淺談BCR及TCR基因的克隆重排

最近糾結于許多臨床醫(yī)生和病理醫(yī)生關于BCR和TCR基因重排檢測的一些疑問嚎货,比如:某多發(fā)性骨髓瘤患者檢測到IGH-V區(qū)的單克隆重排晴弃,該結果是否與他血清免疫固定電泳結果是IgA型相符?某發(fā)熱查因淋巴結腫大的患者TCR克隆性評估檢測到單克隆杖小,是否一定提示T系的惡性腫瘤?……

苦思無果的某人烛愧,翻出已經(jīng)壓箱底塵封多年的《醫(yī)學免疫學》酪惭,找到了些許答案希痴,在此分享給大家,若有偏差春感,歡迎指正砌创。

主要介紹一下BCR,因為TCR的情況和BCR相似鲫懒。

B細胞抗原受體(BCR)是一種長在B淋巴細胞表面的免疫球蛋白分子(IG)嫩实,這個IG分子的二維結構長得像一個樹杈,如下圖窥岩。它包含了兩條重鏈(H)和兩條輕鏈(L)甲献。重鏈包含了一個可變區(qū)(VH)和3個恒定區(qū)(CH1/CH2/CH3),輕鏈則包含了一個可變區(qū)(VL)和一個恒定區(qū)(CL)颂翼。我們都知道晃洒,免疫球蛋白有IgA慨灭、IgG、IgM球及、IgD氧骤、IgE五種,各自可以搭配κ或λ兩種輕鏈桶略。免疫學的書上說语淘,IG的恒定區(qū)決定了它的免疫原性,即重鏈的恒定區(qū)決定了它是5種球蛋白中的哪一種际歼,輕鏈的恒定區(qū)則決定了搭配重鏈的是兩種輕鏈中的哪一種惶翻;而IG的可變區(qū)則決定了它的特異性(克隆性),即決定了它和什么樣的抗原結合鹅心。

IG的蛋白二維結構

在可變區(qū)里面吕粗,還有變化相對小的4個骨架區(qū)(FR1/FR2/FR3/FR4),變化相對大的3個互補決定區(qū)(CDR1/CDR2/CDR3)旭愧,其中變化最大的是CDR3區(qū)颅筋。

可變區(qū)根據(jù)編碼該區(qū)域的基因片段,重鏈還可以分為V-D-J區(qū)输枯,輕鏈分為V-J區(qū)议泵,那么它們跟FR和CDR區(qū)是什么關系呢?好奇的某人又研究了一下桃熄,發(fā)現(xiàn)V先口、D、J三個區(qū)的重疊部分在CDR3區(qū)瞳收,于是恍然大悟——所以CDR3區(qū)是變化最大的碉京。請各位同樣好奇的看官看下圖自行腦補。

IGH的CDR3區(qū)

一直在說變化螟深,那這種變化從何而來呢谐宙?從基因重排來。

了解基因重排之前界弧,我們先來了解一下B細胞發(fā)育的過程凡蜻,看下圖說話。由圖可以看到B細胞從干細胞發(fā)育成成熟的B細胞之前夹纫,是要經(jīng)歷重鏈的VDJ基因重排和輕鏈的VJ基因重排的咽瓷;成熟的B細胞,遷移到外周淋巴器官之后舰讹,在外界抗原的刺激下茅姜,則可能發(fā)生體細胞高頻突變(SHM)。基因重排和體細胞高頻突變钻洒,一個發(fā)生在B細胞成熟前奋姿,一個發(fā)生在B細胞成熟后。

B淋巴細胞的成熟過程

那么什么是基因重排呢素标?首先我們要知道称诗,編碼免疫球蛋白IG三種鏈(IgH,Igκ头遭,Igλ)的基因寓免,并不在同一條染色體上,編碼重鏈的基因位于14號染色體長臂计维,編碼輕鏈κ的基因位于2號染色體短臂袜香,編碼輕鏈λ的基因位于22號染色體長臂,是不是有一種小伙伴們都散落各地的感覺鲫惶?

舉IGH的例子蜈首,編碼IGH可變區(qū)的胚系基因分為V、D欠母、J三種基因片段欢策,其中V基因片段有44個,D基因片段有27個赏淌,J基因片段有6個踩寇,在基因重排發(fā)生時,B細胞(生理或病理狀態(tài)下)分別從V六水、D姑荷、J基因片段中各挑1個,組成V-D-J耦合基因缩擂。計算一下這樣排列組合的方式有幾種?44*27*6大約有6000多種添寺,加上輕鏈的話胯盯,排列組合的方式更多,計算如下表计露。這就組成了IG和TCR的多樣性博脑。

IG和TCR的多樣性

需要注意的是,當B細胞完成一條染色體的基因重排時票罐,它會很聰明地抑制另一條同源染色體的基因重排叉趣,即同源排斥,所以一個B細胞克隆只會出現(xiàn)一種V-D-J基因重排该押,只會分泌一種抗體疗杉。

前面絮絮叨叨鋪墊這么多,其實是想告訴大家蚕礼,B細胞克隆性評估研究的對象是什么烟具。B細胞克隆性評估梢什,評估的就是IG的重鏈、輕鏈的可變區(qū)(V-D-J或V-J重排)朝聋。方法學上嗡午,目前的金標準是先進行PCR擴增可變區(qū)的基因片段,再進行毛細管電泳冀痕,通過電泳得到的克隆峰圖荔睹,評估是單克隆還是多克隆。

前面提到言蛇,決定IGH的免疫原性(五種免疫球蛋白中的哪一類僻他?)的是恒定區(qū),而我們的克隆性評估檢測的是可變區(qū)猜极。所以中姜,文章開頭提到的第一個問題就迎刃而解了,MM患者做B細胞克隆性評估跟伏,不管單克隆位于V丢胚、D、J三個區(qū)中的哪一個或哪幾個受扳,都無法和免疫固定電泳的結果形成對應關系携龟。

正常人的機體時刻在應對各種各樣內源性或外源性的抗原,所以不管是BCR還是TCR都應該是多克隆的勘高,單克隆往往提示病理狀態(tài)峡蟋。那么問題來了,什么樣的病理狀態(tài)可以導致BCR或TCR基因的單克隆重排呢华望?BCR基因檢測到單克隆重排往往提示B淋巴細胞系的腫瘤如CLL蕊蝗、MM、B細胞淋巴瘤赖舟、B-ALL等蓬戚。TCR基因的單克隆重排往往提示T淋巴細胞系的腫瘤如T-ALL、T細胞淋巴瘤等宾抓。EBV病毒感染也能導致TCR基因的單克隆重排子漩,有一部分的自身免疫系統(tǒng)疾病也能出現(xiàn)BCR/TCR基因的單克隆重排。所以文章開頭的第二個問題也得到了解答石洗。

還有一些臨床問題幢泼,比如B細胞淋巴瘤的患者做骨髓的B細胞克隆性評估同時檢測到IGH和IGK的單克隆重排是正常的嗎?B細胞淋巴瘤的患者做B細胞和T細胞克隆性評估為什么有時能同時做出來IGH單克隆和TCR單克陆采馈缕棵?

以上問題留作大家探索和思考,歡迎留言探討!

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