移植免疫及其免疫检测.ppt
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1、第二十六第二十六章章 移植免疫及其免疫检测移植免疫及其免疫检测 移植移植(transplantation)是指将健康细胞、组织)是指将健康细胞、组织或器官从其原部位移植到自体或异体的一定部位、或器官从其原部位移植到自体或异体的一定部位、用以替代或补偿机体所丧失的结构和(或)功能的用以替代或补偿机体所丧失的结构和(或)功能的现代医疗手段。被移植的细胞、组织或器官称移植现代医疗手段。被移植的细胞、组织或器官称移植物(物(graft),提供移植物的个体称为供体),提供移植物的个体称为供体(donor),接受移植物的个体称为受体(接受移植物的个体称为受体(recipient)。)。自体移植自体移植 同
2、系移植同系移植 同种异体移植同种异体移植 异种移植异种移植 原位移植原位移植 根据移植部位分类根据移植部位分类 异位移植异位移植 器官移植器官移植 移植物种类分类移植物种类分类 支架组织移植支架组织移植 细胞移植细胞移植根据移植物来源分类根据移植物来源分类移植的类型移植的类型 移植名称移植名称 供者、受者关系供者、受者关系 举例举例 自体移植自体移植 同一个体同一个体 自体皮片移植自体皮片移植 同系或同基因移植同系或同基因移植 同系或同基因同系或同基因 人的单卵双生子间的器官移植人的单卵双生子间的器官移植 的个体间的个体间 同品系小鼠的皮片移植同品系小鼠的皮片移植 同种异基因移植同种异基因移植
3、 同种不同基因同种不同基因 人与人之间的肾移植人与人之间的肾移植 的个体间的个体间 不同品系小鼠间的皮片移植不同品系小鼠间的皮片移植 异种移植异种移植 异种动物间异种动物间 狗的器官移植给猩猩狗的器官移植给猩猩 猪的器官移植给狗猪的器官移植给狗 移植种类和命名移植种类和命名 第一节第一节 器官移植与移植免疫的特点器官移植与移植免疫的特点移植手术后移植物能否存活取决于:移植手术后移植物能否存活取决于:1.移植器官在移植过程中活力的保存;移植器官在移植过程中活力的保存;2.手术时血管吻合和血液循环重建的质量;手术时血管吻合和血液循环重建的质量;3.移植排斥反应的控制。移植排斥反应的控制。一、器官和
4、组织移植的一般规律一、器官和组织移植的一般规律1.移植器官或组织的抗原性异物属性移植器官或组织的抗原性异物属性2.排斥移植物的记忆特性排斥移植物的记忆特性3.负向免疫调节的必要性负向免疫调节的必要性二、二、HLA是诱导排斥反应最强的靶抗原是诱导排斥反应最强的靶抗原 主要组织相容性复合体(主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)编码的人类白细胞抗原()编码的人类白细胞抗原(human leukocyte antigen,HLA),是不同个体间进行器官或组织),是不同个体间进行器官或组织细胞移植时发生排斥反应的主要成分,这种代表个体特异细胞移
5、植时发生排斥反应的主要成分,这种代表个体特异性的同种抗原又称组织相容性抗原性的同种抗原又称组织相容性抗原(histocompatibility)或移或移植抗原植抗原(transplantation antigen)。HLA是人体多态性最丰富的基因系统。是人体多态性最丰富的基因系统。HLA的遗传特征的遗传特征HLA分型分型要比要比ABO血型血型复杂的多,每个人不是从父母分别得到一个复杂的多,每个人不是从父母分别得到一个基基因因,而而是是得得到到一一串串基基因因(HLA单单倍倍型型)。每每人人遗遗传传到到二二串串“冰冰糖糖葫葫芦芦,其其上的上的“红果红果”(基因基因)以以A、B、C、D、DR、DQ
