主要组织相容性抗原(MHC)及其编码分子

主要组织相容性抗原（MHC）及其编码分子

主要组织相容性抗原（MHC） 问题的提出 免疫学内容是教学中的难点，特别是关于主要组织相容性复合体（MHC）和抗原－MHC复合体的内容，教材中又表述不多，只有一段文字，所以教学中会产生许多疑惑。今天根据《简明免疫学原理》（吴石金主编）教材，总结与高中生物学相关的MHC及其编码的分子知识。 问题：什么是主要组织相容性复合体（MHC）分子？它有哪些种类？有什么生物学功能？

01

试题：下列关于一些免疫细胞的叙述中，正确的是（ ）

A．效应细胞毒性T细胞只能对抗嵌有相应抗原-MHC复合体的细胞

B．辅助性T淋巴细胞必须依赖自身MHC分子识别呈递的抗原

C．成熟B淋巴细胞的致敏必须有蛋白质类抗原与膜抗体结合

D．只有巨噬细胞才能呈递抗原-MHC复合体

解析：辅助性T淋巴细胞必须依赖自身抗原-MHC受体识别呈递的抗原－MHC复合体，B错误；抗原不一定是蛋白质，可以大分子多糖等，C错误；除了巨噬细胞能呈递抗原－MHC复合体，还有一些细胞也有呈递抗原-MHC复合体的作用，如树突状细胞、B细胞等，D错误。A答案中，效应细胞毒性T细胞只能对抗嵌有相应抗原-MHC复合体的细胞（已被感染的体细胞或癌细胞），也就是完成细胞免疫，但抗原-MHC复合体其实有两种，有外源性和内源性之分。故选A。

试题2：（2018·浙江11月选考）下列关于特异性免疫的叙述，错误的是（ ）

A.一个记忆B细胞膜上能与抗原特异性结合的受体只有一种

B.T细胞特异性识别巨噬细胞膜上的MHC分子后会被激活

C.白细胞介素－2能促进细胞毒性T细胞的增殖和分化

D.抗体两臂上的结合位点可与病毒特异性结合

解析：一个记忆B细胞识别抗原具有特异性，其膜上与抗原特异性结合的受体只有一种，A正确；T细胞不是被MHC分子激活的，T细胞的激活需要与它的受体相适应的抗原，而且是呈递在抗原－MHC复合体上时，这个T细胞才会受到刺激，同时还必须有活化的辅助性T淋巴细胞分泌的多种蛋白质的刺激，B错误；活化的辅助性T淋巴细胞分泌的多种蛋白质可能促进细胞毒性T细胞的增殖和分化，这些蛋白质包括白细胞介素－2，C正确；抗体两臂上有同样的结合位点，可与病毒特异性结合，D正确。故选B。

02

导读：MHC和MHC分子的概念、MHC分子的生物学功能。

主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）即编码主要组织相容性抗原的一组紧密连锁的基因群，定位于动物与人某对染色体的特定区域，呈高度多态性，即同一基因座位可能存在两个以上等位基因。

MHC的编码产物即MHC分子或MHC抗原，其表达于不同细胞表面，主要功能是参与抗原递呈、制约细胞间相互识别及诱导免疫应答。 在人或同种不同品系动物个体间进行组织移植时，可因二者组织细胞表面同种异型抗原存在差异而发生排斥反应。这种抗原称组织相容性Ag或移植Ag。其中可诱导迅速而强烈排斥反应者被称为主要组织相容性抗原，其编码基因即主要组织相容性（基因）复合体（MHC）；可诱导较弱排斥反应的被称为次要组织相容性抗原，其编码基因为次要组织相容性（基因）复合体（minor histocompatibility complex，mHC）。 已证实，MHC的生物学意义远超出移植免疫范畴，其编码产物是参与免疫应答的关键成分，但MHC的命名则沿用至今。 习惯上，MHC（或HLA复合体）一般指基因，MHC分子/抗原则指编码产物，有不同的命名。 03

1.常见MHC分子种类 MHC分子是所有生物相容复合体抗原的一种统称，常见的有三类。MHC不仅控制着同种移植排斥反应，更重要的是与机体免疫应答、免疫调节及某些病理状态的产生均密切相关。 （1）MHC-Ⅰ类分子 在所有有核细胞中都表达（说明人的成熟红细胞没有），位于一般细胞表面上，可以提供一般细胞内的一些状况，可以供杀手T细胞等辨识，以进行扑杀。 （2）MHC-Ⅱ类分子 则更加专业，存在于树突状细胞（DC），单核吞噬细胞，B细胞和胸腺内皮细胞。

这类提供则是细胞外部的情况，像是组织中有细菌侵入，则巨噬细胞进行吞食后，把细菌碎片利用MHC提示给辅助T细胞，启动免疫反应。

（3）MHC-Ⅲ类分子

不是表达于细胞表面的膜分子，而是分布于血清及其他体液中的可溶性分子，参与构成补体（是存在于正常人和动物血清与组织液中的一组经活化后具有酶活性的蛋白质）、TNF（是一种既能直接杀死肿瘤细胞，又能通过激活免疫系统发挥抗肿瘤作用的细胞因子）和热激蛋白（防止蛋白质变性，使其恢复原有的空间构象和生物活性）。

