《細(xì)胞和分子免疫學(xué)》 （二）Ir基因

1.免疫應(yīng)答基因的發(fā)現(xiàn) Benacerraf等（1963）首先證實(shí)豚鼠對(duì)人工合成抗原PLL（聚-L-賴氨酸）等的抗體應(yīng)答能力受單個(gè)常染色體顯性基因（單基因）的控制（表6-10）。實(shí)驗(yàn)表明，2和13兩個(gè)品系豚鼠對(duì)不同人工合成抗原的應(yīng)答能力不同。兩個(gè)品系雜交的子一代（F1）對(duì)三種抗原全部有應(yīng)答能力，說(shuō)明應(yīng)答基因?yàn)轱@性。再將F1和隱性親本進(jìn)行回交，所得下一代對(duì)抗原的應(yīng)答表現(xiàn)出孟德?tīng)柖傻姆蛛x現(xiàn)象，應(yīng)答與無(wú)應(yīng)答個(gè)體呈1：1之比，說(shuō)明遺傳是由單基因控制的。F1代與顯性親本進(jìn)行回交，下一代中全部對(duì)抗原發(fā)生應(yīng)答。Benacerraf將控制免疫應(yīng)答的基因稱(chēng)為免疫應(yīng)答基因（immune responesgene ,Ir基因）。具有Ir基因的動(dòng)物對(duì)相應(yīng)抗原呈高應(yīng)答者（responder）,缺乏核基因者呈無(wú)應(yīng)答或低應(yīng)答者（non-responder）。

表6-10　豚鼠免疫應(yīng)答基因的發(fā)現(xiàn)

抗原213（2*13）F1（2*13）F1*13（2*13）F1*250%50%50%50%DNP-PLL+-++-++Glutamyl alanine copolymer(GA)+-++-++Glytamyl tyrosine copolymer(CT)-+++++-

注：DNP-PLL：二硝基苯—多聚賴氨酸　GA：谷氨酰丙氨酸多聚體 CT：谷氨酰酪氨酸多聚體

2.小鼠Ir基因位一地H-2　I區(qū)內(nèi)

（1）小鼠Ir-1基因與MHC連鎖基因：60年代中期，McDevitt和Sela等發(fā)現(xiàn)小鼠有類(lèi)似針對(duì)合成分枝多肽（T，G）-A-L抗原的基因，稱(chēng)Ir-1基因，并證明該基因與MHC存在著連鎖關(guān)系；如C57BL小鼠對(duì)（T，G）-A-L有高抗體應(yīng)答，而CBA小鼠則為低應(yīng)答；對(duì)（H，G）-A-L的反應(yīng)則CBA小鼠為高應(yīng)答，而C57BL為低應(yīng)答。以后又檢了一系列對(duì)特定抗原高應(yīng)答、中應(yīng)答或低應(yīng)答的小鼠品系（表6-11）。并用回交試驗(yàn)證實(shí)小鼠Ir基因?yàn)閱蝹€(gè)常染色體顯性遺傳（圖6-16）。

表6-11 不同品系小鼠對(duì)三種人工合成抗原的抗體應(yīng)答

小鼠品系H-2抗體產(chǎn)生應(yīng)答單體型抗（T，G）-A-L抗（H，G）-A-L抗（φ，G）-A-LA/Ja低高高A.BYb高低高C57BLb高低高B1,LPb高低高C3H,SWb高低高BALB/cd中中高DBA/2d中中高CBAk低高高C3H/HeJk低高高B10.BRk低高高AKRk低高高DBA/1q低低高SJLs低低低A.SWs低低低

（2）Ir-1基因定位于H-2 I區(qū)內(nèi)：70年代初，McDevitt等又利用同類(lèi)系和H-2內(nèi)重組系小鼠，將1r-1基因定位于H-2 I區(qū)內(nèi)（表6-12）。

Milich等（1982）應(yīng)用同類(lèi)系小鼠證實(shí)對(duì)HBsAg a和d決定簇的體液免疫應(yīng)答也受MHC內(nèi)的基因所調(diào)節(jié)。單倍H-2q產(chǎn)生高應(yīng)答，H-2s.f產(chǎn)生低或無(wú)應(yīng)答，H-2a.b.d.k單倍型為中等應(yīng)答。進(jìn)一步用H-2內(nèi)重組系小鼠的實(shí)驗(yàn)表明，控制上述體液免疫應(yīng)答的基因可能位于K區(qū)和I-A亞區(qū)。

圖6-16 應(yīng)用回交試驗(yàn)證實(shí)小鼠對(duì)（多聚苯丙氨酸，多聚谷氨酸）-多聚丙氨酸-多降賴氨酸[φG）-A-L]應(yīng)答的Ir基因?yàn)閱蝹€(gè)常染色體顯性遺傳

表6-12 位H-2 I區(qū)內(nèi)Ir基因位置（舉例）

抗原Ir基因亞區(qū)位置H-2I區(qū)以外I-AI-E的影響基因（T，G）-A-LIr-1A++（Ig）（H，G）-A-LIr-(H,G)-A-L+GL ProIr-GLPro+GL LeuIr-GL leu+(β)+(α)GL PheIr-GL Phe+(β)+(α)

