тағдыры берілген ағзалардың генетикалық әртүрлілігіне байланысты. Сондықтан да донор мен реципиенттің генетикалық туыстығын ескере отырып, трансплантаттарды ауто-, изо-, алло-, ксенотрансплантаттарға бөледі.

Аутотранспоантация – бұл ұлпаны ағзаның шекарасында ауыстыру.

Изотрансплантация – мүшені немесе ұлпаны біржұмыртқалы егіздер немесе бір инбредті сызығының өкілдері болып табылатын бір ағзадан екінші ағзаға ауыстыру.

Аллотрансплантация – мүшені немес ұлпаны бір особьтан екінші особьке ауыстыру (инбредті емес түрлер, немесе әртүрлі инбредті сызықтарының өкілдері).

Ксенотрансплантация — әртүрлі түрлерге жататын донордан реципиентке мүшені немесе ұлпаны ауыстыру.

Ауто- және изотарнсплантаттар генетикалық тең болып табылады. Себебі донордың ұлпасы антигенді қатынаста реципиенттің ұлпаларына сәйкес келеді. Алло- және ксенотрансплататтар генетикалық бөтен және донор мен реципиенттің антигенді әртүрлілігі нәтижесінде ауыстырудан кейін белгілі бір уақыт өткен соң ағзамен ажыратылады. Себебі соңғысының гистосәйкестіліктің гендерімен кодталатын трансплантациялық антигендермен сенсибилизациясы жүреді.

Трансплантациялық антигендер – бұл эритроциттердің, тимус, көкбауыр, лимфалық түйіндерінің, өкпе, бауыр, бүйрек, тері, ми, сперматозоидтар жасушаларының жасушалық мембранасында орналасатын және серологиялық және цитологиялық әдістермен анықталынатын глико- және липопротеидтер.

Физикалық және химиялық факторлармен өңдеу арқылы жасушалардың беткейінен трансплантациялық антигендерді жоюға болады. Әртүрлі мүшелер мен ұлпалардағы трансплантациялық антигендерді сандық анықтау аллотрансплантаттың тағдырын болжау үшін қажет.

Ұлпалар сәйкестілігінің генетикалық заңдары тышқандардың таза (инбредті) сызықтарында ағылшын ғалымдарымен Литл мен Тайзермен анықталынды.

1. Бір инбредті сызық шекарасындағы барлық трансплантаттар жаңа орынға үйренеді, бір инбредті сызығынан басқасына ауыстырылған трансплантаттар ажыратылады.
2. Инбредті атан-анасының сызығының трансплантаттары бірінші ұрпақтың гибридтеріне үйренеді, бірақ бірінші ұрпағының гибридтерінің трансплантаттары ата-анасының сызығынан ажыратылады.
3. Екінші ұрпақтың гибридтерінің тарнсплантаттары бірінші ұрпақтың гибридтеріне үйренеді.
4. HLA антигендерінің синтезін бақылайтын барлық гендер өздерінің іс-әрекеттерін көрсетеді, яғни фенотип генотипті қайталайды.

Соңғы заңға сүйене отырып, адамның гистосәйкестілік кешенінің антигендерінің максимальды мөлшері, 10-ға тең, оның жасушаларының жасушалық мембранасынада экспрессирленгені туралы қорытынды жасауға болады.

Гистосәйкестілік гендерін түрдің шекарасында полиморфты болғанымен, ажырау реакциясының индукциясы үшін иммуногенділігі жеткілікті, жасушалық беткейінің құрылымдарын кодтайтын гендер ретінде анықтауға болады. Егер реципиентте донорда бар гистосәйкестілік гені болмаса, трансплантататтың ажырауы жүреді.

