1.6. Популяционная генетика антигенов гистосовместимости человека
Популяционная иммуногенетика изучает распределение антигенов гистосовместимости в различных человеческих расах и популяциях, населяющих земной шар. Данное направление - необходимая составная часть фундаментальной иммуногенетики, но в последние годы в связи с развитием направления "HLA и болезни" оказалось, что популяционная иммуногенетика антигенов гистосовместимости - составная часть клинической иммуногенетики, описывающая нормальное распределение в здоровых популяциях разных рас.
Таблица 11
Частота антигенов локусов HLA-A, B, C, DR этнонографических групп [pac] земли (по материалам 8-го Уоркшопа)
Антиген
Фенотипическая частота, %
кавказоиды*
негры
ориенты**
Сублокус HLA-A
А1
14,7
3,3
-
А2
45,7
27,3
43,2
А3
23,0
14,2
1,1
А11
11,8
1,1
17,2
Aw23
4,6
20,4
1,1
Aw24
16,7
5,7
58,5
А25
3,8
0,8
0,1
А26
7,2
7,4
18,7
А28
8,3
16,6
1,1
А29
7,6
12,3
0,4
Aw30
4,8
28,3
0,3
Aw31
5,6
4,4
15,3
Aw32
8,3
3,0
0,1
Aw33
3,3
9,0
13,1
Aw34
1,0
12,5
1,9
Aw36
0,7
3,3
0,5
Aw43
0,1
1,9
0,0
Сублокус HLA-В
Bw4
65,5
65,3
57,6
Bw6
83,0
83,1
87,8
B7
17,3
17,0
11,4
B8
16,1
5,8
0,2
B13
5,5
1,4
4,0
B14
6,8
8,0
0,2
B15
15,0
-
10,0
B18
10,8
7,7
0,0
B27
7,6
3,0
0,8
Bw35
17,6
12,1
14,1
B37
3,1
0,8
1,1
Bw38
5,3
0,0
0,4
Bw39
4,0
3,6
5,7
Bw41
2,5
2,5
0,7
Bw42
0,6
14,8
1,2
Bw44
22,2
13,7
12,5
Bw45
2,0
7,7
0,3
Bw47
0,8
0,3
0,4
Bw48
1,1
2,2
4,6
Bw49
4,5
4,9
0,6
Bw50
2,5
1,4
0,0
Bw51
12,6
2,7
15,9
Bw52
2,9
1,9
20,5
Bw53
1,5
12,6
0,2
Bw54
0,0
0,0
14,1
Bw55
4,4
1,6
5,8
Bw56
1,1
0,0
2,2
Bw57
6,5
7,7
0,0
Bw58
2,2
20,3
1,7
Bw59
0,9
1,6
4,2
Bw60
7,9
2,7
12,7
Bw61
2,9
0,8
16,8
Bw62
10,1
1,9
16,7
Bw63
1,2
0,6
0,4
8w57
0,1
0,0
1,6
8w59
1,7
18,2
2,4
8w66
0,3
2,6
0,0
Сублокус HLA-С
Cw1
7,5
1,1
32,1
Cw2
9,7
22,5
0,7
Cw3
20,1
17,5
46,5
Cw4
22,1
29,3
9,3
Cw5
11,7
5,8
0,2
Cw6
15,1
17,8
1,4
Cw7
21,9
21,8
9,6
Cw8
5,8
7,3
0,0
Сублокус HLA-DR
DR1
15,4
9,6
12,2
DR2
25,2
28,5
36,0
DR3
21,0
31,6
3,2
DR4
21,1
9,6
41,4
DR5
19,5
24,8
4,3
DR3/6
5,1
-
13,0
8wDRw6Y
17,8
-
10,7
DR7
23,5
18,6
1,0
DRw8
5,4
10,8
12,6
DRw9
2,3
5,3
23,0
DRw10
1,3
3,7
1,2
МТ1
49,6
62,9
66,7
МТ2
54,2
75,9
49,3
МТ3
49,1
36,1
69,0
*(Представители белой расы.)
**(Представители желтой расы.)
В популяционной иммуногенетике существует три основных показателя, характеризующих распространение, генное представительство и взаимосвязь HLA-антигенов внутри сублокуса и между сублокусами: частота антигена (фенотип), частота гена (генотип), неравновесное сцепление двух генов (характеризуемое величиной А).
Частота фенотипа (антигена) - характеризует распределение антигенов HLA в различных популяционных группах; определяется путем типирования клеток крови и вычисления % носителей соответствующего антигена.