注：T酪氨酸　G-谷氨酸　A-丙氨酸

L賴氨酸　H-組氨酸　Pro-脯氨酸

Leu-亮氨酸　Phe-苯丙氨酸

（3）H-2對(duì)DHR的遺傳控制：對(duì)人工合成抗原誘導(dǎo)的遲發(fā)型超敏應(yīng)答（DHR）同樣受MHC的遺傳控制。H-2a.b.d.f.j.k.r.u.v單倍單倍型小鼠對(duì)多聚體GAT（谷氨酸60-丙氨酸90-酪氨酸10）的刺激表現(xiàn)為DHR應(yīng)答品系（R），H-2n.p.q.s單倍型屬于無(wú)應(yīng)答品系（NR）。R品系與NR品系雜交，F(xiàn)1為R品系，F(xiàn)1與NR回交，后代1/2為R，1/2為NR，符合單個(gè)常染色體顯性遺傳的規(guī)律。DHR可以通過(guò)致敏T細(xì)胞傳遞給同基因小鼠，而不能傳遞給不同基因之小鼠，DHR也可傳遞給有一個(gè)單體型相同之小鼠，如雜交子一代，但超敏反應(yīng)程度介于前兩者之間。雜交子一代的致敏T細(xì)胞亦可把DHR傳遞給親代。Miller等又進(jìn)一步證明，對(duì)GAT遲發(fā)型超敏應(yīng)答的補(bǔ)動(dòng)傳遞不要求供體與受體基因型完全相同，而只有I-A亞區(qū)相同。

3.人的免疫應(yīng)答基因 　胡蜀山等（1985）請(qǐng)用3H-TdR法，以體外誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞增殖刺激指數(shù)為指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)在無(wú)關(guān)志愿者中對(duì)（H，G）-A-L、（T、G）-A-L、（Phe、G）-A-L、GLPhe和GAT抗原應(yīng)答的百分率分別為64%、54%、30%、36%和76%。通過(guò)家系調(diào)查表明：（1）人類(lèi)對(duì)人工合成抗原泊應(yīng)答也符合孟德?tīng)枂稳旧w顯性遺傳的規(guī)律；（2）控制（T、G）-A-L和（H，G）-A-L和Ir基因是不同的；（3）通過(guò)HLA內(nèi)重組家系的HLA抗原的分析，提示控制（T、G）-A-L和（H、G）-A-L的Ir基因Ir-TGAL和Ir-HGAL位于HLA-A與B位點(diǎn)之間而與D/DR無(wú)關(guān)。

Ir基因與MHC連鎖的現(xiàn)象，除豚鼠、小鼠和人外，也見(jiàn)于大鼠、恒河猴等多種動(dòng)物，表明這種現(xiàn)象具有普遍的生物學(xué)意義。

4.免疫應(yīng)答基因的作用模式 　對(duì)某些抗原不起應(yīng)答或呈低免疫應(yīng)答，可能是由于Ir基因缺陷，Ir基因所編碼的Ia抗原不能與該抗原結(jié)合，或?qū)乖奶岢誓芰Φ?，不能激活Th，或只能引起低免疫應(yīng)答。有關(guān)Ir基因通過(guò)其基因產(chǎn)物Ia抗原在Mφ與Th間傳遞抗原的水平上起作用的模式主要有Benacerraf(1978)提出的決定基選擇模型（determinant selectionmodel）(圖6-17)，該模式認(rèn)為的Mφ表面的Ir基因產(chǎn)物有數(shù)量不限的特異性結(jié)合點(diǎn)，能特異地與一定的氨基酸順序結(jié)合，這些特異的氨基酸順序約由3～4個(gè)氨基酸組成，使一個(gè)復(fù)雜的外來(lái)抗原物。T細(xì)胞抗原受體（TCR）只能識(shí)別復(fù)合物分子才發(fā)生免疫應(yīng)答反應(yīng)。如果某個(gè)外來(lái)抗原結(jié)構(gòu)中不具備這種特定的氨基酸順序，或Mφ表面Ir基因產(chǎn)物不能與外來(lái)抗原特定的決定簇結(jié)合，都不能被TCR所識(shí)別，表現(xiàn)出對(duì)這種抗原的無(wú)應(yīng)答狀態(tài)。

5.Is基因和Ts細(xì)胞　Debre（1975）發(fā)現(xiàn)GT抗原可在某些小鼠體內(nèi)誘導(dǎo)Ts細(xì)胞而抑制對(duì)GT-MBSA（甲基化的牛血清白蛋白）的免疫應(yīng)答。這種控制抑制誘導(dǎo)的基因是顯性遺傳的，與H-2基因復(fù)合體有關(guān)。為了與位于H-2的Ir基因相區(qū)別，Debre等稱(chēng)之為Is基因。開(kāi)始有人認(rèn)為Is基因位于I-J亞區(qū)，最近的研究表明，Is基因可能位于I-A亞區(qū)內(nèi)，而目前I-J亞區(qū)并未得到證實(shí)。某些小鼠對(duì)一些抗原（如CT，GAT）的無(wú)應(yīng)答性是由于這些抗原誘導(dǎo)產(chǎn)生了Ts細(xì)胞的結(jié)果，小鼠接受這些抗原誘導(dǎo)的能力受Is基因控制。如選擇性地除去Ts細(xì)胞后，無(wú)應(yīng)答者可變不應(yīng)答者。

圖6-17　決定基選擇模型

免疫應(yīng)答基因已逐漸超出原來(lái)的概念：一是在MHC內(nèi)除與Ⅱ類(lèi)基因有關(guān)外，還與I類(lèi)基因有關(guān)，如流感病與HLA-B7親和性高，DNFB與HLA-A2親和性高，HLA-B34、B22者對(duì)風(fēng)疹疫苗接種所產(chǎn)生的抗體效價(jià)較高，而HLA-B16者對(duì)流感疫苗無(wú)免疫應(yīng)答。雜合個(gè)體比純合個(gè)體有更多可能性對(duì)多種抗原發(fā)生應(yīng)答，即有更強(qiáng)的抗感染能力，稱(chēng)之為“雜交優(yōu)勢(shì)”。二是Ir基因還可能與非MHC基因相連鎖，如免疫球蛋白VH基因、X染色體以及其它基因等。