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中国人HLA-B27、B7、B13和B40的检测及其相互杂合与交叉的分析
中华微生物学和免疫学杂志 2000年第5期第20卷 基础免疫学
作者:赵武述 李桂琴 黄小杰 王萍
单位:00029 北京,中日友好医院临床医学研究所
关键词:HLA-B27抗原;相关B位点;杂合;交叉反应
【 摘要 】 目的 检测1194例初诊怀疑患强直性脊柱炎(AS)和其它关节性疾病患者的HLA-B27、B7、B13和B40位点抗原的分布,并分析这些位点的相互杂合和其抗原的交叉反应性。 方法 微量细胞毒反应法,在同一块反应盘上同时检测。 结果 1. 在1194例患者中,HLA-B27抗原阳性率达38.6%;B7的抗原阳性率为7.4%;B13为14.6%;B40为13.4%。 2. 在HLA-B27阳性人群中,B7抗原的阳性率为14.3%,明显升高,而在HLA-B27阴性人群中,B7的阳性率仅为3.2%,明显降低; 3. 在447例HLA-B27阳性人群中,未检测到HLA-B27、B7、B13三种抗原皆为阳性者,说明B7和B13之间没有交叉; 4. 据此,在HLA-B27阴性人群中,查到的HLA-B7/B13阳性率0.54%应代表这两个位点的杂合; 5. 无论在HLA-B27阳性还是阴性人群中,HLA-B13/B40的抗原阳性率远高于HLA-B7/B40的阳性率,说明B13和B40位点的杂合或交叉,远大于B7与B40之间的杂合或交叉。 结论 检测HLA-B27及其相关B位点抗原的频度有助于分析这些位点的杂合及其抗原的交叉反应性的特点。
Detection and analysis of heterozygotic frequencies and cross-reactivities among HLA-B27, B7, B13 as well as B40 locus in Chinese population
ZHAO Wushu, LI Guiqin, HUANG Xiaojie, et al.
(China-Japan Friendship Institute of Clinical Medical Science, Beijing 100029, P. R. China)
【 Abstract 】Objective To estimate the frequencies of HLA-B27, B7, B13 and B40 alleles in Chinese patients with ankylosing spondylitis (AS) or related disorders and to analyze heterozygotic frequencies among these loci and the cross-reactivities of their antigens. Methods Microcytotoxicity assay. Results 1. The positive rates for HLA-B27, B7, B13 and B40 were 38.6%, 7.4%, 14.6% and 13.4%, respectively; 2. In the HLA-B27 positive population the frequency of B7 was 14.3%, significantly higher than that (3.2%) in the HLA-B27 negative group; 3. None was positive for both B7 and B13 in the 447 HLA-B27 positive patients; 4. Therefore, the HLA-B7/B13-positive rate of 0.54% in the HLA-B27 negative individuals represented the heterozygotic frequency between HLA-B7 and B13 locus; 5. In both HLA-B27 positive and negative groups, positive rate for HLA-B13/B40 was higher than that of HLA-B7/B40, implying that the heterozygotic frequency of B13 and B40 loci as well as the cross-reactivity of their antigens or both was higher. Conclusion Detection of HLA-B27 and its related B antigens was useful to investigate the heterozygosis of these B loci and the cross-reactivity of their antigens.
