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編碼HLA基因的分類及其命名


編碼HLA基因的分類
組成HLA複合體的基因傳統上分為Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類(圖 1)。HLA基因複合體位於人第6號染色體短臂6p21.31,全長3600 kb,共有224個基因座位,其中128個為功能性基因(有產物表達),96個為假基因。

圖1 組成HLA複合體的三類基因在人類第6號染色體上的分佈

HLA Ⅰ類基因
經典的HLAⅠ類基因集中在遠離著絲點的一端,包括B、C、A三個座位,其產物稱HLA Ⅰ類分子。實際上,Ⅰ類基因僅編碼Ⅰ類分子異二聚體中的重鏈,輕鏈為β2微球蛋白(β2m),編碼基因位於第15號染色體。
以HLA-E、HLA-G為代表的非經典HLA I類分子在免疫應答的負調節中十分活躍。

HLA Ⅱ類基因
HLA Ⅱ類基因在複合體中位於近著絲點一端,結構最為複雜,由DP、DQ和DR三個亞區組成。每一亞區又包括兩個或兩個以上的功能基因座位,它們分別編碼分子量相近的α鏈和β鏈,形成DRα-DRβ(對應於小鼠的Eβ-Eα)、DQα-DQβ(對應於小鼠的Aβ-Aα)和DPα-DPβ(小鼠中無對應物)三種異二聚體。需要指出的是,DR亞區實際上有5個功能性基因,1個為DRA(編碼DRα鏈),4個為DRB(編碼DRβ鏈),其產物顯示不同的DR抗原特異性,包括DR1(DR8)、DR51、DR52和DR53。
其它諸如:低分子量多肽基因:低分子量多肽(low molecular-weight polypeptide,LMP)基因、抗原加工相關轉運體(transporter associated with antigen processing,TAP)基因、HLA-DM基因、HLA-DO基因、TAP相關蛋白基因(tapasin)等與免疫功能相關的基因全部坐落在HLA系統的Ⅱ類基因區。

HLA Ⅲ類基因
血清補體成份編碼基因屬經典的Ⅲ類基因,在HLA複合體,它們位於中部。所表達的產物為C4B、C4A、Bf 和C2。在HLA Ⅲ類基因區靠Ⅰ類基因一側,新近檢出多個免疫功能相關基因座位,多數涉及炎症反應,分屬以下四個家族:
1.腫瘤壞死因數基因家族  包括TNF(TNFα)、LTA(TNFβ)和LTB三個座位。其產物參與炎症、抗病毒和抗腫瘤免疫應答。
2.轉錄調節基因或類轉錄因數基因家族  包括類Ⅰ-κB(ⅠκBL)基因,可參與調節DNA結合蛋白NF-κB的活性。屬於這一基因家族的還有B144基因、鋅指基因ZNF173和ZNF178(鋅指基因ZNF173定位于Ⅰ類基因區)。
3.MHCⅠ類相關基因(MIC)家族  包括MIC A和MIC B基因等,主要表達於小腸粘膜,和熱休克蛋白的作用密切相關。
4.熱休克蛋白基因家族  如HSP70基因,其產物參與炎症和應激反應,並作為分子伴侶在內源性抗原的加工提呈中發揮作用。構成MHCHLA複合體的另一類基因稱為免疫功能相關基因,它們可以有各種變異體,但通常不顯示或僅顯示有限的多態性。此類基因的產物一般不能和抗原肽形成複合物,故不能直接提呈抗原,但它們在免疫應答和免疫調節中發揮重要作用。
HLA等位元基因及編碼產物的命名
HLA抗原的命名由世界衛生組織命名委員會(WHO Nomenclature Committee for Factors of the HLA System)確定。
1968—1995年世界衛生組織HLA系統因數命名委員會共發佈13次命名報告,內容不斷更新。最初7份報告只限於命名使用血清學或細胞培養方法檢出的HLA特異性,1987年起對HLA基因命名。歷年來主要規定有:
1.以大寫字母A、B、C…表示HLA遺傳區域中的座位。
2.HLA特異性用數位(數位編碼按照抗原被發現或官方認可的順序表示)表示,取消原來編號後的w(workshop)標記,但有兩點例外:Bw4和Bw6作為表位與其它B座等位基因相區別;以經典細胞學分型方法鑒定的D和DP分子特異性保留“w”。
3.C座位特異性以Cw為字首命名,以免和補體組分命名混淆。
4.HLA基因以4位元數字表示,前2位元表示最相近的HLA特異性,後2位表示亞型的等位基因,如A*0101和A*0102兩個基因的產物都是血清學方法檢出的A2抗原,但它們的DNA序列不同。
5.第5位元數字代表“沉默取代”,即該基因中發生個別堿基取代,但並不影響所編碼的氨基酸序列,如A*310ll和A*31012二者的DNA序列不同,但編碼的A31抗原的氨基酸序列相同。
6.第6、7位元數字代表相應啟動子(內含子或側翼區)序列的多態性,如DRB4*010101。
7.末尾加N表示無效等位基因或不表達基因,如DRB4*0101102N。
8.在不能區分等位基因時,允許取最前面的2位元或4位元數字表示,如目前已檢出17個A2基因,若不能確定是哪個基因可寫為A*02,同樣,DRB4*0101。
9.今後凡確定新的抗原特異性都要有明確的DNA序列,否則將不再作新的命名。
早期(20世紀90年代中期之前)所列特異性是用血清學方法和細胞學方法鑒定出來的,幾乎每次會議都命名新的特異性。如此複雜的基因及產物,再加上單倍體共顯性遺傳的特點,可隨機組合成一個巨大的數位;以致在人群中除同卵雙胎外,難以找到HLA完全相同者。這充分體現了HLA對免疫調控的個體差異,也為同種器官移植增加了困難。
現在用分子生物學方法可在基因水準上鑒定出更大的HLA多態性,例如HLA-A2的基因有12個變異體(A*0201~A*0212),其差別僅在第19密碼子一個堿基的置換。1994年3月WHO命名委員會公佈的Ⅰ類和Ⅱ類等位基因為440個,1995年1月又發現了35個新的基因序列,並對以前的報告進行了部分修正。此後,基本上每隔2年(1998、2000、2002)都會對該命名表進行修正,並補充新的特異性。
以下連結是2002年5月在加拿大Victoria舉行的第13屆國際組織相容性工作組(the 13th International Histocompatibility Workshop)會議有關人類HLA等位元基因及編碼產物的命名的決議文件:Nomenclature for factors of the HLA system

 

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