作者简介：顾建文，著名脑外科专家，博士导师，解放军第306医院院长，主任医师，全军神经外科副主委，中华医学会理事。

  人白细胞抗原系统human leucocyte antigen,HLA。排斥反应本质上是一种免疫反应，它是由组织表面的同种异型抗原诱导的。这种代表个体特异性的同种抗原称为组织兼容性抗原（histocompatibility antigen）或移植抗原（transplantation antigen）。机体内与排斥反应有关的抗原系统多达20种以上，其中能引起强而迅速排斥反应者称为主要组织兼容性抗原，其编码基因是一组紧密连锁的基因群，称为主要组织兼容性复合体（major histocompatibilitycomplex,MHC）。控制机体免疫应答能力与调节功能的基因（immune uesponse gene,Ir gene ）也存在于MHC内。因此，MHC不仅与移植排斥反应有关，也广泛参与免疫应答的诱导与调节。人类的MHC称为人白细胞抗原系统（human leucocyte antigen,HLA），与器官移植有密切相关关系。

  人类HLA基因复合体对人主要组织兼容性抗原系统及其基因复合体的认识比小鼠约晚10年，法国学者Dausset在1958年首先发现，肾移植后出现排斥反应的患者以及多次输血的患者血清中含有能与供者白细胞发生反应的抗体。后者所针对的抗原即人类主要组织相溶性抗原。由于该抗原首先在白细胞表面被发现且含量最高，而且白细胞抗原(human leucocyte antigen,HAL)；人类MHC，即编码HLA的基因群自然数为HAL复合体。HLA复合体定位及结构HLA复合体位于人第6号染色体的短臂上。该区DNA片段长度约3.5～4.0×千个碱基对，占整个基因组的1/3000。图5-2显示HLA复合体结构。HLA复合体共有数十个座，传统上按其产物的结构、表达方式、组织分布与功能可将这些基因座分为三类。1．HLA-Ⅰ类基因在Ⅰ基因区内存在多达31个有关的Ⅰ类基因座,其中HLA-A、HLA-B和HLA-C为经典的HLA-Ⅰ类基因,其他基因的产物分布有限,且其功能不明,另外还有许多伪基因.2.HLA-Ⅱ类基因 HLA-Ⅱ类基因区包括近30个基因座,其中经典的Ⅱ类基因一般指DR、DP和DQ，它们编码的产物均为双肽链（α、β）分子。近年来，陆续发现了一些位于Ⅱ类基因区的新基因座，其中某些基因的产物与内源性抗原的处理与呈递有关。3．HLA-Ⅲ类基因 HLA-Ⅲ类基因区域至少已发现36个基因座，其中C2、C4、Bf座编码相应的补体成分，另外还有21羧化酶基因（CYP21A、B）肿瘤坏死因子基因（TNFA、B）以及热休克蛋白70（heat shock protein70,HSP70）基因。补体C4由二个不同的基因（C4A与C4B）编码。HLA-Ⅲ类基因区结构见图5-3。HLA等位基因及编码产物的命名按WHO-HLA命名委员会发布的资料，仅经典的HLA-Ⅰ、Ⅱ类座（A、B、C、DR、DQ、DP）等位基因即达279个。表5-1列出了至1991年11月已识别的HLA特异性。根据该委员会制定的命名原则，凡确定新的HLA抗原特异性都要明确其DNA序列。此外，下列几种情况在HLA特异性编号后加W（work shop）标记。① Bw4和Bw6作为表位以其他B座等位基因个区别；②C座的特异性加w,以与补体相区分；③由经典细胞学分型方法鉴定D和DP特异性加W。