6、和和DP为序。为序。A有有28种种红果红果(分别记为分别记为A1、A2、A3、A9.),B有有61种种(记为记为B5、B7、B8、B12.),DR有有24种种(记为记为DR1、DR2、DR3、DR4.)等。等。七七彩彩红红果果共共有有164种种编编号号,如如不不同同遗遗传传排排列列的的红红果果随随机机组组合合,按按理理论论推推算,算,“冰糖葫芦冰糖葫芦”有五亿多种变化,能组合有五亿多种变化,能组合33亿多种亿多种HLA分型分型。理论推测的理论推测的HLA分型分型数量巨大,但对一个具体的民族来说并非如此。数量巨大,但对一个具体的民族来说并非如此。在三类在三类HLA分子中,分子中,、类分子是触发移
7、植排斥类分子是触发移植排斥反应的首要抗原,尤其是反应的首要抗原,尤其是HLA-DR位点的抗原分子位点的抗原分子 HLA的识别方式的识别方式:直接识别直接识别间接识别间接识别HLA发挥双重作用发挥双重作用:介导宿主抗移植物反应介导宿主抗移植物反应(HVGR);参与移植物抗宿主反应参与移植物抗宿主反应(GVHR)。第第二二节节 HLA配型与应用分析配型与应用分析 HLA分型方法的改进和不断完善,使得分型方法的改进和不断完善,使得HLA复杂的多态性更加显现,亦推动了复杂的多态性更加显现,亦推动了HLA与群体与群体及自然选择关系的研究,更促进了人们对疾病及自然选择关系的研究,更促进了人们对疾病本质的认
8、识。本质的认识。一、HLA配型(一)血清学分型法(一)血清学分型法 应应用用一一系系列列已已知知抗抗HLA的的特特异异性性标标准准分分型型血血清清与与待待测测淋淋巴巴细细胞胞混混合合,借借助助补补体体的的生物学作用介导细胞裂解的细胞毒试验。生物学作用介导细胞裂解的细胞毒试验。耗时长耗时长不同批号抗血清结果不同批号抗血清结果常有不同常有不同 操作简便易行操作简便易行节约试剂、结果可靠、重复性好节约试剂、结果可靠、重复性好 无需特殊设备无需特殊设备 用于用于HLA分型的微量细胞毒试验分型的微量细胞毒试验死(着染)细胞(死(着染)细胞(%)记分记分结果判断结果判断0101阴性阴性11202可疑阴性可
9、疑阴性21504弱阳性弱阳性51806阳性阳性808强阳性强阳性0未试验或不能读数未试验或不能读数微量细胞毒试验判定标准微量细胞毒试验判定标准(二)细胞学分型法(二)细胞学分型法 以以混合淋巴细胞培养混合淋巴细胞培养(mixed lymphocyte culture,MLC)或称)或称混合淋巴细胞反应混合淋巴细胞反应(mixed lymphocyte reaction,MLR)为基本技术的)为基本技术的HLA分分型法。能用本法测定的抗原称为型法。能用本法测定的抗原称为LD抗原抗原(lymphocyte defined antigen),包括包括HLA-D、-DP。MLC分为分为单向单向MLC和
10、和双向双向MLC 将已知将已知HLA型别的分型细胞用丝裂霉素型别的分型细胞用丝裂霉素C或或X线照射预处线照射预处理,使其失去增殖能力仅作为刺激细胞;而以具有增殖能力理,使其失去增殖能力仅作为刺激细胞;而以具有增殖能力的受检者外周血单个核细胞为反应细胞。两者混合培养时,的受检者外周血单个核细胞为反应细胞。两者混合培养时,反应细胞可对刺激细胞发生应答而增殖,用反应细胞可对刺激细胞发生应答而增殖,用3H-TdR掺入法掺入法测定细胞增殖强度,从而判断受检细胞的测定细胞增殖强度,从而判断受检细胞的HLA型别。型别。根据选用的刺激细胞类型分为:根据选用的刺激细胞类型分为:1 1阴性分型法阴性分型法 2 2
