HLA-A - drheymann.de

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Slide 1

HLA-Typisierung für die
Knochenmarktransplantation.
Guido Heymann


Slide 2

Verlauf der KM-Tx-Anzahl


Slide 3

Standardtypisierungsmethoden

 HLA Klasse I
serologische Typisierung oder
low-resolution molekulargenetische
Typisierung
 HLA Klasse II
molekulargenetische Typisierung


Slide 4

Empfehlungen zur immungenetischen Spenderauswahl für die
allogene Transplantation von Knochenmark und peripheren
Blutstammzellen (1999)

 Verwandte Spender
HLA-A
HLA-B
HLA-DRB1
HLA-DQB1

optional:
HLA-C
HLA-DPB1
HLA-DRB3-5

KFS,EFS
KFS,EFS
KFS,(EFS)
KFS,(EFS)

 Unverwandte Spender
HLA-A
HLA-B
HLA-DRB1
HLA-DQB1
HLA-C (CML)
optional:
HLA-DPB1
HLA-DRB3-5


Slide 5

Empfehlungen zur immungenetischen Spenderauswahl für die
allogene Transplantation von Knochenmark und peripheren
Blutstammzellen (1999)
 HLA-A,B-Testung:
verwandt und unverwandt i.d.R. low-resolution
bei Festlegung auf Homozygotie muß high-resolution oder
Familientestung folgen
 HLA-DRB1,DQB1-Testung:
KFS,EFS: i.d.R. low-resolution (Homozygotie !)
RSS:
high-resolution (auch CT)


Slide 6

Klasse I Antigene, die erfaßt werden müssen
 HLA-A
A1
A3
A23
A25
A28
A30
A32
A34
A43
A68
A74

 HLA-B
A2
A11
A24
A26
A29
A31
A33
(A36)
A66
A69
(A80)

Fettgedruckte Antigene können serologisch
nicht verläßlich erfaßt werden und sollten durch
molekulargenetische Methoden bestätigt werden.
Antigene in Klammern sind unter Kaukasiern
sehr selten.

B7
B13
B18
B35
B38
B41
B44
B46
B48
B50
B52
B54
B56
B58
B60(40)
B62(15)
B67
B73
B76(15)
B78
(B82)

B8
B14
B27
B37
B39
B42
B45
B47
B49
B51
B53
B55
B57
B59
B61(40)
B63(15)
B70(15)
B75(15)
B77(15)
(B81)
(B83)


Slide 7

Klasse II Antigene, die erfaßt werden müssen
 HLA-DRB1
DRB1*01
DRB1*0103
DRB1*03
DRB1*04
DRB1*07
DRB1*08
DRB1*09
DRB1*10
DRB1*11
DRB1*12
DRB1*13
DRB1*14
DRB1*15
DRB1*16

(*0101-*0106)

(*0301-*0317)
(*0401-*0434)
(*0701,0703,0704)
(*0801-0821)
(*0901)
(*1001)
(*1101-*1137)
(*1201-*1206)
(*1301-*1340)
(*1401-*1436)
(*1501-*1509)
(*1601,1602,(1603)
*1604-1608)

 HLA-DQB1
DQB1*02
DQB1*03
DQB1*04
DQB1*05
DQB1*06

(*0201-*0203)
(*0301-*0310)
(*0401,0402)
(*0501-*0505)
(*0601-*0617)

Klasse I HLA-C
*01,*02,*03,*04,*05,*06,
*07,*08,*12,*13,*14,*15,
*16,*17,*18
Wenn mehrere A,B,DRB und DQB
identische Spender zur Auswahl
stehen.


Slide 8

2.Deutsche Konsensusempfehlungen für die immungenetische
Spendersuche(1996)













akzeptierte HLA-mismatches bei Verwandten
maligne Vorerkrankung
 In GvH Richtung: bis zu einem Mismatch
 In HvG Richtung: bis zu drei Mismatches
schwere aplastische Anämie
 Erst-Tx: keine HLA-Unterschiede
 Folge-Tx: ein Mismatch in GvH und / oder HvG Richtung
SCID und andere genetische Erkrankungen
 Bis zu drei Mismatches in GvH und HvG Richtung
 T-Zell-Depletion wünschenswert, wenn >1Mismatch in GvH-Richtung
akzeptierte HLA-mismatches bei Unverwandten
maligne Vorerkrankung
 In GvH und HvG Richtung: bis zu einem Mismatch, wenn:
 low-risk Patient
 serologische Splitantigene
schwere aplastische Anämie
 keine Mismatches (Dringlichkeitsfälle !?)
SCID und andere genetische Erkrankungen
 ein verwandter Spender ist i.d.R. verfügbar