  HLA复合机遗传特征HLA复合体具备某些有别于其他线．单体型遗传方式 HLA复合体是一组紧密连锁的基因群。这些连锁在一条染色体上的等位基因很少发生同源染色体间的交换，构成一个单体型（haplotype）。在遗传过程中，HLA单体型作为一个完整的遗传单位由亲代传给子代。有必要区分HLA表型、基因型与单体型这三个概念。某一个体HLA抗原特异性型别称为表型（phenotype）；HLA基因在体细胞两条染色体上的组合称为基因型（genotype）；HLA基因在同一条染色体上的组合称为单体型（haplotype）二倍体（diploid）生物的每一细胞均有两个同源染色体组，分别来自父母双方。故子女的HLA单体型也是一个来自父方，一个来自母方。在同胞之间比较HLA单体型型别只会出现下列三种可能性：二个单体型完全相同或完全不同的机率各占25%；有一个单体型相同的机率占50%。至于亲代与子代之间则必然有一个单体型相同，也只能有一个单体型相同（图5-40。这一遗传特点在器官移植供者的选择以及法医的亲子鉴定中得到了应用。A1、B8、A2、B35等代表HLA基因座等位基因2．多态性现象 多态性（polymorphism）是指在一随机婚配的群体中，染色体同一基因座有两种以上基因型，即可能编码二种以上的产物。HLA复合体是迄今已知最复杂的基因复合体，有高度的多态性。HLA的多态性现象乃由于下列原因所致：①复等位基因（multiple alleles）：位于一对同源染色体上对应位置的一对基因称为等位基因（allele）；由于群体中的突变，同一座的基因系列称为复等位基因。前已述及，HLA复合体的每一座均存在为数众多的复等位基因，这是HLA高度多态性的最主要原因。由于各个座位基因是随机组合的，故人群中的基因型可达108之多。②共显性(codominance)；一对等位基因同为显性称为共显性。HLA复合体中每一个等位基因均为共显性，从而大大增加了人群中HLA表型的多样性，达到107数量级。因此，除了同卵双生外，无关个体间HLA型别全相同的可能性极小。HLA的高度多态性显示了遗传背景的多样性，这可能是高等动物抵御不利环境因素的一种适应性表现，从而维持种属的生存与延续具有重要的生物意义，但也对组织移植过程中寻找配型合的供体带来很大的困难。3．连锁不平衡 HLA复合体各等位基因均有其各自的基因频率。基因频率是指某一特定等位基因与该基因座中全部等位基因总和的比例。随机婚配的群体中，在无新的突变和自然选择的情况下，基因频率可以代代维持不变，由于HLA复合体和各基因座是紧密连锁的，若各座的等位基因随机组合构成单体型，则某一单体型型别的出现频率应等于该单体型各基因比其他基因能更多或更少地连锁在起，从而出现连锁不平衡（linkage disepuilibrium）。例如，在北欧白人中HLA-A1和HLA-B8频率分别为0.17和0.11。若随机组合，则单体型A1-B8的预期频率为0.17×0.11=0.019。但实际所测行的A1-B8单体型频率是0.088故A1-B8处于连锁不平衡，实测频率与预期频率间的差值（△0.088-0.19=0.069）为连锁不平衡参数。在HLA复合体中已发现有50对以上等位基因显示连锁不平衡。产生连锁不平衡的机制尚不清楚。1987年Bjorkman等首先借助X线晶体衍射技术弄清了HLA-A2分子的立体结构。其后，其他HLA-Ⅰ、Ⅱ类分子结构的研究也取得了进展，从而对这些分子的生物学功能提供了较确切的解释。

  所有的HLA-Ⅰ类分子均含有二条分离的多肽链，一条是由MHC基因编码的α链或称重链（44kD）。根据对HLA-A2和Aw68分子的晶体结构分析，Ⅰ类分子可分为四个区：（图5-5）：①氨基端胞外多肽结合区：该区由二个相似的各包括90个氨基酸残基的片段组成，分别称为α1和α2。该功能区含有与抗原结合的部位。后者呈深槽状，其大小与形状适合于已处理的抗原片段，约容纳8～10个氨基酸残基。Ⅰ类分子的多态性残基也位于该区域。②胞外lg样区：该区又称为重链的α3片段，包括90个氨基酸残基，与免疫球蛋白的恒定区具有同源性。Ⅰ类分子与TC细胞表面CD8分子的结合部位即在α3片段。Ⅰ类分子的β链又称β2微球蛋白，也结合于该区。β链由第15号染色体的基因编码，它不插入细胞膜而游离于细胞外。β2微球蛋白与α1、α2、α3片段的相互作用对维持Ⅰ类分子于然构型的稳定性及其分子表达有重要意义。③跨膜区：该区氨基酸残基形成螺旋状穿过浆膜的脂质双层，将类分子锚定在膜上。④胞浆区：该区位于胞浆中，可能与细胞内外信息传递有关。

