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HLA-Typisierung für die Knochenmarktransplantation.

HLA-Typisierung für die Knochenmarktransplantation. Guido Heymann. Verlauf der KM-Tx-Anzahl. Standardtypisierungsmethoden. HLA Klasse I serologische Typisierung oder low-resolution molekulargenetische Typisierung HLA Klasse II molekulargenetische Typisierung.

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HLA-Typisierung für die Knochenmarktransplantation.

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Presentation Transcript

  1. HLA-Typisierung für die Knochenmarktransplantation. Guido Heymann

  2. Verlauf der KM-Tx-Anzahl

  3. Standardtypisierungsmethoden • HLA Klasse Iserologische Typisierung oderlow-resolution molekulargenetische Typisierung • HLA Klasse IImolekulargenetische Typisierung

  4. Verwandte SpenderHLA-A KFS,EFSHLA-B KFS,EFSHLA-DRB1 KFS,(EFS)HLA-DQB1 KFS,(EFS)optional:HLA-CHLA-DPB1HLA-DRB3-5 Unverwandte SpenderHLA-AHLA-BHLA-DRB1HLA-DQB1HLA-C (CML)optional:HLA-DPB1HLA-DRB3-5 Empfehlungen zur immungenetischen Spenderauswahl für die allogene Transplantation von Knochenmark und peripheren Blutstammzellen (1999)

  5. HLA-A,B-Testung:verwandt und unverwandt i.d.R. low-resolutionbei 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) Empfehlungen zur immungenetischen Spenderauswahl für die allogene Transplantation von Knochenmark und peripheren Blutstammzellen (1999)

  6. HLA-AA1 A2A3 A11A23 A24A25 A26A28 A29A30A31A32 A33A34 (A36)A43 A66A68 A69A74 (A80)HLA-AA1 A2A3 A11A23 A24A25 A26A28 A29A30A31A32 A33A34 (A36)A43 A66A68 A69A74 (A80) HLA-BB7 B8B13 B14B18 B27B35 B37B38 B39B41 B42B44 B45B46 B47B48 B49B50 B51B52 B53B54 B55B56 B57B58 B59B60(40) B61(40)B62(15) B63(15)B67B70(15)B73 B75(15)B76(15) B77(15)B78 (B81)(B82) (B83) Klasse I Antigene, die erfaßt werden müssen Fettgedruckte Antigene können serologisch nicht verläßlich erfaßt werden und sollten durch molekulargenetische Methoden bestätigt werden. Antigene in Klammern sind unter Kaukasiern sehr selten.

  7. HLA-DRB1DRB1*01 (*0101-*0106)DRB1*0103DRB1*03 (*0301-*0317)DRB1*04 (*0401-*0434)DRB1*07 (*0701,0703,0704)DRB1*08 (*0801-0821)DRB1*09 (*0901)DRB1*10 (*1001)DRB1*11 (*1101-*1137)DRB1*12 (*1201-*1206)DRB1*13 (*1301-*1340)DRB1*14 (*1401-*1436)DRB1*15 (*1501-*1509)DRB1*16 (*1601,1602,(1603) *1604-1608) HLA-DQB1DQB1*02 (*0201-*0203)DQB1*03 (*0301-*0310)DQB1*04 (*0401,0402)DQB1*05 (*0501-*0505)DQB1*06 (*0601-*0617) Klasse II Antigene, die erfaßt werden müssen Klasse I HLA-C*01,*02,*03,*04,*05,*06,*07,*08,*12,*13,*14,*15,*16,*17,*18Wenn mehrere A,B,DRB und DQBidentische Spender zur Auswahlstehen.

  8. 2.Deutsche Konsensusempfehlungen für die immungenetische Spendersuche(1996) alt • 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

  9. Empfehlungen zur immungenetischen Spenderauswahl für die allogene Transplantation von Knochenmark und peripheren Blutstammzellen (1999) • Patienten mit malignen hämatologischen ErkrankungenEin 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

  10. GVHD Rate bei MMPetersdorf et al. ; Blood Vol92,pp3515-3520

  11. Überlebenskurven Sasazuki et al. , NEJM 339,1177

  12. Probleme der Serologie

  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 % Serologie21 % DNAMiddleton, EFI-Kreta 1999

  14. Probleme der serologischen Klasse I Typisierung(S. Goldmann ; EFI Kreta April 1999) • A2,A28 60% der Individuen sind A2 homozygot • A23,24,68,69 CREG 2b, Unterscheidung • A 30,31 A19 Unterscheidung • B 62,63,71,72,75,76,77 B15 Unterscheidung (?!) • B 45 beinhaltet B*5002 • B*2704,2712 Bw6, nicht Bw4

  15. Die Mismatchfrequenz ist serotypabhängig(Scott et al.; Blood Vol 92, pp4864-4871) • HLA-SerotypA2 A3 A30 B35 B39 B44 B51Spender /EmpfängerPaar 56 24 4 15 8 25 4aufged. MM 1 2 1 6 3 4 2Subtypen 2 3 3 4 2 2 3Prozente 1,8 8,3 25 40 37,5 16 50MM zu Typisierungen