【 Subject words 】HLA-B27; Related B locus; Heterozygosis; Cross-reactivity
有关HLA-B27位点与强直性脊柱炎(ankylosing spondylitis, AS)发病相关的研究,国内外已有许多报道〔1,2〕。B27位点是AS的易感基因,已为转基因大鼠动物模型证实〔3〕。尽管如此,仍有少部分AS患者没有B27位点,这些患者的AS易感基因是什么?这是AS病因学研究需要回答的。
现在认为,HLA-B27阳性者易患AS的原因,是由于这种人的抗原提呈细胞能结合某些微生物抗原,将其抗原多肽提呈给T细胞。这些微生物抗原多肽与AS的致病多肽有同源性,可模拟致病多肽起作用。HLA-B27+者感染这些微生物是AS发病的直接原因〔4〕。在这种认识的指导下,人们开始探讨与B27位点交叉的其它B位点在AS发病中的作用〔5,6〕,发现B40和B60位点也与AS易感有关〔7-9〕,发现B27/B40杂合者患AS的危险系数提高,是B27与其他无关B位点杂合者的3倍。由此可见,分析B27位点及其交叉B位点杂合的情况,对发现B27位点以外的AS易感基因具有重要意义。
过去数年中,在观察HLA-B27与AS发病的研究中,检测HLA-B27抗原的同时,我们也检测B7、B13、B40位点的抗原,共计1194例,现将这些资料加以总结分析,以供参考。
材料和方法
检测对象:1994年2月~1998年6月期间送到本室检验的标本,这些标本大部分来自中日友好医院门诊和住院病人,少部分为北京市其他医院送检的,共1194例。按送检时初诊分类:AS可疑者678例,关节炎和关节痛205例,腰背痛194例,中医初诊为“痹症”者39例,初诊怀疑为类风湿者68例。年龄从12岁到70多岁均有。因年龄、性别与研究无关,故不详列。
检测方法:血清学方法,即国际通用(NIH)标准技术〔10〕——补体依赖性微量淋巴细胞毒法。
微量细胞毒反应板:由本研究室自行配制。本板含有5份HLA-B27抗血清,3份HLA-B7抗血清,3份HLA-B13抗血清和3份HLA-B40抗血清,并设有阳性和阴性对照。HLA抗血清均为单价,相关系数r>0.7,血清强度SI接近1。大部分抗血清经日本和美国专业机构鉴定或试用。检测板的批间变异系数<5%。
结果
1.HLA-B27检测结果:1194例初诊疑为AS和其他关节病患者中,HLA-B27+者458例,阳性率38.4%。显然,这是HLA-B27高集聚的人群,相当于正常中国居民3%~5%的10倍左右。按初诊怀疑病种划分,结果如表1所示。以疑为AS和中医怀疑为“痹症”者最高,HLA-B27的阳性率平均在45%以上。
表1 HLA-B27在各种初诊疾病组中的检出
Table l. Detection of HLA-B27 among different outpatients with dubious diseases
Group | n | HLA-B27 positive cases | |
n | % | ||
Dubious AS |
678 |
309 |
45.6 |
Arthralgia | 205 | 60 | 29.3 |
Backache | 194 | 46 | 23.7 |
“Bi Zheng” (Chinese
medicine called) |
39 | 18 | 46.2 |
Rheumatoid | 68 | 25 | 36.8 |
2.HLA-B7、B13和B40抗原的检出率及与B27的关系:在1194例中,共检出HLA-B7阳性者88例、B13阳性者174例、B40阳性者160例,阳性率分别为7.4%、14.6%和13.4%。其抗原出现频度自高至低依次为B27、B13、B40、B7。若按HLA-B27+和HLA-B27-人群分开统计,结果如表2所示。B13在HLA-B27-人群高出在HLA-B27+人群,相差2.9%,B40在二群中仅差1.1%,且在HLA-B27+人群中高。B7位点的检出率在HLA-B27+人群为14.3%,在阴性人群为3.2%,两者相差11.1%。如果分析B7、B13和B40与B27位点检出的相关系数,则分别为5.0、0.8和1.1,也显示B7和B27位点的密切关系。
表2 HLA-B7、B13和B40抗原的检出率在HLA-B27+和HLA-B27-人群中的比较
