雄性特异性抗原的研究进展*

许道军，薛立群^*，邓治邦，袁安文

（湖南农业大学动物医学院，湖南长沙 410128） 

摘 要：雄性特异性抗原为雄性动物特有，是引起同种雌性动物免疫排斥反应的物质的总称。这类物质广泛存在于哺乳动物及其他脊椎动物。依据其检测方式的不同，可分为细胞毒性T细胞相关性雄性特异性抗原和血清学相关性雄性特异性抗原。目前，已初步确定了几个细胞毒性T细胞相关性雄性特异性抗原的候选基因及抗原肽序列，它们都位于Y染色体上。对于血清学相关性雄性特异性抗原的研究则还处于初级阶段。近年发现了细胞毒性T细胞相关性雄性特异性抗原的抗体，揭示此两类物质具有内在的联系。

关键词：雄性特异性抗原；性别鉴定

雄性特异性抗原（H-Y抗原）为雄性动物特有的物质，1955年Eichwald等发现纯系小鼠雌性个体可以排斥雄性个体的移植物，而雄性个体却不排斥雌性个体的移植物。因此推测雄性个体的Y染色体上有1个或1组基因编码的组织相容性抗原，而雌性个体X染色体上没有这种基因，故称之为H-Y抗原（Y-chromosomal histocompatibility antigens）。它属于一类次要组织相容性复合物。

1 H-Y抗原的研究历程

H-Y抗原的发现，使人们很自然的推测其在动物性别分化中可能起重要作用。人们对H-Y抗原在性别决定和分化过程中所起的作用进行了广泛的研究，令人遗憾的是随着研究的深入，大量数据表明，H-Y抗原并不总是与雄性相关联。性别决定基因SRY的发现^[1]，更进一步表明H-Y抗原在性别分化和决定中并不起重要作用。

Kraco C G等^[2]发现在小鼠8细胞期雄性胚胎即开始表达H-Y抗原。其后的研究过程中发现，它的抗体能够特异性的抑制雄性胚胎的发育。在加入补体的情况下可以溶解雄性胚胎，而雌性胚胎却不受影响。这一现象的发现，为利用H-Y抗体来进行性别鉴定打下了基础。杂交瘤细胞技术的出现，加速了研究H-Y抗原的进程。国内外多个实验室生产了H-Y抗原抗血清及单克隆抗体，进行了胚胎的性别控制和鉴定，这些方法包括细胞毒性试验、间接免疫荧光试验及ELISA等。但由于H-Y抗体的复杂性，致使到目前为止，人们利用H-Y抗体来进行性别鉴定的准确率还不高。其中虽有不少报道，但由于H-Y抗原属于一种弱抗原，其结构及其分子基础尚不明了，距实际应用还有较大的距离。

对H-Y抗原的另一研究方向是研究其在移植排斥反应中的作用。随着组织移植技术的发展，研究者在进行异性间组织移植时，发现H-Y抗原可能在一种慢性移植排斥反应中发挥作用。Scott D M等^[3]利用XX性反转的小白鼠模型发现编码H-Y抗原的第一个候选基因SMCY，这使人们初步揭示了H-Y抗原分子的神秘面纱。此后，多个H-Y抗原的候选基因被发现。它们在组织移植中发生排斥反应的机理也逐步得到深入的研究。

对H-Y抗原进行的研究目前还处于初级阶段，对于它们的生理作用还不清楚。同时，采用不同的方法检测到的H-Y抗原有何异同还需进一步的研究。

2 H-Y抗原的种类

目前，H-Y抗原的分类还没有一个统一的认识标准，不同的检测手段检测到的H-Y抗原在分子基础上还不统一。从H-Y抗原的研究方法来看，主要有两种，一是细胞毒性T淋巴细胞试验，二是H-Y抗原的抗血清或单抗试验。第一种方法已确定了4个H-Y抗原的候选基因及其包含的抗原肽序列。第二种研究方法还无法确定H-Y单抗检测到的是何种物质，因此，还不能确定不同的实验室生产的单抗检测到的是否是同一种物质。