Slide 9

Empfehlungen zur immungenetischen Spenderauswahl für die
allogene Transplantation von Knochenmark und peripheren
Blutstammzellen (1999)






Patienten mit malignen hämatologischen Erkrankungen
Ein partiell HLA-kompatibler verwandter Spender soll nur herangezogen werden, wenn
ein HLA-kompatibler unverwandter Spender nicht rechtzeitig verfügbar ist.
Verwandt: Eine HLA-Differenz in GvH- und/oder HvG-Richtung (individuelle
Abweichung möglich)
Unverwandt: Eine HLA-Differenz in GvH- und/oder HvG-Richtung, wobei die Merkmale
eine ausgeprägte Aminosäure-Sequenzhomologie zeigen sollen.
Patienten mit schwerem kombiniertem Immundefekt (SCID)
HLA-Differenzen in HvG-Richtung stellen kein Ausschlußkriterium dar.
GvH-Risiko sehr hoch, prinzipiell sind jedoch auch HLA-haploidentische verwandte
Spender (Eltern) akzeptabel (T-Zelldepletion des KM)
Patienten mit nicht-malignen Grunderkrankungen (SAA,FA,PNH...)
Abstoßungsrisiko erhöht, GvL nicht notwendig, Tx mit anderen als HLA-identischen
Familienmitgliedern nur im Rahmen von kontrollierten Studien


Slide 10

GVHD Rate bei MM
Petersdorf et al. ; Blood Vol92,pp3515-3520


Slide 11

Überlebenskurven

Sasazuki et al. , NEJM 339,1177


Slide 12

Probleme der Serologie


Slide 13

Probleme der Serologie
 83 HLA-A und 186 HLA-B Allele werden in 28
HLA-A und 59 HLA-B Serotypen aufgelöst.
Ratio 3:1
 Homozygotenfrequenz:
49,6 % Serologie
21 % DNA
Middleton, EFI-Kreta 1999


Slide 14

Comparison of HLA-AB typings by serology and PCR-SSP
in 108 kidney donors
no discrepancy
15,7%

missed allele
6,5%

increased resolution
71,3%

incorrect
assignment
6,5%


Slide 15

Probleme der serologischen Klasse I Typisierung
(S. Goldmann ; EFI Kreta April 1999)

 A2,A28






A23,24,68,69
A 30,31
B 62,63,71,72,75,76,77
B 45
B*2704,2712

60% der Individuen sind A2
homozygot
CREG 2b, Unterscheidung
A19 Unterscheidung
B15 Unterscheidung (?!)
beinhaltet B*5002
Bw6, nicht Bw4


Slide 16

Die Mismatchfrequenz ist serotypabhängig
(Scott et al.; Blood Vol 92, pp4864-4871)



HLA-Serotyp
A2 A3 A30 B35 B39 B44 B51

Spender /Empfänger
Paar
56
aufged. MM
1
Subtypen
2

24
2
3

4
1
3

15 8
6 3
4 2

25
4
2

Prozente
1,8 8,3
MM zu Typisierungen

25

40 37,5 16

4
2
3
50


Slide 17

Frequenz von HLA-A Serotypen und Allelen in 128 Patienten
 Serotyp
Allele
Prozent (n)
A1
A11
A2

A23(9)
A24(9)
A25(10)
A26(10)
A29(19)
A3
A30(19)

A31(19)
A32(19)
A33(19)
A68(28)

A*0101
A*1101
A*1102
A*0201
A*0202
A*0205
A*0206
A*0203,4,7,17
A*2301
A*2402
A*2403
A*2501
A*2601
A*2901
A*2902
A*0301
A*3001
A*3002
A*3004
A*3101
A*3201
A*3301
A*3303
A*6801
A*6802