2.生理作用

科学家通过实验揭示了MHC分子在T细胞识别异种抗原中的作用，主要是参与加工与递呈抗原；参与T细胞性识别，辅助性T细胞在识别异种抗原时受MHCⅡ类分子，而细胞毒性T细胞识别异种抗原时受MHCⅠ类分子；参与T细胞在胸腺的发育；诱导同种移植排斥反应。

（1）MHCⅠ类分子的重要生理功能 是对CD8+T细胞（细胞毒性T细胞，通过直接杀伤作用，主要负责对靶细胞的清除。如被病毒感染的细胞和表达有肿瘤特异性新抗原的细胞）的抗原识别功能起性作用，也就是参与向CD8+T细胞递呈抗原的过程。 CD8+T细胞只能识别与相同MHCⅠ类分子结合的抗原（多为内源性的细胞抗原，如病毒感染的细胞和肿瘤细胞等），这种现象称为MHC性。 例如，当病毒感染了某个细胞，病毒抗原可被分解成一些短肽片段，后者与在内质网中合成的MHCⅠ类分子结合后表达于细胞表面，才能被CD8+T细胞识别。 MHCⅠ类分子主要介导细胞毒性T细胞的作用，也是重要的移植抗原。

（2）MHCⅡ类分子的重要生理功能

是在免疫应答的始动阶段将经过处理的抗原片段递呈给CD4+T细胞（辅助性T淋巴细胞），正如CD8+T细胞只能识别与MHCⅠ类分子结合的抗原片段一样，CD4+T细胞只能识别Ⅱ类分子结合的抗原片段。

MHCⅡ类分子主要参与外源性抗原的递呈，在一些条件下也可递内源性抗原。在组织或器官移植过程中，MHCⅡ类分子是引起移植排斥反应的重要靶抗原，包括引起宿主抗移植物反应（HVGR）和移植物抗宿主反应（GVHR）。

在免疫应答中，MHCⅡ类抗原主要是协调免疫细胞间的相互作用，体液免疫和细胞免疫应答。

总之，它们的区别在于表达不同类MHC分子的细胞，处理不同来源的蛋白多肽，MHC-Ⅰ分子主要针对细胞内产生的蛋白（内源性），MHC-Ⅱ类细胞则是主动摄取胞外物质（外源性）等。

3.关于抗原-MHC复合体

MHCⅠ类分子的主要作用是与胞内蛋白、核蛋白和病毒蛋白形成抗原-MHCⅠ类复合物，并呈递给细胞毒性T淋巴细胞，诱发特异性细胞杀伤效应。

MHCⅡ类分子主要表达于抗原呈递细胞（如巨噬细胞、树突状细胞、B细胞），主要作用是以抗原-MHCⅡ类复合物的形式将抗原呈递给CD4+T细胞（辅助性T淋巴细

胞）。 抗原-MHC复合体（Ⅱ） 癌细胞和被感染的体细胞表面嵌有抗原-MHCⅠ类复合体，巨噬细胞表面通常嵌有抗原-MHCⅡ类复合体。 活化的细胞毒性T细胞主要作用是特异性杀伤嵌有抗原-MHCⅠ类复合体的某些肿瘤和病毒感染的靶细胞，不会杀伤嵌有抗原-MHCⅡ类复合体的巨噬细胞。 04 问题1：如何理解“必修3教材P53提到：当一个细胞毒性T淋巴细胞遇到与它的受体相适应的抗原，而且是呈递在抗原MHC-复合体上时......活化的细胞毒性T淋巴细胞

识别嵌有抗原-MHC复合体的细胞（已被感染的体细胞或癌细胞）并消灭之。”？

答：细胞毒性T淋巴细胞识别的是抗原-MHC复合体，而且是抗原-MHC复合体Ⅰ型，而器官移植的异体细胞表面所含的是抗原-MHC复合体Ⅰ型，所以能识别反应。

癌细胞和被感染的体细胞表面嵌有抗原-MHCⅠ类复合体，巨噬细胞表面通常嵌有抗原-MHCⅡ类复合体。

活化的细胞毒性T细胞主要作用是特异性杀伤嵌有抗原-MHCⅠ类复合体的某些肿瘤和病毒感染的靶细胞，不会杀伤嵌有抗原-MHCⅡ类复合体的巨噬细胞。

问题2：为什么效应细胞毒性T细胞为什么不作用于巨噬细胞?

答：因为常见的抗原-MHC复合体有两种。

MHCⅠ类分子的主要作用是与胞内蛋白、核蛋白和病毒蛋白形成抗原-MHCⅠ类复合物，并呈递给细胞毒性T淋巴细胞，诱发特异性细胞杀伤效应。

MHCⅡ类分子主要表达于抗原呈递细胞（如巨噬细胞、树突状细胞、B细胞），主要作用是以抗原-MHCⅡ类复合物的形式将抗原呈递给辅助性T淋巴细胞。

癌细胞和被感染的体细胞表面嵌有抗原-MHCⅠ类复合体，巨噬细胞表面通常嵌有抗原-MHCⅡ类复合体。

活化的细胞毒性T细胞主要作用是特异性杀伤嵌有抗原-MHCⅠ类复合体的某些肿瘤和病毒感染的靶细胞，不会杀伤嵌有抗原-MHCⅡ类复合体的巨噬细胞。