БИОЛОГИЯ Том 3 - руководство по общей биологии - 2004

25. ПРИКЛАДНАЯ ГЕНЕТИКА

25.7. Генетика человека

25.7.13. Трансплантационная хирургия и главный комплекс гистосовместимости (МНС)

Главной проблемой трансплантационной хирургии является отторжение пересаженного органа. Организм распознает «чужака» и иммунная система начинает с ним бороться; в результате пересаженный орган постепенно разрушается. Это и называется отторжением. Кроме того, иммунная система должна уметь распознать «своих», чтобы не атаковать и не разрушить собственный организм. (Известно несколько болезней, при которых именно это и происходит.) Организм способен метить свои собственные клетки специальными маркерными белками как флажками, которые дают возможность различным клеткам узнавать друг друга. Это помогает клеткам «знать», где они и что они собой представляют. В определенные моменты, например при развитии эмбриона, когда формируются ткани и органы, это очень важно. Один набор маркерных белков идентифицирует «своих». Все клетки, кроме эритроцитов, имеют такие маркеры. Они кодируются набором генов, расположенных на хромосоме 6, которые называются главным комплексом гистосовместимости (МНС, от англ. major histocompatibility complex). Разнообразие между этими генами гораздо выше, чем между другими генами в популяции людей, поэтому возможен широкий спектр маркеров. Маркеры действуют как антигены, и, если они чужеродные, то атакуются лимфоцитами определенного типа (Т-клетками, или Т-киллерами: разд. 14.9). Маркеры являются гликопротеинами, т. е. белками, связанными с молекулами углеводов. Белковая часть молекулы расположена в поверхностных клеточных мембранах, а углеводный хвост выступает наружу.

Гены МНС, которые кодируют эти маркеры (антигены), располагаются в трех локусах на хромосоме 6, довольно близко друг к другу. Гены называются А, В и С или HLA-A, HLA-B и HLA-C (HLA — сокращение от англ. human lymphocyte antigen, поскольку впервые антигены были обнаружены в лимфоцитах). Каждый из трех генов имеет различные аллели (типы), которые определяют разнообразие «своих» антигенов. Иногда эти антигены называют трансплантатными антигенами, так как именно они подвергаются атаке в пересаженных органах, когда происходит отторжение.

В другой части хромосомы 6 расположена другая группа генов, которые называют генами HLA-D. Они тоже участвуют в отторжении трансплантатов, хотя действуют по-другому. Они также имеют много аллелей и необходимы для функционирования Т-клеток другого типа, которые называются Т-хелперами (разд. 14.9). У каждого человека есть две хромосомы 6 (диплоидный набор) и, следовательно, два аллеля каждого из генов А, В, С, а также различные D-гены (по-видимому, всего три). (Есть по крайней мере 40 аллелей А, 59 аллелей В и 12 аллелей С.) Особая комбинация генов, детерминирующих антигены А, В, С и D на хромосоме, называется гаплотипом (сокращение от «гаплоидный генотип»). Поэтому у каждого человека есть два гаплотипа, по одному на каждой хромосоме 6. Ввиду того, что гены одного гаплотипа находятся на одной и той же хромосоме и расположены не очень далеко друг от друга, во время мейоза они остаются вместе и вместе передаются от родителя к ребенку. Возможны миллионы комбинаций аллелей, однако из-за наличия гаплотипов между членами семьи проявляется больше сходства, чем между людьми, не состоящими в родстве. Кроме того, некоторые гаплотипы встречаются чаще, чем другие, а некоторые дают более сильный иммунный ответ по сравнению с другими.

Чем больше различие между аллелями донора и реципиента, тем больше вероятность, что донорский орган будет отторгнут. Вместе с тем шансы больного на спасение можно повысить, если в роли донора выступает человек, который обладает гаплотипами, дающими сильный иммунный ответ; шансов еще больше, если донором является родственник. В случае трансплантации почек это иногда возможно, поскольку человек может жить и с одной почкой. Идеального совпадения, по-видимому, можно добиться только в случае однояйцовых близнецов.

Группы крови АВО

К счастью, красные кровяные клетки человека (эритроциты) не проявляют того разнообразия МНС-антигенов, которое обнаружено в других клетках (в отличие от эритроцитов некоторых животных, таких как мыши и куры). Если бы это имело место, было бы точно так же трудно найти подходящего донора крови, как и донора органа, и насчитывалось бы гораздо больше смертельных случаев при переливании. Эритроциты содержат ряд белков, представляющих различные антигенные системы. Наиболее важная из них система АВО. А, В и О являются аллелями одного гена. Аллели А и В кодируют соответственно А- и В-антигены, которые являются гликопротеинами, тогда как белок, кодируемый О-аллелем, является нефункциональным. Функция этой системы неизвестна (о последствиях переливания крови см. разд. 14.9.9). Здесь мы отметим лишь, что при пересадке органов очень важно правильно подобрать группу крови, потому что А- и В-антигены присутствуют на поверхности многих клеток.