100% (19)
87,5% (7)
12,5% (1)
87,5% (49)
5,4% (3)
8,9% (5)
3,6% (2)
je 1,8% (1)
100% (5)
72,5% (29)
5% (2)
80% (4)
100% (13)
33% (4)
67% (8)
100% (25)
58,8% (10)
29% (5)
11,8% (2)
100% (4)
100% (7)
55,6% (5)
44,4% (4)
46,2% (6)
53,8% (7)

Prasad et al.
Blood Vol 93
pp399-409


Slide 18

Level der genotypischen Unterschiede im
HLA-A


Slide 19

Frequenz von HLA-B Serotypen und Allelen in 128 Patienten
 Serotyp
Allele
Prozent (n)
B7
B44(12)
B8
B35

B15(62,63,75,76,70)

B40(60,61)

B51(5)
B18

B*0702
B*0705
B*4402
B*4403
B*0801
B*3501
B*3502
B*3503
B*3504
B*3505
B*3508
B*3511
B*1501
B*1502
B*1503
B*1510
B*1516
B*1517
B*1518
B*4001
B*4002
B*4004
B*4006
B*5101
B*1801

85,7% (24)
14,3% (4)
61,9% (13)
38,1% (8)
100%(11)
52,9% (18)
8,8% (3)
17,6% (6)
5,9% (2)
2,9% (1)
8,8% (3)
2,9% (1)
29,7 (11)
3,7% (1)
11,1% (3)
3,7% (1)
11,1% (3)
7,4% (2)
3,7% (1)
31,3% (5)
43,8% (7)
6,3% (1)
18,8% (3)
78,6% (11)
93% (14)

Prasad et al
Blood Vol 93
pp399-409


Slide 20

Level der genotypischen Unterschiede im
HLA-B


Slide 21

Vergleich DNA- Serologie
(Scott et al.; Blood Vol92, pp4864-4871)


Slide 22

Der Wert serologischer Typisierung
in der DNA-Ära
EFI-Kreta April 1999


Slide 23

Wann kann die Serologie helfen?
 Ist ein Allel exprimiert oder nicht?
DNA

Serologie

A*0101/0104N
A*24

A1
„blank“

B*1526

Null-Allel

Ergebnis
A*0101
A*2409,2411N,
A*2402L (low)
splice defect


Slide 24

Probleme mit neuen Allelen 1
 Thüringischer Nierenempfänger





1. Serologie: A 11,19;B 27,56;Cw 2,-;DRB1
0101,1502; DQB1 0501,0601
2. Serologie: A 11,- ;B 27,56; Cw 2,PCR-SSP : unklare Reaktionsmuster

 Sequenzierung:
Exon1-Intron1-½Exon2/½Exon2-Intron2-Exon3-Intron3....
HLA-A*3101
HLA-A9 (23,24)

 Nomenklaturkommission vergibt Namen:
A*2416


Slide 25

Probleme mit neuen Allelen 2
 Der phylogenetische Stammbaum zeigt:


A*2416 gehört eindeutig zur
A 19-Linie (A 29,30,31,32,74)

 wahrscheinlich Genkonversion zwischen A31 und
einem A9-Genanteil
 serologisch keine A9-Reaktivität
 eine Bw4 positive A*31 Variante
 bei KMT-Entscheidung wäre A*2416 ähnlich zu
A*3105


Slide 26

Wann kann die Serologie helfen?
 Eine Spezifität aber unterschiedliche Allele.
Serologie
B45

B35

B21

B48

B50
A19
A36

DNA
B*4501
B*5002 B*50 mit B12 Epitop
B*4409 B*44 mit Bw6 Epitop
B*35
B*1522 falscher Name
B*78
„B5“ mit Bw6
B*4005
B*1303 B21 artig mit Bw4
B*1304 B21 artig mit Bw4
B*4008 nur B(40+48)Seren pos.
B*4010 B60/48 artig
B*4012 B60/48 artig
B*4005 (more like B50)
B*1546
A*2419
A*0102


Slide 27

Wann kann die Serologie helfen?
 Allelbasierte Nomenklatur nicht benutzt:
Allel

WHO-Name

geb.Name

A*0203
A*0210
A*80
B*4005
B*5102
B*78

A203
A210
A80
B4005
B5102
B78

A2
A2
A36/A1
B50/B21
B5/B53
B35


Slide 28

Wann kann die Serologie helfen?
 Chimäre Moleküle:
DRB1*1122
DRB1*1415
A*2419

DR 4/11
DR 8/14
A19(31,32)


Slide 29

Wann kann die Serologie helfen?
 Zusammenfassung
Zelloberflächenantigene erlauben eine Information
über die Verteilung von Epitopen zu erlangen.
 Epitope können in einer Gruppe von Allelen
unterschiedlich sein
 Epitope können bei verschiedenen Allelen die
gleichen sein.
 Spendersuche, Crossmatch, Transfusion...


