Главный комплекс гистосовместимости - история открытия, строение

25.10.2015

Первый антиген гистосовместимости — антиген Мас — открыл в 1958 г. французский исследователь Ж. Доссе. Компьютерный анализ результатов серологических реакций сывороток много рожавших женщин с донорскими лейкоцитами позволил голландским исследователям описать локус Four (четыре) с генами, контролирующими его продукты — антигены 4а и 4b, впоследствии получившего титул «второго локуса». Двумя годами позже американские исследователи идентифицировали локус LA с аллельной парой антигенов LA1 и LA2, как оказалось впоследствии полностью идентичный антигену Мас. Этот локус впоследствии получил титул «первого». Было доказано, что локусы Four и LA локализуются рядом друг с другом на одной и той же хромосоме, независимо от антигенов 5а и Sb, являются членами одной и той же системы антигенов, которую Ж. Доссе и соавт. назвали системой Hu-I — от «Human-I». B этом же году впервые было сформулировано предположение об аллельном полиморфизме генов системы Hu-I. Исследования Ван Руда и соавторов установили, что локус Four является комплексным (рис. 12.1), помимо генов, кодирующих антигены 4а и 4b, включает ряд генов, кодирующих антигены 6а, 6b, 7а, 7b, 7с и 7d и наследуемых в блоке. Были описаны антигены 8а и 9а. В целом к 1968 г. (рис. 12.1) в системе Нu-I было идентифицировано 15 антигенов. Важнейшую роль в идентификации лейкоцитарных антигенов и в развитии этих исследований сыграли работы Terasaki Р. и McClelland, предложивших для определения антигенов использовать микролимфацитотоксическую реакцию и созданные ими микротехнику и микрооборудование.

