主要组织相容性复合体与抗原呈递
主要组织相容性复合体（MHC）是一组高度多态性的基因，其产物在细胞表面展示短肽片段，供T淋巴细胞检查。在人类中，该基因座被称为人类白细胞抗原（HLA）系统。通过呈递来源于细胞内部和外部的肽，MHC分子使适应性免疫系统能够区分健康的自身细胞与受感染、转化或外来细胞，它们是T细胞仅在自身MHC背景下识别抗原这一发现的基础。
Definition
主要组织相容性复合体是一个基因组区域，编码细胞表面糖蛋白（MHC I类和II类），这些糖蛋白结合肽抗原并将其呈递给T细胞受体，为MHC限制性T细胞识别提供了分子基础。
Scope
本领域旨在向读者介绍MHC分子的两大主要类别及其加载抗原的呈递途径、该基因座的遗传学和极端多态性，以及产生肽的加工机制（蛋白酶体、TAP、内体蛋白酶）。它将MHC作为免疫学中的一个参考主题，涵盖其结构、功能、遗传学和加工过程；它不涉及移植或临床指导。
Sub-topics
Core questions
- MHC I类和II类分子如何获取它们展示的肽？
- 为什么MHC基因座是人类基因组中多态性最高的区域，以及是什么维持了这种多样性？
- T细胞的MHC限制性意味着什么？
- 抗原加工途径如何将肽加载到每种MHC类别上？
Key concepts
- MHC I类和II类分子
- 肽结合凹槽
- T细胞识别的MHC限制性
- 人类白细胞抗原（HLA）系统
- 多态性和共显性表达
- 内源性与外源性抗原途径
- 抗原呈递细胞
Key theories
- MHC限制性
- Zinkernagel和Doherty的研究表明，细胞毒性T细胞仅在与T细胞成熟时相同的MHC等位基因呈递病毒抗原时才能识别病毒抗原，从而确立了T细胞识别受自身MHC限制而非直接针对游离抗原的观点。
Mechanisms
MHC I类分子在内质网中组装，主要加载由蛋白酶体在细胞质中产生并通过TAP转运的肽；它们呈递给CD8+ T细胞，并表达在几乎所有有核细胞上。MHC II类分子在内体区室中加载来源于细胞外捕获的蛋白质的肽，并呈递给CD4+ T细胞，其表达主要限于专业的抗原呈递细胞。每个分子在由多态性残基形成的凹槽中携带一个肽，因此个体能够呈递的肽集合取决于其遗传的HLA等位基因。Neefjes及其同事描述了这两种途径如何在细胞内整合，肽展示的结构基础由首批MHC晶体结构确立。
Clinical relevance
MHC基因对于移植匹配、许多自身免疫和感染性疾病关联以及T细胞如何识别疫苗和肿瘤至关重要。此处描述的关系解释了HLA类型为何对相容性和疾病易感性很重要；它们是关于免疫识别的教育背景，而非个体诊断、分型决策或治疗的依据。
Evidence & guidelines
这一概念框架建立在里程碑式的实验和结构工作（MHC限制性实验以及I类和II类分子的首批晶体结构）之上，并已在主要的免疫学综述和教科书中得到巩固。这些描述的是已确立的生物学知识，而非临床建议。
History
MHC最初是在20世纪中期通过移植遗传学被认识的，当时组织排斥抗原被定位到一个单一的复杂基因座。Zinkernagel和Doherty在1974年的实验重新定义了其在T细胞识别中的功能，表明抗原是在自身MHC的背景下被识别的，这一发现后来获得了诺贝尔奖。HLA-A2（Bjorkman等人，1987年）和HLA-DR1（Brown等人，1993年）的晶体结构随后揭示了肽结合凹槽，并解释了呈递和多态性的分子逻辑。
Key figures
- Rolf Zinkernagel
- Peter Doherty
- Pamela Bjorkman
- Don Wiley
- Jack Strominger
- Jan Klein
Related topics
Seminal works
- zinkernagel-1974
- bjorkman-1987
- neefjes-2011
- trowsdale-2013
Frequently asked questions
- MHC和HLA有什么区别？
- MHC（主要组织相容性复合体）是跨物种基因复合体及其产物的通用术语；HLA（人类白细胞抗原）特指人类的MHC。
- MHC分子对免疫系统为何重要？
- 它们在细胞表面展示肽片段，以便T细胞能够监测细胞正在制造或已摄取的蛋白质，这是适应性免疫系统检测受感染、异常或外来细胞的方式。