Slide 30

Probleme der Molekulargenetik


Slide 31

Kosten der HLA-Typisierung
 (Goldmann, EFI-Kreta 1999)

Personal

Hardware

Material

HLA-Serologie

+

+

+

SSO-PCR

++

+ - (+)

++

SSP-PCR

++++

+ (+)

+ (+)

SBT

++++++

++++++

+++++


Slide 32

Jährlicher Zuwachs an bekannten
neuen HLA-Allelen
450
400
350
300
250
Class II
Class I

200
150
100
50
0
-1994

1995

1996

1997

1998


Slide 33


Slide 34

Sequenz definierte HLA-Allele bis Dezember
1998

300

250

200

150

deleted
1998
1997
1996

100

1995
-1994

50

0

-50
A

B

C

DRB1 DRB3 DRB4 DRB5 DQA1 DBQ1 DPA1 DPB1


Slide 35

Probleme der Molekulargenetik
 Serologische Splits nicht immer eindeutig
 Laufend neue Allele sequenziert, die Primermenge in den
einzelnen Sets wird immer größer
 notwendige Doppelansätze verteuern Typisierung
übermäßig


Slide 36

Der Wert der
molekulargenetischen
Typisierung


Slide 37

Wert der molekulargenetischen Typisierung
 Cytotoxischer Antikörper gegen A*3002, nicht gegen
A*3001
G.B.Ferrara, Tissue Antigenes Vol 46, pp 327-329

 KM-Transplantat B*3502 auf B*3501 schwere GvHD
G.B. Ferrara, EFI Kreta 1999

 BMT-Rejektion durch T-Lymphocyten gegen einen EinzelAminosäurenunterschied im HLA-B44
Fleischhauer et al. NEJM 323, pp1818ff & Keever et al. Bone Marrow Transplant 14:137


Slide 38

Knochenmarkspender
und -empfänger


Slide 39

Wie wahrscheinlich kann ein Spender
gefunden werden?


Slide 40

Vorschlag 1
 Keine neuen KM-Spender typisieren
Dafür alle vorhandenen Class II typisieren
 alternativ:
A,B,C,DRB1,DQB1 bei allen Neuen

Goldmann, EFI-Kreta 1999


Slide 41

GVHD-Raten
Ferrara, EFI Kreta1999

 40% GVHD bei vollidentischen
Geschwistern
 70% GVHD bei gematchten Unverwandten
 Class II ident. A , B ident UV:
70% Überlebensrate
 Class II ident. A , B different UV:
50% Überlebensrate
 Class II ident. A , B differenter Verwandter:
75% Überlebensrate


Slide 42

Minor-Histokompatibilitätsantigene bei
KMT-Paaren 1
 Nach allogener KMT/PBSCT beobachtet man bei
Patienten mit HLA-identischen Familienspendern
in 30-40% eine GvH-Reaktion. Bei genotypischer HLA-Identität bleiben somit als allogene
Differenz die Aminosäuresequenz-Unterschiede in
den durch HLA-Klasse I Molekülen präsentierten
Peptiden. Diese bilden also die
minor-HistokompatibilitätsAntigene (mHag).


Slide 43

Minor-Histokompatibilitäts-antigene bei
KMT-Paaren 2
 HLA-Klasse I Moleküle präsentieren cytosolische
Antigenbruchstücke (Virusantigen, degradierte
körpereigene Proteine...)
 Für mHag CD 31 und HA-1 gesicherte Hinweise:



HA-1 : diallelisches System
CD 31: in japanischer Bevölkerung 5 Allele
beschrieben


Slide 44

Vorschlag 2
 Effekt des Allelmatching für DRB1
nachgewiesen Petersdorf et al., Blood 86,1606

 Allelmatching bei HLA-A und -B
Serotypen, die häufige Allelmismatches zeigen:
A 68,33,2,24
B 35,44,57,61,27,58,40,(15)


Slide 45

ENDE


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