11、阳性分型法阳性分型法 1.单向单向MLC 遗传型不同的两个个体淋巴细胞在体外混合培遗传型不同的两个个体淋巴细胞在体外混合培养时,由于两者养时,由于两者HLA不同,能相互刺激导致对方淋不同,能相互刺激导致对方淋巴细胞增殖,故称双向巴细胞增殖,故称双向MLC。在此试验中,各自的。在此试验中,各自的淋巴细胞既是刺激细胞,又是反应细胞,反应后形淋巴细胞既是刺激细胞,又是反应细胞,反应后形态上呈现的细胞转化和分裂现象,可通过形态法计态上呈现的细胞转化和分裂现象,可通过形态法计数转化细胞数转化细胞。2.双向双向MLC本法不能判断型别,只能说明供、受体本法不能判断型别,只能说明供、受体HLA抗原配合程度抗原
12、配合程度(三)分子生物学分型法(三)分子生物学分型法 分子生物学技术的迅速发展,使得分子生物学技术的迅速发展,使得HLA的的DNA分型技术应运而生,并在开展分型技术应运而生,并在开展DNA限制性片限制性片段长度多态性分析、段长度多态性分析、DNA指纹图、等位基因特异指纹图、等位基因特异性寡核苷酸杂交等基础上,引入多聚酶链反应技性寡核苷酸杂交等基础上,引入多聚酶链反应技术,使术,使HLA分型得以在更精密的水平上进行。分型得以在更精密的水平上进行。限限制制性性片片断断长长度度多多态态性性(restriction fragment length polymorphism,RFLP)分分析析:最最早早
13、建建立立的研究的研究HLA多态性的多态性的DNA分型技术分型技术 PCR-RFLP分分型型法法:对对DNA片片段段进进行行体体外外扩扩增增,然然后后再再用用限限制制性性内内切切酶酶进进行行酶酶切切分分析析,可可使使限限制性长度分析的敏感度大大增加制性长度分析的敏感度大大增加 1.RFLP与与PCR-RFLP分型法分型法 序序 列列 特特 异异 性性 寡寡 核核 苷苷 酸酸-聚聚 合合 酶酶 链链 反反 应应(PCR-sequence specific oligonucleotide,PCR-SSO)是是以以PCR为为基基础础,将将凝凝胶胶上上扩扩增增的的HLA基基因因DNA转转移移至至硝硝酸酸
14、纤纤维维膜膜或或尼尼龙龙膜膜,进进而而用用放放射射性性核核素素或或酶酶、地地高高辛辛等等非非放放射射性性物物质质标标记记的的寡寡核核苷苷酸酸探探针针与与之之进行杂交,从而对扩增产物作出进行杂交,从而对扩增产物作出HLA型别判断。型别判断。2.PCR-SSO分型法分型法 分类:分类:斑点或印渍法斑点或印渍法 反向斑点或印渍法反向斑点或印渍法PCR-SSO是是类类HLA分型应用最广泛的方法,分型应用最广泛的方法,能够鉴定所有已知序列的能够鉴定所有已知序列的HLA-DR、DQ、DP等位基因等位基因是是近近年年发发展展起起来来的的一一项项新新技技术术,将将其其与与PCR-SSO结结合合应应用用于于HL
15、A分分型型,可可使使分分型型趋趋于于规规模模化化和和自自动动化化,尤尤其其在在HLA多多态态性性和和疾疾病病遗遗传传背背景景分分析析等等方方面面更更具具优优势势。HLA的的基基因因芯芯片片分分型型法法,实实际际上上是是PCR-SSO反反向向斑斑点点或或印印渍渍法法的的微微型型化化。目目前前,基基因因芯芯片片在在HLA分型领域的应用尚属起步阶段。分型领域的应用尚属起步阶段。基因芯片基因芯片(gene chip)原原理理:应应用用设设计计的的一一套套HLA等等位位基基因因的的序序列列特特异异性性引引物物(sequence specific primer,SSP),对对待待测测DNA进进行行PCR扩
