主要组织相容性复合体( major histocompatibility complex,MHC)
是一组编码动物主要组织相容性抗原的基因群的统称。人类的MHC位于人的6号染色体短臂上,小鼠的MHC位于小鼠的17号染色体上。MHC的长度大约为4×10^6bp。人类的MHC也叫做HLA(human leukocyte antigen,HLA)复合体。小鼠的MHC则被称为H-2基因。由于MHC的多基因特性,依据其编码分子的结构、组织分布与功能差异,可分为MHC I类、MHC II类、MHC III类基因,分别编码MHC I类分子、MHC II类分子、MHC III类分子。人类的MHC产物通常被称为HLA (human leukocyte antigen,HLA), 即人类白细胞抗原。MHC的两个重要特性是其多基因性与高度多态性,由此造成每一种属的每一个体都有其特有的一套MHC分子。
人类白细胞抗原(human leukocyte antigen, HLA)
是由HLA基因复合体所编码的产物,位于第六号染色体的短臂6P21.31区,长3600KB。HLA系人类组织相容性复合体(MHC)的表达产物,是构成移植排斥反应的重要抗原物质。HLA的研究最初是在器官移植研究推动下开展起来的,故此,HLA又称移植抗原。
根据基因产物的结构,功能,细胞分布等因素,将HLA基因分成了3大类:HLA-I型基因,包括了HLA-A, HLA-B,HLA-C等经典的抗原基因,还有一些假基因;HLA-II 型基因,其编码产物都是双链蛋白质,包括DR, DP, DQ等基因,HLA-III型基因,包含了C2,C4,BF等补体基因,还包括其他一些基因
等位基因名称
HLA是固定前缀,A代表基因名称,前缀和基因名称之间用短横线连接;*星号作为分隔符,分隔符之后是同一个基因的不同allel,由冒号分隔的多个部分构成,最多包含4个部分,第一组02代表不同的血清学类型,根据血清学鉴定的结果对不同抗原进行分类;第二组101代表一种特定类型的蛋白;第三组的01代表发生在编码区的同义突变;第四组的02代表发生在非编码区的基因突变;N为后缀,代表了蛋白的表达水平
不同后缀的含义不同
N表示该等位基因不表达
L代表low, 表示这种allel的表达水平相比正常水平要低
S表示蛋白产物不是位于细胞表面,而是一种可溶性的分泌蛋白
C表示蛋白产物不是位于细胞表面,而是位于细胞质中
A表示不确定这个allel的蛋白产物是否存在
Q表示这个allel会对其他等位基因的表达造成影响
临床意义
1.器官移植
HLA检测最重要是对脏器或骨髓移植的作用,为移植选择相配对的供、受者。在肾移植中,供受双方共有的DR抗原越多,或已检查出的DR错配抗原数越少,移植存活率就越高
2.输血
选择HLA匹配的单一供者血小板,用于对混合血小板悬液输注无效的血小板减少症患者。
3.疾病的诊断
筛选疾病相关的遗传因素。HLA与免疫病理学的相关性也日益密切。与某些疾病相关的T细胞表面抗原鉴定,通过HLA/HLA配体相互作用的免疫效应细胞之间的通讯等,都延伸了HLA在生物学领域的应用如NK细胞、T细胞、感染、自身免疫、移植物抗肿瘤等的抗原识别等。
4.法医学上的应用
亲子鉴定中为有力证据之一。
HLA数据库
HLA Epitope Registry 是一个在线的数据库,存储了HLA Allel 对应的抗原表位信息
http://epregistry.ufpi.br/index/databases/database/ABC/
第一列是抗原表位的名字,第二列代表该基团是否暴露在抗原分子表面,第三列信息和第一列一样, 第四列表示频率, 可以连接到ANFD数据库, 第五列表示抗体反应,如果存在实验证据支持,取值为confirmed,其他则为provisional; 第六列表示抗原表位的结构,第七列表示Luminex 芯片中对应的HLA Allel; 第八列表示抗原表位对应的所有的Allel
IMGT/HLA数据库
https://www.ebi.ac.uk/ipd/imgt/hla/stats.html
HLA Dictionary, 中文名叫做HLA 字典,记录了HLA-A, -B, -C, -DRB1/3/4/5 和 -DQB1 等HLA基因的不同Allel 对应的血清学分析鉴定的抗原。最新版本于2008年发布,共包含了832个HLA Allel对应的血清学抗原信息
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/j.1399-0039.2008.01183.x
ANFD全称Allel Frequency Net Database, 存储了HLA, KIR,Cytokine, MIC 共4种人类基因组中多态性较高的突变信息,其中记录了allel, haplotype, genotype 3种格式的信息,最关键的是,提供了在不同人群中的频率信息。
http://www.allelefrequencies.net/default.asp
补充
软件列表:(来自:http://blog.sciencenet.cn/blog-623545-1095320.html)
1.xHLA
2.HLA-HD
3.HLAscan
4.HLA-PRG-LA
5.HLAreporter
6.SOAP-HLA
7.HLA-VBseq
8.Optitype
9.ATHLATES
10.PHLAT
11.HLA-Forest
12.Omixon HLA explore
13.illumina HLA Sure Select Assign
14.HLAssign
15.hla-polysolver
基于SNP芯片:
1.SNP2HLA(2014)
2.HLA-check(2017)
3.HIBAG
4.eHLA
5.MAGprediction
6.HLA-IMP系列