2.1 细胞毒性T淋巴细胞相关H-Y抗原

细胞毒性T淋巴细胞检测到的H-Y抗原，在雄性动物机体内广泛表达，在异性组织移植时，可通过主要组织相容性复合物（MHC）递呈，而形成能被细胞毒性T细胞识别的多肽。研究中发现，H-Y抗原在异性组织移植中广泛参与机体免疫应答，与造血细胞移植物抗宿主病(GVHD)、移植物排斥(graft rejection，GR)及移植物抗白血病(GVL)效应密切相关。

不同的研究者对患者体内的T淋巴毒细胞进一步的研究，发现了一系列的H-Y抗原的候选基因。1994年，Agulnik等在分析XX性反转(XXSxr)小鼠时，发现一种呈H-Y抗原阳性(XXSxrA)，而另一种呈阴性(XXSxrB)，进一步的分析发现，XXSxrB缺失Y染色体长臂上一段约900 kb的序列，对基因缺失部分进行克隆筛选，发现一个保守的基因，具有广泛的组织表达性，命名为SMCY^[3]。在人类SMCY定位为Y染色体的长臂，已发现的抗原肽有2种，其抗原递呈物分别为HLA-A2和HLA-B；Kimberly A和Mario H则发现了一个编码H-Y抗原的候选基因：UTY，其中Kimberly A发现一个编码人类HLA-B8限制性H-Y抗原,其抗原肽为LPHNHTDL^[4]，而Mario H则发现了一个HLA-B60限制性的抗原肽RESEEESVSL^[5]。

在人类发现的H-Y抗原候选基因还有DBY^[6]和DFFRY^[7]，它们分别含有一个编码人类HLA-DQ5限制性H-Y抗原和HLA-A1限制性H-Y抗原，其抗原肽序列分别为HIENFSDIDMGE和IVDCLTEMY。这些基因都位于Y染色体的非重组区，具有广泛的组织表达性，并且在X染色体都具有类似基因SMCX，UTX，DBX和DFFRX。这些X染色体上的类似基因都逃脱X失活。对其基因序列分析，发现这些基因与它们相对应的基因具有很大的同源性，其序列相似性在85%～90%之间。对这些基因的抗原肽序列、抗原肽递呈物以及生理功能等正在深入研究当中。

2.2 血清学H-Y抗原

血清学检测到的H-Y抗原的发现已久，但是，现在人们还不知道其分子基础，目前对于学清学检测到的H-Y抗原的物质特性也还有许多争论的地方，Shapiro M等^[8]在1981年通过抗血清吸附试验证明，血清学检测到的H-Y抗原的抗原决定簇是一种糖类。同时采用间接免疫荧光法发现，H-Y特异性荧光出现在细胞膜上，提示H-Y抗原为一种膜抗原。Fellous等在分析不同的雄性动物细胞系时，发现H-Y抗原与β-2微球蛋白相结合，共同表达于细胞膜上，Krco等利用血清学的方法发现，H-Y抗原在小鼠胚胎的8细胞期即开始表达。桑葚胚时所有细胞上都表达H-Y抗原，在囊胚则在内细胞团上表达，而滋养层细胞不表达。利用H-Y抗血清筛选到一个雄性增强抗原基因家族（male-enhanced antigen gene）MEA-1^[9]和MEA-2^[10]。提示其可能成为一种血清学H-Y抗原的候选基因。国内外多个研究机构利用杂交瘤技术生产了H-Y抗原的单抗。根据H-Y抗原的单抗对不同的动物进行检测，发现脊椎动物的H-Y抗原几乎都与小鼠的抗血清发生交差反应，可以用同一种抗血清检测不同种的动物^[11]，已经知道在血清学上检测的H-Y抗原分布于鸟类、爬行动物、两栖动物及一些鱼类。说明不同动物，H-Y抗原有很大的保守性。

血清学相关性H-Y抗原还有一种为可溶性的H-Y抗原，是在Daudi细胞培养液和睾丸上清液中用H-Y抗血清检测到的一种抗原^[12]。H-Y抗原的抗血清能够与纯化的抗缪勒氏管激素（MIC）发生交叉反应，提示其有可能是同一种物质。