16、增,从而获得扩增,从而获得HLA型别特异性的扩增产物型别特异性的扩增产物3.PCR-SSP分型法分型法 HLA基因扩增的特异性包括:基因扩增的特异性包括:座位特异性(座位特异性(locus-specific),如),如HLA-A、B、-DRB1等;等;组特异性(组特异性(group-specific),如),如DRB1-01、DRB1-02等;等;等等 位位 基基 因因 特特 异异 性性(allele-specific),如如 DRB1*0401、DRB1*0402等。等。4.PCR-SSCP分型法分型法 单单链链构构象象特特异异性性聚聚合合酶酶链链反反应应(PCR-single strand
17、 conformation polymorphism,PCR-SSCP)是是以以待待测测基基因因PCR扩扩增增为为基基础础,对对扩扩增增的的单单链链DNA(ssDNA)的)的HLA分型方法。分型方法。原原理理:对对ssDNA进进行行无无变变性性剂剂的的聚聚丙丙烯烯酰酰凝凝胶胶电电泳泳时时,因因其其序序列列的的差差异异可可形形成成不不同同的的空空间间构构象象而而导导致致电电泳泳迁迁移移率率的的差差异异,如如此此可可分分辨辨出出单单一一碱碱基基的的差差异异和和检检测测出出DNA多多态态性性或或点点突突变变,有有助助于于新新的的HLA等位基因或突变体的发现。等位基因或突变体的发现。4.PCR-SSC
18、P分型法分型法 特特点点:PCR-SSCP作作为为PCR-SSO的的补补充充,在在区区分分纯纯合合子子和和杂杂合子基因方面有其独到之处,有利于排除合子基因方面有其独到之处,有利于排除SSO杂交的假性。杂交的假性。基基本本过过程程:分分离离待待测测细细胞胞的的DNA,应应用用座座位位、组组或或等等位位基基因因特特异异性性引引物物进进行行PCR扩扩增增,扩扩增增产产物物的的纯纯化化和和测测序序,测测出出的的基基因因序序列列与与HLA基基因因库库的的DNA已已知序列比较,判断待测的知序列比较,判断待测的HLA型别。型别。5.SBT分型法分型法 基基于于序序列列的的HLA分分型型法法(sequence
19、based HLA typing,SBT),通通过过对对扩扩增增后后的的HLA基基因因片片段段通过核酸序列测定来判断通过核酸序列测定来判断HLA型别。型别。二、二、HLA分型方法的应用分型方法的应用(一)(一)HLA配型配型(二)(二)HLA交叉配型与预存抗体的检测交叉配型与预存抗体的检测(三)(三)群体性反应抗体(群体性反应抗体(PRA)的检测)的检测(一)(一)HLA配型配型 HLA-A、HLA-B、HLA-C抗抗原原和和HLA-DQ、DR抗抗原原采采用用补补体体依依赖赖的的微微量量细细胞胞毒毒试试验验检检测测,HLA-D、HLA-DP等等抗抗原原采采用用混混合合淋淋巴巴细细胞胞培培养养
20、法法测测定定。近近年年来来,HLA基基因因分分型型技技术术的的应应用,使得配型更加精确和敏感。用,使得配型更加精确和敏感。(二)(二)HLA交叉配型与预存抗体的检测交叉配型与预存抗体的检测 移移植植前前如如果果受受者者血血清清中中预预先先存存在在抗抗供供者者淋淋巴巴细细胞胞的的细细胞胞毒毒性性抗抗体体,移移植植后后80%发发生生超超急急性性排排斥斥反反应应,因因此此必必须须做做HLA交交叉叉配配型型以以检检测测受受者者体体内抗供者淋巴细胞的细胞毒性抗体。内抗供者淋巴细胞的细胞毒性抗体。1.淋淋巴巴细细胞胞交交叉叉配配合合试试验验:检检测测受受者者是是否否有有抗抗供供者者的的特特异异性性抗抗体体
