MHC 分子
MHC 分子(主要组织相容性复合体)是一组表达于细胞表面的跨膜糖蛋白,在人类中被称为 HLA(人类白细胞抗原)。MHC 分子的核心功能是捕捉并提呈细胞内的抗原肽片段,将其展示给 T 细胞识别。它是免疫系统区分“自我”与“非我”的分子基础。根据结构和功能的不同,MHC 分子主要分为 I 类和 II 类,分别决定了 CD8+ 杀伤性 T 细胞 和 CD4+ 辅助性 T 细胞 的激活与效应,是启动 癌症免疫循环 的关键枢纽。
结构与功能:MHC I 类 vs MHC II 类
MHC 分子的核心结构是一个位于顶端的“抗原结合槽”,用于固定抗原肽。两类分子的分布及功能存在显著分工:
- MHC I 类分子:内源性监控。 表达于几乎所有有核细胞表面。它提呈细胞内合成的蛋白质片段(如病毒蛋白、肿瘤蛋白)。一旦提呈异常肽段,即被 CD8+ T 细胞识别并诱导该细胞凋亡。
- MHC II 类分子:外源性预警。 主要表达于专职 树突状细胞、巨噬细胞和 B 细胞表面。它提呈经胞吞摄入的外源性抗原,激活 CD4+ T 细胞,协调后续的体液或细胞免疫应答。
- 交叉提呈(Cross-presentation): 这是一个特例,允许 树突状细胞 将外源抗原装载至 MHC I 类分子,从而启动针对肿瘤或病毒的 CTL 应答。
MHC I 与 MHC II 核心特征对比表
| 对比项目 | MHC I 类分子 | MHC II 类分子 |
|---|---|---|
| 肽槽构成 | alpha-1 和 alpha-2 结构域 | alpha-1 和 beta-1 结构域 |
| 抗原肽长度 | 8 - 10 个氨基酸 (闭口端) | 13 - 17 个以上氨基酸 (开口端) |
| 提呈对象 | CD8+ T 细胞 (CTL) | CD4+ T 细胞 (Th) |
| 表达分布 | 所有有核细胞 | 专职 APC (DC、B、Mac) |
| 抗原来源 | 内源性 (胞质蛋白) | 外源性 (胞吞物质) |
临床意义与肿瘤免疫逃逸
MHC 分子是决定个体免疫反应多样性及治疗响应的核心:
- 肿瘤逃逸: 许多肿瘤细胞通过下调 MHC I 类分子的表达来“隐身”,逃避 CD8+ T 细胞的识别。这正是 PD-1 抑制剂耐药的常见原因之一。
- HLA 配型: 在器官移植和 过继性细胞治疗(如 TCR-T)中,供受者之间的 HLA 必须匹配,否则会引发严重的免疫排斥(GVHD)。
- 新抗原预测: 现代 DC 疫苗 开发依赖于预测肿瘤突变肽段与特定 HLA 亚型的结合亲和力。
参考文献与学术点评
[1] Zinkernagel R M, Doherty P C. (1974). Restriction of in vitro T cell-mediated cytotoxicity. Nature.
[学术点评]:揭示了 MHC 限制性识别原则,证实了 T 细胞必须同时识别“抗原肽”和“自我的 MHC 分子”才能被激活,该发现获诺贝尔奖。
[2] Bjorkman P J, et al. (1987). Structure of the human class I histocompatibility antigen, HLA-A2. Nature.
[学术点评]:解析了 HLA-A2 的三维结构,首次在结构生物学层面展示了抗原结合槽的形态,解释了 MHC 如何抓取多肽。
[3] Neefjes J, et al. (2011). Towards a systems understanding of MHC class I and MHC class II antigen presentation. Nature Reviews Immunology.
[学术点评]:从系统免疫学角度回顾了两类 MHC 路径的胞内运输与降解机制,指出了其在各种病理状态下的调控差异。