Трансплантаттың біріншілік ажырауы орта есеппен жеті-тоғыз күннен кейін жүретіндігі анықталынды. Екіншілік трансплантаттар, яғни сол донордың мүшелері мен ұлпалары, біраз тез, төрт-алты күн ішінде күрт анық реакциямен ажырайды. Трансплантатты бұзуына реципиенттің Т-лимфоциттері мен макрофагтары қаьысады, ал екіншілік ажырауда – сонымен қоса гуморальды антиденелер. Біріншілік ажырау процесінде тимус-тәуелді, ұзақ өмір сүретін кіші лимфоциттер – пісіп жетілген цитотоксикалық Т-эффекторлардың алдыңғы жасушалары шешуші мәнге ие болады. Аллотарнсплантация кезіндегі цитотоксикалық Т-лимфоциттің түзілуі келесі жолмен жүреді: трансплантаттың гистосәйкестілік гендері жаңа орналасқан жерде Т-хелперлерді оларды ИЛ-2 (Т-жасушаларының өсу факторы) өңдеп шығаруға бейім Т-хелперлер-амплиффайерлерге ауыстырып, белсендіреді. Трансплантациялық антигендердің және ИЛ-2-нің біріккен әсері цитотоксикалық алдыңғы жасушалардың пісіп жетілген цитотоксикалық Т-эффекторларға пролиферациялануын және дифференцияациясын шақырады. Бүндай трансформация цитотоксикалылығының жоғалуына әкеледі, бірақ гистосәйкестіктің арнайы гендерімен қайта қатынасында лимфалық тамырлар арқылы қанайналымға енетін, және тарнсплантаттың жаңа орнына түскенде оынң жасушаларын зақымдайтын айта түзілген арнайы токсинділігі бар лимфоциттер түзіледі. Берілген донордың трансплантациялық антигендеріне деген иммунологиялық ес көптеген жылдар, ал кейбір кезде өмір бойы сақталады.

 

Тіндік қабылдамау реакцияның дмуын ескеру қажет:

MHC, AB0, Rh тіндері бойынша типирлеу;

 

1. Комплемент тәуелді лимфоцитолиз реакциясында SD- антигендерін идентифицирлейді. Әдістің принципі типті қан сарысуында комплементтің қатысуында лимфоциттерде орналасқан HLA антигендеріне арнайы антиденелер болғанда жасушалардың мембранасы бұзылып, жасушалардың өлуіне негізделген.

Ортаға алдын ала енгізілген бояғыш зат бұзылған жасушаның цитоплазмасына енеді де, өлген жасушалар боялынады, бұл микроскопиямен анықталынады.

Лимфоцитолиз реакциясы – ұлпалар мен мүшелерді ауыстырған кезде донор – реципиент жұбын таңдау үшін HLA антигендерін типтеудің негізгі әдісі. Сәтті трансплантация үшін олар HLA – А, В, С, локустарының антигендері бойынша бірдей  болуы керек немесе донордың жасушаларының өқұрамында реципиентте жоқ антигендер болмауы керек. Әдіс оның алдыңғы антиденелерді де анықтайды. Лимфоцитолиз реакциясы трансплантациядан кейінгі асқыныстарының диагностикасында,

2. LD—детерминанттарын идентификациялау. Лимоциттердің аралас культурасында жаслынады. Әдістің принципі генетикалық әртүрлі лимфоциттердің екі популяциясын бірге культуралау кезінде бластүзілу мүмкіндігіне ие болуына негізделген; бұл мүмкінділікті белсендірілген лимфоциттердің ядроларына радиоактивті белгілерді қосу кезінде анықтайды.

 

 

Ұсынылатын әдебиеттер:

Негізгі

1. Хаитов Р.М. Иммунология: учебник – М. : ГЭОТАР – Медиа 2009.
2. Хаитов Р.М. Иммунология: Учебник для вузов с компакт – диском – М.: ГЭОТАР –

Медиа, 2006 .

1. Земсков А.М., Земсков В.М., Караулов А.В. Клиническая иммунология. – М.: ГЭОТАР – Медиа, 2006.
2. Никулин Б.А. Оценка  и коррекция иммуного статуса М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007.
3. Чепель Э., Хейни М., Мисбах С. Основы клинической иммунологии – 5-е изд. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008.
4. Жұманбаев Қ.А., Жұманбаева Ғ.Қ., Байдүйсенова Ә.Ө. Клиникалық иммунология және аллергология – Қарағанды, 2008