21、LD抗抗原原的的相相容容程程度度如如何何。细细胞胞毒毒性性10%,则则说说明明受受者者体体内内已已存存在在细细胞胞毒毒性性抗抗体体,应应另另选选供供者者;若若小小于于10%,表表明明供供受受者者相相配。配。2.还还可可进进一一步步作作T、B细细胞胞淋淋巴巴细细胞胞毒毒性性交交叉叉配配型型。T细细胞胞交交叉叉配配型型阳阳性性视视为为移移植植的的禁禁忌忌证证。B细细胞胞交交叉叉配配型对于弱型对于弱类抗体更敏感。类抗体更敏感。3.流流式式细细胞胞法法交交叉叉配配型型,供供者者淋淋巴巴细细胞胞与与受受者者血血清清反反应应,与与荧荧光光标标记记的的抗抗人人IgG或或其其F(ab)2共共育育,用流式细胞
22、仪检测。用流式细胞仪检测。4.自自身身交交叉叉配配型型:受受者者血血清清和和受受者者细细胞胞进进行行细细胞毒试验,若阳性可致与供者的交叉配型出现假阳性。胞毒试验,若阳性可致与供者的交叉配型出现假阳性。纵纵上上所所述述,交交叉叉配配型型阳阳性性表表明明受受者者预预存存抗抗供供体体的的抗抗体体。作作受受体体选选择择时时:组组织织配配型型差差,交交叉叉配配型型阴阴性性,仍仍可可移移植植。组组织织配配型型好好,交交叉叉配配型型阳阳性性,不不宜宜移移植植。交交叉叉配配型型常常用用于于肾肾移移植植,而而不用于心、肝、肺等。不用于心、肝、肺等。(三)群体反应性抗体(三)群体反应性抗体(panel react
23、ive antibodies,PRA)是是指指群群体体反反应应性性抗抗HLA-IgG抗抗体体,是是各各种种组组织织器器官官移移植植术术前前筛筛选选致致敏敏受受者者的的重重要要指指标标,与与移移植植排排斥斥反反应应和和存存活活率率密密切切相相关关。如如果果病病人人在在曾曾经经的的输输血血或或者者器器官官移移植植中中接接触触过过他他人人HLA(人人类类白白细细胞胞抗抗原原),则则会会产产生生较较强强的的抗抗性性,不不利利于器官移植配型。于器官移植配型。第第三三节节 常见的组织或器官移植常见的组织或器官移植 临临床床器器官官移移植植术术的的建建立立至至今今已已有有5050多多年年的的历历史史。从从肾
24、肾脏脏移移植植到到心心肺肺移移植植、肝肝脏脏移移植植;从从完完整整的的器器官官移移植植到到部部分分组组织织器器官官甚甚至至是是细细胞移植胞移植;从;从单一的器官移植单一的器官移植到到器官联合移植器官联合移植。一、肾脏移植一、肾脏移植 肾肾脏脏移移植植,创创始始于于1950年年,是是临临床床开开展展最最早早、应用最多和效果最佳的一种器官移植。应用最多和效果最佳的一种器官移植。由由于于免免疫疫抑抑制制药药物物的的不不断断更更新新和和移移植植技技术术的的不不断断提提高高,肾肾脏脏移移植植患患者者1年年和和5年年的的存存活活率率,分分别可达别可达90%95%和和80%90%。组织配型组织配型是肾脏移植
25、前选择供者的重要手段是肾脏移植前选择供者的重要手段 包括:包括:ABO血型配型血型配型 HLA配型配型 交叉配型交叉配型肾源选择的原则肾源选择的原则:以:以ABO血型完全相同者为好,血型完全相同者为好,至少能够相容选择最佳至少能够相容选择最佳HLA配型的供者器官配型的供者器官1.1.肾脏移植对组织配型的要求肾脏移植对组织配型的要求临床观测项目临床观测项目:T细胞总数、细胞总数、CD4/CD8比值和比值和IL-2及其受体的检测,及其受体的检测,判断排斥反应的发生和评估免疫抑制剂治疗效果判断排斥反应的发生和评估免疫抑制剂治疗效果 肾组织活检,预测排斥反应的发生肾组织活检,预测排斥反应的发生 RIA
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