人类白细胞抗原(HLA)系统

完整评审: 4月 2026 作者:Peter J. Delves, PhD, University College London, London, UK | 同行评审人Brian F. Mandell, MD, PhD, Cleveland Clinic Lerner College of Medicine at Case Western Reserve University
Last updated: 4月 2026
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人类白细胞抗原(HLA)系统,即人类的主要组织相容性复合体(MHC),是免疫系统的重要组成部分,由位于 6 号染色体短臂上的基因控制。HLA 基因编码细胞表面分子(即 MHC),这些分子专门负责将抗原肽呈递给 T 细胞上的 T 细胞受体(TCR)。因此,MHC分子是免疫识别与免疫应答的核心,使T细胞能够检测并应对病原体。主要组织相容性复合体(MHC)分子异常呈递自身抗原可导致免疫耐受受损,驱动某些自身免疫疾病的发展(例如1型糖尿病乳糜泻)。(参见免疫系统概述。)

呈递抗原(Ag)的MHC分子主要分为两类:

  • MHC I类分子

  • MHC II类分子

I 类 MHC 分子是存在于所有有核细胞表面的跨膜糖蛋白。完整的I类分子由一个alpha(α)重链与一个beta-2微球蛋白(β2m)分子结合而成。重链包含2个多肽结合域、一个类免疫球蛋白(Ig)结构域和一个带有胞浆尾部的跨膜段。I类分子的重链亚基由HLA-A、HLA-B和HLA-C基因位点(6号染色体)编码,而轻链(β2m)亚基的编码基因位于15号染色体(1)。表达CD8分子的T细胞与MHC I类分子发生反应。这些 T 细胞通常具有细胞毒功能,因此需要能够识别任何受感染细胞或肿瘤细胞。

由于每个有核细胞均表达 I 类 MHC 分子,所有受感染细胞或肿瘤细胞均有可能作为 CD8 T 细胞的抗原提呈细胞(CD8 与 I 类重链的非多态性部分结合),除非细胞下调 MHC I 表达,从而导致免疫逃逸(即受感染细胞或肿瘤细胞逃避免疫检测)。某些 I 类 MHC 基因编码非经典 MHC 分子,即不与 CD8 结合的 MHC 分子,例如 HLA-G(表达于胎盘,在胎盘中作为免疫检查点分子发挥作用,以保护胎儿免受母体免疫应答攻击[2])和 HLA-E(将肽呈递给自然杀伤[NK]细胞上的某些受体)(3)。

II 类 MHC 分子通常仅存在于专职抗原提呈细胞(B 细胞、巨噬细胞、树突状细胞、朗格汉斯细胞)、胸腺上皮细胞以及活化的 T 细胞中,而不存在于静息 T 细胞中。大多数有核细胞可被干扰素(IFN)-γ诱导表达II类MHC分子。MHC Ⅱ类分子由2条多肽链(α[α]和β[β])组成;每条链含有一个多肽结合域、一个Ig样结构域及一个带有胞质尾区的跨膜区域。编码2条链的基因均位于6号染色体的HLA-DP、-DQ或-DR区。对 II 类 MHC 分子发生反应的 T 细胞表达 CD4,且通常为辅助性 T 细胞(Th)。

基因组的 MHC III类区域 编码了数种在炎症中起重要作用的分子,包括补体成分C2、C4和因子B;肿瘤坏死因子(TNF)-α;淋巴毒素;以及三种热休克蛋白,这些蛋白有助于保护细胞免受应激并维持蛋白质稳态。

在HLA系统中,由I类和II类基因位点编码的、通过血清学方法定义的抗原被赋予了标准的命名(例如,HLA-A1、-B5、-C1、-DR1)。通过DNA测序定义的等位基因的命名方式为:首先是识别基因的名称,随后是一个星号、代表等位基因组的数字(通常对应于该等位基因编码的血清学抗原)、一个冒号,以及代表特定等位基因的数字(例如,A*02:01,DRB1*01:03,DQA1*01:02)。有时,在一个冒号后会添加额外的数字以识别编码相同蛋白质的等位基因变异,在另一个冒号后,会添加其他数字以表示内含子或5'或3'非翻译区中的多态性(例如,A*02:101:01:02, DRB1*03:01:01:02) (4)。

MHC I类和II类分子是在同种异体移植排斥反应期间被识别的免疫原性最强的抗原。最强的决定簇是HLA-DR,随后是HLA-B和-A。因此,这3个位点对于捐赠者和接受者相匹配最为重要。

一些自身免疫性疾病都与特定HLA等位基因相关,例如 (5):

参考文献

  1. 1.Cruz-Tapias P, Castiblanco J, Anaya JM.Major histocompatibility complex: Antigen processing and presentation.In: Anaya JM, Shoenfeld Y, Rojas-Villarraga A, et al., editors.Autoimmunity: From Bench to Bedside [Internet].Bogota (Colombia): El Rosario University Press; 2013 Jul 18.Chapter 10. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK459467/

  2. 2.Duhamel M, Cardon T, Ziane-Chaouche L, Salzet M.Nonclassical HLA and pseudogenes in maternal-fetal tolerance and cancer. Trends Immunol.2025 Sep 18:S1471-4906(25)00216-9.doi:10.1016/j.it.2025.08.006

  3. 3.Beltrami S, Rizzo S, Strazzabosco G, et al.Non-classical HLA class I molecules and their potential role in viral infections. Hum Immunol.2023;84(8):384-392.doi:10.1016/j.humimm.2023.03.007

  4. 4.Barker DJ, Maccari G, Georgiou X, et al.The IPD-IMGT/HLA Database. Nucleic Acids Res.2023;51(D1):D1053-D1060.doi:10.1093/nar/gkac1011

  5. 5.Klein J, Sato A.The HLA system.First of two parts. N Engl J Med.2000;343(10):702-709.doi:10.1056/NEJM200009073431006

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