  所有的Ⅱ类分子均由二条以非共价键连接的多肽链（α、β）组成。二条链的基本结构相似，但分别由不同的MHC基因编码，且均具有多态性。虽然Ⅱ类分子的晶体衍射结构尚未得到，但光谱分析已证明与Ⅰ类分子具有某种相似性。Ⅱ类分子二条多肽链也可分为四个区，见（图10-6）：①肽结合区：α链与β链的胞外部位均可再分为二个各含90个氨基酸残基的片段，分别称为α1、α2和β1、β2。肽结合区包括α1和β1片段，该二片段构成肽结合的裂隙（cleft），约可容纳14个氨基酸残基。Ⅱ类分子的多态性残基主要集中在α1和β1片段，这种多态性决定了多肽结合部位的生化结构，也决定了与肽类结合以及T细胞识别的特异性和亲和力。②lg样区：此区由α2和β2片段组成，两者均含链内二硫键，并属于lg基因超家族。在抗原呈递过程中，TH细胞的CD4分子与Ⅱ类分子结合的部位即位于该lg样非多肽态区域。③跨膜区和胞浆区：该二区与Ⅰ类分子α链的相应区域结构相似。各类HLA抗原的组织分布不同。Ⅰ类抗原广泛分布于体内各种有核细胞表面，包括血小板和网织红细胞。除某些特殊血型者外，成熟的红细胞一般不表达Ⅰ类抗原。不同的组织细胞表达Ⅰ类抗原的密度各异。外周血白细胞和淋巴结、脾细胞所含Ⅰ类抗原量最多，其次为肝、皮肤、主动脉和肌肉。但神经细胞和成熟的滋养层细胞不表达Ⅰ类抗原。Ⅱ类抗原主要表达在某些免疫细胞表面，如B细胞、单核/巨噬细胞，树突状细胞，激活的t 细胞等，内皮细胞和某些组织的上皮细胞也可检出HLA-Ⅱ抗原。另外，某些组织细胞在病理情况下也可异常表达Ⅱ类抗原。Ⅰ、Ⅱ类抗原主要分布在细胞表面，但也可能现于体液中，血清、尿液、唾液、及乳汁中均已检出可溶性HLA-Ⅰ、Ⅱ类抗原。HLA-Ⅲ类抗原一般指几种补体成分，它们均分布于血清中。HLA抗原表达的调控在各类型细胞表面HLA分子表达与否以及表达的密度，可以受不同的因素调节。一般认为，调控HLA分子表达的主要环节是转录速率。可能影响HLA分子表达的因素有：①组织细胞的分化阶段：HLA分子是造血干细胞和某些免疫细胞的分化抗原，在细胞分化、成熟的不同阶段，各类HLA抗原的表达可有改变。例如HLA-DQ分子是人单核细胞的成熟标记；Ⅱ类抗原仅表达在激活的T细胞表面。②某些疾病状态：某些传染性疾病、免疫性疾病、造血系统疾病以及肿瘤均可影响HLA抗原表达。如AIDS病患者单核细胞HLA-Ⅱ类抗原表达明显减少，某些肿瘤细胞表面HLA-Ⅰ类抗原表达减少。③生物活性物质：某些细胞因子，例如三类干扰素（α、β、γ）以及TNFα、THFβ均可增强不同类型细胞HLA-Ⅰ类抗原表达；具有Ⅱ类抗原诱生能力的细胞因子包括IFNγ、TNFα、IL-6及GM-CSF等。此外，某些激素、某些神经递质和神经肽也可影响HLA分子表达。HLA分子在免疫应答与免疫调节中是一类关键的分子，故各种因素对HLA分子表达的调控可能是体内免疫调节网络的重要组成部分。同时，受各种调节因子的影响，HLA分子的异常表达也参与某些疾病的发病机制。HLA与疾病相关性不同个体对疾病易感性的差异在很大程度上是由遗传因素所决定。在群体调查中比较患者与正常人某些特定等位基因及其产物的频率，这是研究遗传决定的对疾病易感性的主要方法。HLA是目前已知的具有最复杂多态性的人类基因系统，且Ir基因正位于HLA复合体内，因此考虑到HLA与某些免疫性疾病可能存在相关性。60年代末通过对患者与正常人HLA抗原频率的群体调。