Table 2. Comparison of detection of HLA-B7, B13 and B40 between in HLA-B27 positive and negative populations
Detection | In HLA-B27+
(n=447) |
In HLA-B27-
(n=747) |
Total
(n=1194) |
HLA-B7 |
64*, 14.3% |
24*, 3.2% |
88*, 7.4% |
HLA-B13 | 57*, 12.8% | 117*, 15.7% | 174*, 14.6% |
HLA-B40 | 63*, 14.1% | 97*, 13.0% | 160*, 13.4% |
*: Case number 3.HLA-B27、B7、B13和B40位点之间的杂合及其抗原的交叉:由于所用的各种HLA抗血清是单价的,如果无交叉存在,凡是在检测中只检出2个B位点抗原,应当视为表型是这2个B位点的杂合子;如果同时检出3种或3种以上B位点特异性抗原,则必有交叉出现。
在447例HLA-B27+者中,有316例未检出B7,B13或B40抗原,占70.7%,它们或是B27的纯合子,或是B27与非B7,B13和B40位点的杂合子。
表3 HLA-B7、B13和B40在HLA-B27+人群中的分布
Table 3. Distribution of HLA-B7, B13 and B40 in the HLA-B27 positive population
Positive antigens | n | Positive cases | % |
HLA-B27/BX | 447 |
316 |
70.7 |
HLA-B27/B7 | 447 | 49 | 11.0 |
HLA-B27/B13 | 447 | 18 | 4.0 |
HLA-B27/B40 | 447 | 17 | 3.8 |
HLA-B27/B7/B13 | 447 | 0 | 0 |
HLA-B27/B7/B40 | 447 | 8 | 1.8 |
HLA-B27/B13/B40 | 447 | 32 | 7.2 |
HLA-B27/B7/B13/B40 | 447 | 7 | 1.6 |
BX including all HLA-B antigens exception of HLA-B7, B13 and B40 HLA-B27/B7阳性者中,既有B27和B7的杂合子,也有B27或B7与其它B位点杂合、而B27和B7交叉者;同理,HLA-B27/B13者和HLA-B27/B40者,除杂合之外,也包括相应位点交叉。由表3可知,在447例检测中,未发现B27、B7和B13同时阳性者,说明没有B27同时与B7和B13交叉者,也没有B7和B13交叉者,后者即B7和B13位点的交叉率为0。由此,表4中在HLA-B27-人群中查到的HLA-B7/B13阳性率0.54%,代表着B7和B13的杂合率。
HLA-B27/B7/B40阳性者,必然有B27、B7和B40位点之间相互交叉造成的影响;HLA-B27/B13/B40阳性者中,有B27、B13和B40位点之间相互交叉的影响。
4.HLA-B27、B7、B13和B40位点抗原相互交叉的分析:447例HLA-B27+和747例HLA-B27-人群检测B7、B13和B40抗原的结果列于表4。
表4 HLA-B7、B13和B40抗原在HLA-B27+和HLA-B27-人群中的分布
Table 4. Distribution of HLA-B7, B13 and B40 antigens in HLA-B27 positive and negative populations
Antigens | HLA-B27+ (n=447) | HLA-B27- (n=747) |
HLA-B7/B13 |
0* |
4*, 0.54% |
HLA-B7/B40 | 8*, 1.79% | 8*, 1.07% |
HLA-B13/B40 | 32*, 7.15% | 58*, 7.76% |
HLA-B7/B13/B40 | 7*, 1.56% | 5*, 0.67% |
*: Case number 表4显示,无论在HLA-B27+还是HLA-B27-人群中,HLA-B7/B40抗原的阳性率,均远低于HLA-B13/B40抗原的阳性率,说明HLA-B13和B40位点的杂合率和抗原的交叉反应率之和,远高于HLA-B7和B40之间的,显示中国人群中B13和B40两位点的关系更密切。
