MHC-I 类分子

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MHC-I 类分子(MHC Class I molecules),在人类中称为 HLA-I 类分子(Human Leukocyte Antigen),是一类广泛表达于几乎所有有核细胞表面的糖蛋白。其核心功能是向 CD8+ T 细胞 呈递内源性抗原肽(如病毒蛋白片段、突变产生的新抗原)。MHC-I 类分子与抗原肽的复合物构成了 T 细胞受体(TCR)识别的“第一信号”。在肿瘤免疫中,肿瘤细胞通过下调 MHC-I 类分子的表达来“隐身”,从而逃避 CTL 的杀伤,这是导致免疫检查点抑制剂耐药的主要机制之一,也是 NK 细胞 “缺失自我(Missing Self)”识别的生物学基础。

MHC-I 类分子 · 结构档案
Structure & Function Profile (点击展开)
肽结合槽与 β2-微球蛋白
分子组成 重链 (α) + Beta-2 微球蛋白
组织分布 所有有核细胞, 血小板
呈递对象 CD8+ T 细胞 (CTL)
抗原长度 短肽 (8-10 氨基酸)

呈递机制:细胞内的“质检流水线”

MHC-I 呈递的是内源性抗原(即细胞自己合成的蛋白),这一过程就像是对细胞内部健康状况的实时播报:

  • 蛋白酶体降解: 胞浆内的病毒蛋白或突变蛋白被泛素标记,送入蛋白酶体切割成短肽片段。
  • TAP 转运: 短肽通过内质网膜上的 TAP 转运体 (TAP1/TAP2) 被泵入内质网腔。
  • 复合物组装: 在内质网中,MHC-I 重链与 Beta-2 微球蛋白 组装,并装载合适长度的抗原肽。只有成功结合了肽段的 MHC-I 分子才足够稳定,能够通过高尔基体被运输到细胞膜表面。

双轨制:MHC-I 与 MHC-II 的分工

特征 MHC-I 类分子 MHC-II 类分子
主要分布 所有有核细胞 专职 APC (DC, B 细胞, 巨噬细胞)
识别受体 CD8 (杀伤性 T 细胞) CD4 (辅助性 T 细胞)
抗原来源 内源性 (病毒、肿瘤突变) 外源性 (吞噬的细菌、毒素)
结合槽结构 封闭式 (容纳 8-10 AA) 开放式 (容纳 13-18+ AA)

临床景观:肿瘤逃逸与细胞治疗

MHC-I 的表达水平直接决定了免疫系统能否“看见”肿瘤,这对疗法选择至关重要:

  • 免疫逃逸 (Immune Escape): 约 40%-90% 的人类肿瘤存在 MHC-I 下调。常见原因包括 Beta-2 微球蛋白 基因突变或杂合性丢失 (LOH)。这使得肿瘤对 TCR-T 疗法和 PD-1 抑制剂产生耐药,因为 T 细胞找不到靶点。
  • CAR-T 的优势: 嵌合抗原受体 (CAR) 直接识别肿瘤表面抗原,不依赖 MHC-I 呈递。因此,对于 MHC-I 丢失的复发难治性肿瘤,CAR-T 往往比 TCR-T 更具优势。
  • NK 细胞的替补: 免疫系统演化出了备用机制——NK 细胞。NK 细胞通过“缺失自我”机制专门杀伤那些 MHC-I 低表达的细胞。因此,MHC-I 丢失的肿瘤虽然逃过了 T 细胞,却可能对 NK 细胞疗法敏感。
       学术参考文献与权威点评
       

[1] Neefjes J, et al. (2011). The cell biology of antigen presentation by MHC class I and II molecules. Nature Reviews Immunology.
[学术点评]:系统综述了 MHC-I 分子从合成、肽装载到膜表面表达的精细细胞生物学过程。

[2] Garrido F, et al. (2016). The urgent need to recover MHC class I in cancers for effective immunotherapy. Current Opinion in Immunology.
[学术点评]:强调了 MHC-I 缺失是免疫治疗失败的核心原因,并讨论了恢复 MHC-I 表达的策略。

[3] Zaretsky JM, et al. (2016). Mutations Associated with Acquired Resistance to PD-1 Blockade in Melanoma. New England Journal of Medicine.
[学术点评]:临床实证研究,发现 B2M 基因(MHC-I 的轻链)突变是导致 PD-1 治疗获得性耐药的关键机制。

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