Частота генотипа (гена) - вычисляется из частоты фенотипа посредством формулы (см. 2.4.1) и характеризует частоту в популяции каждого аллеля, детерминирующего соответствующий антиген HLA. Суммарная частота аллелей, входящих в один сублокус (А,В или С и т. д.), в соответствии с законами генетики составляет единицу.
Неравновесное сцепление характеризует отклонения от теоретически вычисленной гаплотипической частоты двух или нескольких аллелей двух или нескольких сублокусов HLA; отклонение,, обозначаемое как А, показывает, насколько реже или чаще встречается определенная комбинация генов на хромосоме по сравнению с теоретически расчетной, определяемой из формулы P1 x Р2 (где Р - частота аллелей).
Популяционная генетика антигенов гистосовместимости является одним из обязательных разделов каждого международного уоркшопа. К 1980 г. проведено обследование основных этнографических групп (рас), населяющих Землю (табл. 11). Оно показало, что можно выделить определенные моменты, характеризующие человечество в целом и отдельные человеческие расы.
1. Антигены гистосовместимости общи (за редким исключением) для основных популяций, населяющих Землю. Из этого положения вытекает важное следствие для клинической иммуногенетики, что возможен обмен сывороточными образцами, полученными в разных регионах Земли, и типирование международной сывороточной панелью всех человеческих популяций.
2. Имеются определенные качественные особенности в распределении антигенов гистосовместимости, при которых ряд антигенов имеет высокую фенотипическую частоту в одних расах и представлен лишь в следовых количествах или отсутствует в других (табл. 12).
3. Антигены, представленные во всех расах, имеют разную фенотипическую частоту, характеризующую определенную этническую группу (см. табл. 11).
На основании ранних исследований и данных последних лет были выявлены антигены, "маркирующие" определенные расовые группы:
А1 и В8 - встречаются практически только у кавказоидов,
Bw42 и Bw58 - только у негроидов,
Bw52 - Bw54 - только у ориентов.
Таблица 12
Особенности в распределении HLA-антигенов в основных этнических группах Земли (адаптировано из материалов 8-го Уоркшопа)
Антиген
Частота гена
кавказоиды
негры
ориенты
A1
0,077
Следы
-
А24
0,088
"
0,366
Aw30
0,025
0,124
Следы
В8
0,085
Следы
-
Bw42
Следы
0,077
Следы
Bw52
"
Следы
0,119
Bw54
-
-
0,074
Bw58
Следы
0,188
Следы
B40
0,056
Следы
0,161
Cw2
0,050
0,120
Следы
Cw6
0,080
0,094
"
DR3
0,112
0,173
"
DR7
0,126
0,098
"
DRw9
Следы
Следы
0,133
Особенностью популяционного распределения HLA-антигенов, связанной с их полиморфизмом, является неравномерность их гаплотипических ассоциаций, выражающаяся в том, что определенные гаплотипы в популяциях встречаются чаще, чем это следует из теоретически расчетной гаплотипической частоты (ГЧ). В табл. 13 представлены наиболее часто встречающиеся гаплотипы HLA-A и HLA-B в трех изученных популяциях. Из анализа следует, что для кавказоидов Старого и Нового Света наиболее часты 2 гаплотипа: Al - В8 и A3 - В7, у которых ГЧ примерно одинакова для обоих полушарий, хотя у японцев наиболее распространен гаплотип А9 - В7. Данный вывод в основном подтвержден и материалами 8-го Уоркшопа.
Таблица 13
Наиболее частые гаплотипы HLA-A и HLA-B (по материалам 7-го Уоркшопа)
Гаплотип
ГЧ на 1000 человек
Δ
Европейские кавказоиды
A1 - B8
64,1
57,2
A1 - B17
22,4
16,0
A2 - B12
27,2
14,1
A3 - B7
28,3
18,5
Aw23 - B12
19,3
17,6
All - Bw35
15,3
12,1
A29 - B12
33,1
27,3
Aw30 - B13
17,0
16,6
Северо-американские кавказоиды
Al - B8
67,9
59,2
Al - B17
18,0
12,2
A2 - Bw21
21,8
13,7
A2 - B40
42,2
21,5
A3 - B7
38,0
27,6
A3 - B14
19,3
14,5
A3 - Bw35
22,8
13,8
A28 - 14
13,0
12,7
Японцы
A9 - B7
55,1
34,9
A10 - Bw35
25,8
16,6
Aw33 - B12
11,5
11,5
В некоторых локальных популяциях Европы была изучена гаплотипическая частота для сублокусов HLA-A,B,C (табл. 14). Из нее следует, что для кавказоидов Средней Европы наиболее часты гаплотипы: Al - В8 - сх; A3 - В7 - сх; А2 - Bw35 - Cw4; А2 - В15 - Cw3.