讨论
据以往国内研究报道,中国人HLA抗原出现频度,不仅有民族的差异,而且在南方人群和北方人群的分布也有明显区别。一般报道,中国人HLA-B27抗原的阳性率在3%~5%;B7的抗原阳性率5%~10%;B13在10%左右;B40为11.6%~32%。我们检测了1194例初诊怀疑为AS或其他关节性疾病患者,HLA-B27抗原的阳性率高达38.7%,B7为7.4%,B13为14.5%,而B40为13.4%(表1)。很显然,HLA-B27抗原阳性率明显高,B7在以往报道范围内,B13的阳性率高出以前报道结果将近50%,B40抗原的阳性率较低。由于这些患者是高度疑为AS和其他关节病者,HLA-B27高度集中是很自然的,但B13和B40检出率的变化是什么原因造成的,其意义是什么,尚不清楚,很可能与检测对象有关。
尽管在整体检测中,B7抗原的检出率在正常范围之内,但若按HLA-B27+和HLA-B27-人群分析统计(表2),在前者B7抗原的阳性率为14.3%,明显高于后者(3.2%),这表明B27和B7位点有非常密切的关系,或体现二位点杂合率高,或表明二位点的抗原交叉反应性高,很可能二者兼而有之。
杂合子是指两个等位基因分别来自父母双方,且两个等位基因表型不同。在HLA-B位点抗原检测中,由于我们只检测4个B位点特异的抗原性,如果只有2个B位点抗原特异性,有可能是这2个B位点的杂合子。但也不能排除这种抗原特异性是由于交叉性造成的,如B27/B7,B27/B13,B27/40和在HLA-B27-人群中B7/B13,B7/B40和B13/B40,既可能是两两B位点的杂合,也可能包含2种抗原的交叉影响,甚至第三种B位点抗原与相应2种B位点抗原的交叉表现。但如果同时检测到3种或3种以上B位点抗原,则必然有抗原交叉的影响,如在表3中的HLA-B27/B7/B40,HLA-B27/B13/B40和HLA-B27/B7/B13/B40,以及表4中HLA-B27-人群中B7/B13/B40。表4显示,在HLA-B27+人群中B7/B13/B40阳性检出率为1.56%,而在HLA-B27-人群中仅为0.67%,显示B27抗原与这3种抗原交叉反应性的影响。
近年国外报道,AS发病对HLA-B27有剂量依存关系,即纯合子HLA-B27的人发病的危险性高,发病后病情重。在AS、反应性关节炎等发病中,HLA-B27阳性病人的亲属发病危险性比HLA-B27人群又高10倍〔11〕。又有报道,HLA-B40〔9〕和-B60〔7,8〕也可能是AS的易感基因,据报HLA-B27与B40杂合子发病危险性提高2倍。既然AS发病与HLA-B27相关性有民族和种族的差异,那么,诸如与HLA-B27位点交叉的抗原与AS是否相关,相关程度等,是否也有民族和种族的差异?分析本民族B位点的杂合及其抗原的交叉反应性,有助于了解这些特点。我们发现在HLA-B27+人群中,B7的检出率为14.3%,而且HLA-B27/B7的检出率达11%。B7在AS发病中的作用值得注意。
国外研究认为,B40与B7的交叉大于B40与B13的交叉;而本文的结果似乎相反(表4),在HLA-B27+人群中,B7/B40的检出率为1.79%,而B13/B40的检出率为7.15%,在HLA-B27-人群中,B7/B40的检出率为1.07%,B13/B40为7.76%。由于我们检测的人群是一些患者,正常的中国人是否如此还需证明。
编者评述:现在普遍认为一些自身免疫病和HLA的关联现象是由HLA分子本身引起的,是相关型别的HLA分子和病理性抗原多肽结合后发动了复杂的自身免疫反应,而强直性脊柱炎(AS)是HLA和疾病关联的有代表性的例子。
AS虽和HLA-B27有极强的相关性,但据估计仍只占发病总风险的30%~50%。基因筛查发现AS的易感基因可能还存在于2、10、16号染色体中,而在经典的易感基因区MHC中还可能和ClassⅢ区、TAP、LMP、MIC等基因有关,因此应重视AS和B27以外基因的相关性。本文是对这方面的一个初步探讨,如能再进一步分析某些疾病中HLA分子的共同结构和致病的关系,检测对象中678例AS可疑患者如能得到确诊,将有助于阐明本文的观点。
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(收稿日期:1999-01-18)