  16. Frequenz von HLA-A Serotypen und Allelen in 128 Patienten Prasad et al.Blood Vol 93pp399-409 • Serotyp Allele Prozent (n)A1 A*0101 100% (19)A11 A*1101 87,5% (7) A*1102 12,5% (1)A2 A*0201 87,5% (49) A*0202 5,4% (3) A*0205 8,9% (5) A*0206 3,6% (2) A*0203,4,7,17 je 1,8% (1)A23(9) A*2301 100% (5)A24(9) A*2402 72,5% (29) A*2403 5% (2)A25(10) A*2501 80% (4)A26(10) A*2601 100% (13)A29(19) A*2901 33% (4) A*2902 67% (8)A3 A*0301 100% (25)A30(19) A*3001 58,8% (10) A*3002 29% (5) A*3004 11,8% (2)A31(19) A*3101 100% (4)A32(19) A*3201 100% (7)A33(19) A*3301 55,6% (5) A*3303 44,4% (4)A68(28) A*6801 46,2% (6) A*6802 53,8% (7)

  17. Level der genotypischen Unterschiede im HLA-A

  18. Frequenz von HLA-B Serotypen und Allelen in 128 Patienten • Serotyp Allele Prozent (n)B7 B*0702 85,7% (24) B*0705 14,3% (4)B44(12) B*4402 61,9% (13) B*4403 38,1% (8)B8 B*0801 100%(11)B35 B*3501 52,9% (18) B*3502 8,8% (3) B*3503 17,6% (6) B*3504 5,9% (2) B*3505 2,9% (1) B*3508 8,8% (3) B*3511 2,9% (1)B15(62,63,75,76,70) B*1501 29,7 (11) B*1502 3,7% (1) B*1503 11,1% (3) B*1510 3,7% (1) B*1516 11,1% (3) B*1517 7,4% (2) B*1518 3,7% (1)B40(60,61) B*4001 31,3% (5) B*4002 43,8% (7) B*4004 6,3% (1) B*4006 18,8% (3)B51(5) B*5101 78,6% (11)B18 B*1801 93% (14) Prasad et alBlood Vol 93pp399-409

  19. Level der genotypischen Unterschiede im HLA-B

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

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

  22. Wann kann die Serologie helfen? • Ist ein Allel exprimiert oder nicht?DNA Serologie ErgebnisA*0101/0104N A1 A*0101A*24 „blank“ A*2409,2411N, A*2402L (low) splice defectB*1526 Null-Allel

  23. 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

  24. Probleme mit neuen Allelen 2 • Der phylogenetische Stammbaum zeigt: • A*2416 gehört eindeutig zurA 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

  25. Wann kann die Serologie helfen? • Eine Spezifität aber unterschiedliche Allele.Serologie DNAB45 B*4501 B*5002 B*50 mit B12 Epitop B*4409 B*44 mit Bw6 EpitopB35 B*35 B*1522 falscher Name B*78 „B5“ mit Bw6B21 B*4005 B*1303 B21 artig mit Bw4 B*1304 B21 artig mit Bw4B48 B*4008 nur B(40+48)Seren pos. B*4010 B60/48 artig B*4012 B60/48 artigB50 B*4005 (more like B50) B*1546A19 A*2419A36 A*0102

  26. Wann kann die Serologie helfen? • Allelbasierte Nomenklatur nicht benutzt:Allel WHO-Name geb.NameA*0203 A203 A2A*0210 A210 A2A*80 A80 A36/A1B*4005 B4005 B50/B21B*5102 B5102 B5/B53B*78 B78 B35

  27. Wann kann die Serologie helfen? • Chimäre Moleküle:DRB1*1122 DR 4/11DRB1*1415 DR 8/14A*2419 A19(31,32)

  28. Wann kann die Serologie helfen? • ZusammenfassungZelloberflächenantigene 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...

  29. Probleme der Molekulargenetik

  30. Kosten der HLA-Typisierung • (Goldmann, EFI-Kreta 1999)Personal Hardware MaterialHLA-Serologie + + +SSO-PCR ++ + - (+) ++SSP-PCR ++++ + (+) + (+)SBT ++++++ ++++++ +++++

  31. Jährlicher Zuwachs an bekannten neuen HLA-Allelen

  32. 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

  33. Der Wert der molekulargenetischen Typisierung

  34. 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 GvHDG.B. Ferrara, EFI Kreta 1999 • BMT-Rejektion durch T-Lymphocyten gegen einen Einzel-Aminosäurenunterschied im HLA-B44Fleischhauer et al. NEJM 323, pp1818ff & Keever et al. Bone Marrow Transplant 14:137

  35. Knochenmarkspenderund -empfänger

  36. Wie wahrscheinlich kann ein Spender gefunden werden?

  37. Vorschlag 1 • Keine neuen KM-Spender typisierenDafür alle vorhandenen Class II typisieren • alternativ:A,B,C,DRB1,DQB1 bei allen NeuenGoldmann, EFI-Kreta 1999

  38. GVHD-RatenFerrara, 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

  39. 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 geno-typischer HLA-Identität bleiben somit als allogene Differenz die Aminosäuresequenz-Unterschiede in den durch HLA-Klasse I Molekülen präsentierten Peptiden. Diese bilden also die minor-Histokompatibilitäts-Antigene (mHag).

  40. 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

  41. Vorschlag 2 • Effekt des Allelmatching für DRB1 nachgewiesen Petersdorf et al., Blood 86,1606 • Allelmatching bei HLA-A und -B Serotypen, die häufige Allelmis-matches zeigen:A 68,33,2,24B35,44,57,61,27,58,40,(15)

  42. ENDE

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