对于细胞毒性T淋巴细胞检测到的H-Y抗原和血清学检测到的H-Y抗原是否是同一类抗原，一些学者认为它们是两类不同的物质，因为细胞毒性T淋巴细胞检测到的H-Y抗原定位于Y染色体上，而血清学检测到的H-Y抗原并不一定定位于Y染色体上，一些基因型为XO的动物表现出H-Y抗原阳性，在一些XX性反转的动物模型中也发现H-Y抗原的表达,只是表达的量稍少。因此，推测血清学H-Y抗原基因定位于常染色体。对H-Y抗原的命名也还有一定的争论，一些学者认为H-Y抗原只适合于雄性特异性移植抗原（male-specific transplantation antigen）。而编码血清学相关H-Y抗原目前的分子基础尚不明确，因此一些学者认为将血清学相关H-Y抗原命名为血清学检测的雄性抗原较为合理（serologically detected male antigen，SDMA）。Zenzes M T等^[13]试验表明，对于血清学检测的H-Y抗原往往在雌性动物也低量表达，它们可能只在量上有差别，因此认为将其命名为雄性优势抗原（serologically detected male predominant，SDMP）更为妥当。

Miklos D B等^[14]发现细胞毒性T淋巴细胞相关H-Y抗原基因DBY同样能够诱导抗体的产生。Miklos D B等^[15]发现在接受了造血干细胞移植的病人血清中存在重组的H-Y抗原的抗体。这一发现无疑在细胞毒性T淋巴细胞检测到的H-Y抗原与血清学检测到的H-Y抗原中起了一个桥梁作用。至于这些基因是否是编码血清学H-Y抗原的候选基因则要看其是否符合血清学检测到的H-Y抗原的条件。

3 H-Y抗原在现阶段的应用现状

H-Y抗原的应用主要有以下两个方面：一是通过对H-Y抗原的研究，希望揭开不同性别间组织移植中发生的性别相关性免疫排斥现象的机理，为以后诱导异性间组织移植免疫耐受以及胎儿-母体免疫耐受研究等提供理论依据，目前这方面的研究取得了可喜的进展^[16-17]；同时在研究中还发现H-Y抗原虽然能在异性间组织移植中引起GVHD，但是其还能发挥GVL作用，因此可利用它来在临床造血细胞移植后白血病复发中进行过继性免疫治疗^[18]。这为其进一步的研究打下了坚实的基础。

另一个应用方面是利用H-Y抗原的特性进行间接免疫荧光试验或者胚胎毒试验进行性别鉴定或者性别控制。在20世纪80年代早期，由于单克隆抗体技术的出现，大量的抗H-Y抗原的单抗被研制出来并被应用到哺乳动物早期胚胎的性别控制中来。国内外许多实验室利用H-Y抗血清或单抗进行了大量的早期胚胎的性别鉴定的工作，主要包括间接免疫荧光试验、ELISA、细胞毒性试验等，并取得了初步的成效^[19-20]。但由于H-Y抗原为一种弱抗原，其产生的抗体效价不高，特异性不强，使鉴定的结果往往具有较大的波动性。有报道利用H-Y抗体来进行X、Y精子的分离，并建立了免疫磁力筛选法，但是也缺乏重复性。一些学者认为是由于精子在发育过程中往往由于细胞间桥的作用，使一些特异性的抗原可以通过细胞间桥相互流动，造成X、Y精子常常存在共同的抗原，这样使X、Y精子的抗原仅仅存在量的差异，而没有质的差异。又由于H-Y抗原是一种弱抗原，其抗体效价不高，因而通过这种方式的效果不是很理想。用高效二维电泳分离了X、Y精子表面的抗原，也没有找到Y精子表面的特异抗原^[21]。对于X、Y精子是否存在特异的膜抗原还需要进一步的研究，这也是利用免疫法来分离X和Y精子的瓶颈所在。

参考文献(略)