HLA-Typisierung für die Knochenmarktransplantation.

Präsentation zum Thema: "HLA-Typisierung für die Knochenmarktransplantation."—  Präsentation transkript:

1 HLA-Typisierung für die Knochenmarktransplantation.
Guido Heymann

2 Verlauf der KM-Tx-Anzahl

3 Standardtypisierungsmethoden
HLA Klasse I serologische Typisierung oder low-resolution molekulargenetische Typisierung HLA Klasse II molekulargenetische Typisierung

4 Empfehlungen zur immungenetischen Spenderauswahl für die allogene Transplantation von Knochenmark und peripheren Blutstammzellen (1999) Verwandte Spender HLA-A KFS,EFS HLA-B KFS,EFS HLA-DRB1 KFS,(EFS) HLA-DQB1 KFS,(EFS) optional: HLA-C HLA-DPB1 HLA-DRB3-5 Unverwandte Spender HLA-A HLA-B HLA-DRB1 HLA-DQB1 HLA-C (CML) optional: HLA-DPB1 HLA-DRB3-5

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)

6 Klasse I Antigene, die erfaßt werden müssen
HLA-A A1 A2 A3 A11 A23 A24 A25 A26 A28 A29 A30 A31 A32 A33 A34 (A36) A43 A66 A68 A69 A74 (A80) HLA-B B7 B8 B13 B14 B18 B27 B35 B37 B38 B39 B41 B42 B44 B45 B46 B47 B48 B49 B50 B51 B52 B53 B54 B55 B56 B57 B58 B59 B60(40) B61(40) B62(15) B63(15) B67 B70(15) B73 B75(15) B76(15) B77(15) B78 (B81) (B82) (B83) Fettgedruckte Antigene können serologisch nicht verläßlich erfaßt werden und sollten durch molekulargenetische Methoden bestätigt werden. Antigene in Klammern sind unter Kaukasiern sehr selten.

7 Klasse II Antigene, die erfaßt werden müssen
HLA-DRB1 DRB1*01 (*0101-*0106) DRB1*0103 DRB1*03 (*0301-*0317) DRB1*04 (*0401-*0434) DRB1*07 (*0701,0703,0704) DRB1*08 (* ) 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) * ) HLA-DQB1 DQB1*02 (*0201-*0203) DQB1*03 (*0301-*0310) DQB1*04 (*0401,0402) DQB1*05 (*0501-*0505) DQB1*06 (*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.

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 In GvH und HvG Richtung: bis zu einem Mismatch, wenn: low-risk Patient serologische Splitantigene keine Mismatches (Dringlichkeitsfälle !?) 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 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

10 GVHD Rate bei MM Petersdorf 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 % Serologie 21 % DNA Middleton, EFI-Kreta 1999

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15 Probleme der serologischen Klasse I Typisierung (S
Probleme der serologischen Klasse I Typisierung (S. Goldmann ; EFI Kreta April 1999) A2,A % der Individuen sind A 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

16 Die Mismatchfrequenz ist serotypabhängig (Scott et al
Die Mismatchfrequenz ist serotypabhängig (Scott et al.; Blood Vol 92, pp ) HLA-Serotyp A2 A3 A30 B35 B39 B44 B51 Spender /Empfänger Paar aufged. MM Subtypen Prozente 1,8 8, , MM zu Typisierungen

17 Frequenz von HLA-A Serotypen und Allelen in 128 Patienten
Serotyp Allele Prozent (n) A1 A* % (19) A11 A* ,5% (7) A* ,5% (1) A2 A* ,5% (49) A* ,4% (3) A* ,9% (5) A* ,6% (2) A*0203,4,7,17 je 1,8% (1) A23(9) A* % (5) A24(9) A* ,5% (29) A* % (2) A25(10) A* % (4) A26(10) A* % (13) A29(19) A* % (4) A* % (8) A3 A* % (25) A30(19) A* ,8% (10) A* % (5) A* ,8% (2) A31(19) A* % (4) A32(19) A* % (7) A33(19) A* ,6% (5) A* ,4% (4) A68(28) A* ,2% (6) A* ,8% (7) Prasad et al. Blood Vol 93 pp

18 Level der genotypischen Unterschiede im HLA-A

19 Frequenz von HLA-B Serotypen und Allelen in 128 Patienten
Serotyp Allele Prozent (n) B7 B* ,7% (24) B* ,3% (4) B44(12) B* ,9% (13) B* ,1% (8) B8 B* %(11) B35 B* ,9% (18) B* ,8% (3) B* ,6% (6) B* ,9% (2) B* ,9% (1) B* ,8% (3) B* ,9% (1) B15(62,63,75,76,70) B* ,7 (11) B* ,7% (1) B* ,1% (3) B* ,7% (1) B* ,1% (3) B* ,4% (2) B* ,7% (1) B40(60,61) B* ,3% (5) B* ,8% (7) B* ,3% (1) B* ,8% (3) B51(5) B* ,6% (11) B18 B* % (14) Prasad et al Blood Vol 93 pp

20 Level der genotypischen Unterschiede im HLA-B

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

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

23 Wann kann die Serologie helfen?
Ist ein Allel exprimiert oder nicht? DNA Serologie Ergebnis A*0101/0104N A1 A*0101 A* „blank“ A*2409,2411N, A*2402L (low) splice defect B* Null-Allel

24 Probleme mit neuen Allelen 1
Thüringischer Nierenempfänger 1. Serologie: A 11,19;B 27,56;Cw 2,-;DRB ,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* HLA-A9 (23,24) Nomenklaturkommission vergibt Namen: A*2416

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

26 Wann kann die Serologie helfen?
Eine Spezifität aber unterschiedliche Allele. Serologie DNA B45 B* B*5002 B*50 mit B12 Epitop B*4409 B*44 mit Bw6 Epitop B35 B*35 B*1522 falscher Name B*78 „B5“ mit Bw6 B21 B* B*1303 B21 artig mit Bw4 B*1304 B21 artig mit Bw4 B48 B*4008 nur B(40+48)Seren pos. B*4010 B60/48 artig B*4012 B60/48 artig B50 B*4005 (more like B50) B*1546 A19 A*2419 A36 A*0102

27 Wann kann die Serologie helfen?
Allelbasierte Nomenklatur nicht benutzt: Allel WHO-Name geb.Name A*0203 A203 A2 A*0210 A210 A2 A*80 A80 A36/A1 B*4005 B B50/B21 B*5102 B B5/B53 B*78 B78 B35

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

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...

30 Probleme der Molekulargenetik

31 Kosten der HLA-Typisierung
(Goldmann, EFI-Kreta 1999) Personal Hardware Material HLA-Serologie SSO-PCR (+) ++ SSP-PCR (+) + (+) SBT

32 Jährlicher Zuwachs an bekannten neuen HLA-Allelen

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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

36 Der Wert der molekulargenetischen Typisierung

37 Wert der molekulargenetischen Typisierung
Cytotoxischer Antikörper gegen A*3002, nicht gegen A* G.B.Ferrara, Tissue Antigenes Vol 46, pp KM-Transplantat B*3502 auf B*3501 schwere GvHD G.B. Ferrara, EFI Kreta 1999 BMT-Rejektion durch T-Lymphocyten gegen einen Einzel-Aminosäurenunterschied im HLA-B44 Fleischhauer et al. NEJM 323, pp1818ff & Keever et al. Bone Marrow Transplant 14:137

38 Knochenmarkspender und -empfänger

39 Wie wahrscheinlich kann ein Spender gefunden werden?

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

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

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 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).

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

44 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 68,33,2,24 B 35,44,57,61,27,58,40,(15)

45 ENDE