Главный комплекс гистосовместимости - история открытия, строение

Итоги первого этапа исследований по характеристике лейкоцитарных антигенов были подведены на третьем Международном рабочем совещании по определению антигенов гистосовместимости (International workshop on histocompatibility testing), состоявшемся в 1967 г. в Турине (Италия) под председательством итальянского иммуногенетика Р. Чеппеллини. Прежде всего были подтверждены заключения, сделанные на втором Между-народном рабочем совещании (Workshop), проводившемся в 1965 г. в Лейдене (Нидерланды), организованном j. Van Rood: сыворотки, получаемые исследователями в разных лабораториях мира, и методы проводимых исследований сравнимы, открывают идентичные антигены, которые разграничены между собой, поддаются генетическому анализу и свидетельствуют о наличии единой сложной генетической системы, контролирующей идентифицированные антигены. Вместо системы Hu-I она была названа системой II-LA, т.е. системой гистосовместимости H (от Histocompatibility), контролирующей антигены LA, первые антигены, открытые у человека, а затем была переименована в систему HL-A. Эта аббревиатура определяла первый генетический регион (локус) А, описанный у человека, продукты которого экспрессируются на лейкоцитах (L — Leukocyte) человека (Н — Human) и расшифровывалась как «Human Leukocyte system А». Впоследствии аббревиатура претерпела изменения, была переименована в HLA и расшифровывалась как система (комплекс) лейкоцитарных антигенов человека — от «Human Leukocyte Antigens» (определение, используемое и в настоящее время). Было подтверждено также, что система HLA двухлокусная, включает локусы LA и Four, гены системы HLA характеризуются аллельным полиморфизмом.
Последующее изучение строения системы HLA было стремительным. Уже в 1970 г. норвежскими и датскими исследователями было обосновано наличие в системе HLA третьего локуса — AJ. Работами Ж. Доссе, Ф. Аллена и др. было доказано, что система HLA независима от ряда биологических маркеров, таких как эритроцитарные системы: А, В, 0; Rhesus; MN; Kell; Duffy; Lewis; Р; JK; Secretor, система тромбоцитов Ко, сывороточные системы: Gm, Ge, Inv, Isf, Lp, Ag, Hp, ферменты эритроцитов: кислая фосфатаза А, В, С; фосфоглюкомутаза 2. В 1967 г, для регистрации новых и упорядочивания номенклатуры имеющихся антигенов системы HLA был сформирован Номенклатурный комитет Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), а в 1969 г. — ассоциация «Лондонская группа «Трансплант» (L.T.G. — London Transplant Group) с задачей определения значимости подбора донора и реципиента по антигенам HLA для выживания трансплантата. Первый локус, или локус LA, был переименован в локус HLА-А, второй локус, или локус Four, — в локус HLA-В, а третий локус, или локус AJ, — в локус HLA-C. Каждый из идентифицированных антигенов получил индивидуальный порядковый номер, например, антиген Мае, открытый Ж. Доссе, был обозначен как антиген НLA-А2, т.е. нумерация антигенов включала три обозначения: всей системы (HLA); локуса, компонентом которого является идентифицированный антиген (HLA-A); номера, который присвоен данному антигену (HLA-А2). В том случае, если идентифицируемый антиген недостаточно изучен, перед его порядковым номером помещается символ «W» (workshop), т.е. антиген рассмотрен на рабочем совещании и ему присвоен индивидуальный номер, например HLA-Aw24, но антиген требует дальнейшего изучения.
В 1971 г. английский исследователь Н. Festenstein опубликовал крайне важные данные, показавшие, что улучшение подбора доноров и реципиентов с 0-2-х до 3-4-х антигенов HLA-A и HLA-B сопровождается увеличением числа выживших трансплантатов с 44 до 66% при первой трансплантации и с 29 до 60% — при второй. Впоследствии полученные результаты были подтверждены на примерах пересадки почки, трупной почки, роговицы. Аналогичные данные были получены многими исследовательскими коллективами. Это служило наглядным примером тому, что антигенам HLA принадлежит важная роль в инициации иммунологических реакций, определяющих судьбу трансплантата. Значимость подбора лейкоцитарных антигенов для выживания аллотрансплантата и необходимость международного сотрудничества в этой области привели к созданию ряда объединений —- «Евротрансплант», «Скандинавтрансплант», «Франстрансплант» и др.
Интенсификация исследований региона HLA обеспечила получение новых важных данных. Оказалось, что серологическими реакциями, которые обычно использовались для идентификации антигенов HLA, определяются не все специфичности этой системы. Некоторые из них выявлялись в реакциях клеточного типа. В связи с этим антигены HLA были разделены на две основные группы. Одни из них именовались антигенами, определяемыми лимфоцитами или антигенами LD (от Lymphocyte defined) — Bach F.H. Эти же антигены именовались и как детерминанты, активирующие лимфоциты, или LAD (от Lymphocyte activating determinants) — Festenstein H., Demant P. Поскольку для идентификации этих антигенов использовалась культура смеси лимфоцитов in vitro или микст-культура лимфоцитов (Mixed lymphocyte сulture — MLC), эти антигены именовались и антигенами MLC. Другие антигены выявлялись в серологических реакциях и были обозначены как серологически определяемые антигены или антигены SD (от Serologically detectable). Впоследствии оказалось, однако, что в серологических реакциях можно определять и LD-антигены. В связи с этим такое деление было признано нецелесообразным и в настоящее время не употребляется. В эти же годы для антигенов HLA были введены определения — частной (private molecule) и общей (public molecule) специфичностей. Первая из них (private) характеризуется индивидуальным, только ей свойственным, строением и контролируется одним-единственным аллелем. Другая (public) — включает различные частные антигенные детерминанты и выявляется па продуктах двух или большего числа аллелей. В 1974 г. Van Someren И. и соавт. установили, что комплекс генов HLA, контролирующий экспрессию как SD, так и LD антигенов, локализуется на коротком плече хромосомы 6 человека.
В 1975-1977 гг. было обосновано наличие локуса HLA-D и близко расположенного к нему локуса EILA-DR (от D related). В 1977 г. на 7-м Международном рабочем совещании (workshop) в Оксфорде (Великобритания), организованном английским иммуногенетиком Бодмером (W. Bodmer), было идентифицировано уже 77 антигенов региона HLA. На следующем, 8-м Международном рабочем совещании (workshop), организованном американским иммуногенетиком П. Терасаки (R. Terasaki) и проведенном в Лос-Анжелесе (США) в 1980 г., был идентифицирован 91 антиген комплекса HLA. За последующий 20-летний период число идентифицированных антигенов увеличилось до 1221, к 2005 г. — до 1828. Беспрецедентный скачок в изучении антигенов HLA в значительной степени был следствием перехода их типирования с серологических методов на методы ДНК-типирования, позволяющие изучать как тонкие особенности антигенов HLA, так и сами гены. Были обнаружены и охарактеризованы не только новые антигены HLA и их аллельные варианты, но и новые локусы. Все генетические структуры MНC — охарактеризованные гены, гены с неустановленной функцией и псевдогены были разделены на три группы, контролирующие реакции клеточного, гуморального и врожденного иммунитета и соответствующие их установленным классам. Гены класса I кодируют реакции клеточного иммунитета, класса II — гуморального, класса III — врожденного.
Комплекс генов HLA локализуется на коротком плече хромосомы 6 человека и занимает расстояние 3,8 kb (килобаз). Обычно гены комплекса HEA наследуются в блоке, т.е. несколько генов тесно сцеплены, кроссинговер между ними практически не происходит. Поэтому в данном участке хромосомы перестройки могут формироваться, но это происходит крайне редко.
Гены класса I, помимо «классических» локусов А, В и С, включают 18 генов, 11 из которых классифицируются как псевдогены, а 7 связаны с продуктами транскрипции. Эти гены локализуются в локусах Е, F, G, H, J и MIC. Гены класса I регулируют реакции клеточного иммунитета, гены MIC участвуют в регуляции активности цитотоксических Т-лимфоцитов и естественных клеток-киллеров, гены локуса HLA-G — в регуляции процессов репродукции, продукты (антигены) генов класса I экспрессируются на всех клетках организма.
Главный комплекс гистосовместимости - история открытия, строение

Гены класса II регулируют реакции гуморального иммунитета, помимо известных локусов HLA-DP, HLA-DQ и HLA-DR включают также малоизученные или неизученные локусы генов HLA-DO, HLA-DM, HLA-LMP и HLA-TAР, продукты (антигены) генов класса II экспрессируются преимущественно на профессиональных антигенпредставляющих клетках — дендритных клетках, макрофагах, В-лимфоцитах.
Гены класса III контролируют продукты, участвующие в реакциях врожденного иммунитета — ряд белков системы комплемента, острофазные белки (белок теплового шока 70), фактор некроза опухоли (TNF).
В связи с множественностью функций главного комплекса гистосовместимости — контролем экспрессии целого ряда антигенов классов I и II; контролем экспрессии рецепторов для чужеродных антигенов, кодируемых Ir-генами; контролем ряда белков системы комплемента, было предложено переименовать систему HLA в систему ARMS (от Antigen/Receptor/Mediator System), т.е. в антигенно/рецепторно/медиаторную систему. Однако это наименование не прижилось и система продолжает именоваться системой HLA.
Современные представления о строении главного комплекса гистосовместимости HLA отражает рис. 12.2. Многочисленными исследованиями ведущих иммуногенетиков мира — Kissmeyer-Nielsen F., Thorsby Е., Ceppellini R., Dausset J., Klein J., Shreffler D.C., Snell G.D. et al. и др. — показана гомологичность строения главного комплекса гистосовместимости HLA человека и главного комплекса гистосовместимости других животных.