Таблица 14
Наиболее частые гаплотипы для трех антигенов HLA-A, В, С сублокусов у населения Центральной Европы (из С. Hiller et al., 1978)
Гаплотип
Частота на 10 000 человек
Al, B5, Cx
48
Al, B7, Cx
56
Al, B8, Cx
813
Al, Bwl6, Cx
48
Al, B17, Cx
121
Al, Bw35, Cw4
81
Al, B37, Cx
64
A2, B5, Cwl
48
A2, B5, Cx
225
A2, B7, Cx
346
A2, B8, Cx
81
A2, B12, Cw2
64
A2, B12, Cw5
185
A2, B12, Cx
298
A2, B13, Cx
129
A2, B15, Cw3
282
A2, Bwl6, Cx
113
A2, B17, Cx
121
A2, B18, Cx
113
A2, B21, Cx
97
A2, B27, Cwl
56
A2, B27, Cx
105
A2, B35, Cw4
145
A2, Bw35, Cx
48
A2, B40, Cw2
48
A2, B40, Cw3
153
A3, B5, Cx
72
A3, B7, Cx
507
A3, B12, Cx
56
A3, B15, Cw3
105
A3, B17, Cx
48
A3, B18, Cx
89
A3, Bw35, Cw4
282
A3, B40, Cw2
48
Aw23, B12, Cw4
81
Aw23, B12, Cx
64
Aw24, B5, Cx
48
Aw24, B7, Cx
97
Aw24, B15, Cw3
89
Aw24, Bwl6, Cx
48
Aw24, Bw35, Cw4
129
Aw24, B40, Cw3
72
A25, B18, Cw5
89
A26, Bwl6, Cx
48
All, B5, Cx
64
All, B7, Cx
64
All, Bwl6, Cx
48
All, B35, Cw4
193
A28, B12, Cx
72
A28, B14, Cx
64
A28, Bw35, Cw4
48
A28, B40, Cw3
81
A29, B12, Cx
145
Aw30, B13, Cx
56
Aw31, B40, Cw3
48
На 7-м и 8-м Уоркшопах изучены наиболее часто встречающиеся сочетания DR-антигенов с сублокусом HLA-B, отраженные в табл. 15. Из этого анализа следует, что DR3 во всех популяциях ассоциирован с В8, a DR2 у кавказоидов и американских негров с B7.
Таблица 15
Наиболее частые ассоциации DR-антигенов с HLA-B локусом (адаптировано из материалов 7-го и 8-го Уоркшопов)
Ген
Ассоциации с HLA-B-геном
кавказоиды Европы
кавказоиды Северной Америки
негры Америки
негры Африки
японцы
DR1
Bw35
-
Bw58
-
В7
DR2
B7
B7, Bw51
B7
-
B5
DR3
B8
B8
B8
B8
-
DR4
-
B27, B40
-
-
Bw54
DR5
-
-
-
-
-
DRw6
-
-
B15
Bwl2
-
DR7
Bw44, В13, Bw57
Bw44, B13, Bw57
-
Bw58
-
Наиболее трудными до сих пор являлись популяционные исследования, касающиеся локуса HLA-D, в силу относительно незначительного (по сравнению с серологической сывороточной панелью) состава коллекции НТС и методических трудностей в выявлении HLA-D-детерминант. Исследования были проведены в ходе трех последних Уоркшопов и выполнены на индивидуумах кавказской расы; результаты 8-го Уоркшопа приведены в табл. 16 Таблица 16
Таблица 16
Частота антигенов и частота генов HLA-D-локуса у неродственников-кавказоидов, % (по В. Dupont et al., 1980)
Аллель
Частота антигена
Частота гена
Dwl
13,4
0,69
Dw2
14,4
0,75
Dw3
15,8
0,82
Dw4
10,3
0,53
Dw5
11,0
0,56
Dw6
19,5
0,103
Dw7
19,5
0,103
Dw8
6,2
0,031
Dw9
2,7
0,014
Dwl0
5,1
0,026
Пустой
0,388
В последние годы обнаружены также наиболее частые гаплотипические ассоциации между аллелями Dw и остальными аллелями HLA-A,B, С-сублокусов, приведенные в табл. 17. При сравнении табл. 15 и 17 следует сделать заключение, что первые три аллеля сублокусов D и DR гаплотипически ассоциированы с одними и теми же аллелями сублокуса HLA-B, в то время как далее наблюдаются отклонения от этой закономерности.
Таблица 17
Наиболее частые ассоциации Dw-антигенов с антигенами сублокусов HLA-A, В, С у кавказоидов (адаптировано из материалов 8-го Уоркшопа)