[科普中国]-HLA分型

HLA分型 (HUMAN LEUCOCYTE ANTIGEN），即人类白细胞抗原)是一个由一系列紧密连锁的基因座位所组成的具有高度多态性的复合体。主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex，MHC)是由染色体上一组编码与细胞间识别和抗原呈递相关蛋白的高度多态性基因组，在人类称HLA复合体。

简介HLA(humanleucocyteantigen)复合体是人类多态性最丰富的遗传系统，定位于第6号染色体短臂6P21．31区，长3600kb。1999年已完成全部序列分析及基因定位，在此区域内共确认了224个基因座位中128个为功能性基因，其中39.8%和免疫功能相关。HLA基因根据其编码分子的分布与功能不同分为3个区，即工类基因区，Ⅱ类基因区，Ⅲ类基因区。

HlA复合体中很多基因座位的DNA序列在人群中存在许多变异体，即HLA含大量的等位基因。由于来自父母的两条第6染色体所有的HLA等位基因完全相同的概率极小，这就使每一个体所具有的HlA等位基因及其产物具有该个体的独特性。HLA等位基因频率不仅在不同人群、不同地域存在明显差异，而且与某些疾病的发生存在一定的相关性。HLA分型为器官移植的供受者、选择提供有效的手段，还应用于法医学DNA分型和亲子鉴定。因此，HLA分型不仅为了解人种来源和民族的迁徙提供重要的科学资料，而且在医学实践中有重要意义。但是，HLA高度多态性也为器官移植时寻找合适的供体带来了很大的困难1。

HLA分型方法HLA分型方法主要包括血清学分型和DNA分型。血清学分型技术侧重于分析HA抗原的特异性，NI)A分型方法则侧重于分析TA基因本身的多态性。

1.血清学方法1964 Terasaki建立了HLA微量淋巴胞毒实验方法来分析受试者的HLA型别，其主要过程是从全血或淋巴组织中分离出淋巴细胞，与HLA-特异性抗体包被的微孔板孵育，加入补体，使能与淋巴细胞表面HA抗原结合的特异性抗体通过经典途径激活补体，导致靶细胞水解(淋巴细胞毒性)。多年来这种血清学方法是确定HA配型的重要方法，也是国际通用的标准技术。然而血清学方法存在诸多限制，如确定HLA特异性抗体需要做大量的筛查工作，一些HLA抗原很难用血清学方法鉴定；HLA的交叉反应影响了分型结果的准确性，给亚型的进一步确定带来困难等。因此近年来更多采用的是HLA的基因分型方法1990年世界卫生组织WHO统一了HLA基因分型的命名以及与血清学分型的对应关系，使HLA的研究转入基因水平的研究。

2.DNA分型方法DNA分型主要分为两种方法：基于核酸序列识别的方法和基于序列分子构型的方法，常用的方法大致可分为大类：

①限制性片段长度多态性分析( restriction fragment length polymorphism，RFP)。其原理是不同的DNA膜板山于序列的差异在限制性内切酶作用下将被切成大小不同的片段，其电泳迁移率也发生差异，经电泳分离、印迹、探针杂交等一系列技术处理来分析目的基因。

②聚合酶链式反应寡核苷酸探针杂交方法PCR-SSO( sequence specifie oligonucleotide，SSO)。原理是PCR基因片段扩增后利用序列特异性寡核苷酸探针，通过杂交的方法进行扩增片段的分析鉴定。

③聚合酶链式反应单链构象多态性分析(PCR- single strand conformational polymorphism，PCR-SSCP)。PCR产物经变性为DNA单链，用聚丙烯酰胺凝胶电泳分离，只有一个核苷酸发生变异，其电泳迁移卒就会改变，从而进行多态性分析。

④DNA序列测定( sequencing)。能直接读到目的片段核苷酸的完整序列，重复性好，分辨率高，自动化程度高，是HA分型最直接、最精确、最可靠的方法。常用于对新发现的HLA特异性进行DNA序列分析。

⑤特异性引物PCR技术(PCR sequence- specific primer，PCR-SSP)。采用特异性等位基因引物作PCR，扩增得到的DNA片段因分子量的不同而被凝胶电泳方法区别。

以上HA分型技术各有其自身的特点：DNA测序测定的分型方法最直接、最精确、最可靠，常用于对新发现的HA特异性进行DNA序列分析，所需设备昂贵；采用PCR-RFLP、PCR-SSCP技术进行HLA分型则敏感性和精确性较高，检测时间比较短，但方法学复杂；PCR-SSP和SSO技术具有高特异性与敏感性、简捷、快速、结果容易判断，是比较理想的高效检测配型手段，其有相当的应用前景。

3.HLA交叉反应组(CRFG)HLA基因分型的精确度明显提高，大幅度减少了GVHD的发生卒。但正是由于基因分型的精确，找到基因亚型完全相合的供体非常困难。同时临床资料显示，同样是供受者HLA错配，有些错配明显影响移植物存活，而有些错配并无显著影响。因此，临床上需要种更为实用、临床可行的配型策略，即确定HLA虽不合但可以接受或可以允许的供者。抗原A、B、DR基因位点在形态学上有高度的多态性，但它们各自蛋白基因产物氨基酸残基却只有微小的差别。某些HA抗原在分子结构接近，具有公共抗原决定簇，可与某一抗体发生交叉反应。这些抗原被称为交叉反应组( cross reactive group，CRFG)，而其根本区别在于氨基酸残基不同。1996年 Terasaki提出了新的配型策略――交叉反应组配型，又称HLA氨基酸残基配型ResM2。

技术发展HLA系统研究从70年代到80年代末期主要是血清学研究；90年代以来，HLA进入了分子水平研究阶段。HLA分型技术同样走过了这一历程。建立于60年代的血清学及细胞学分型技术主要侧重于分析HLA产物特异性。1991年第11届国际HLA专题讨论上提出了HLA的DNA分型方法，随着测序技术的突飞猛进，基于DNA序列的分型方法已经取代了传统的血清学及细胞学分型方法。现DNA分型方法主要分为两种：基于核酸序列识别的方法和基于序列分子构型的方法。基于核酸序列识别的方法主要有：PCR-RFLP,PCR-SSO,PCR-SSP和PCR-SBT。其中PCR-SBT测序方法是现世界卫生组织（WHO）推荐的HLA分型方法的“金标准”。

技术原理HLA低分辨分型采用序列特异性引物扩增HLA等位基因的特异性片段，经电泳分离，根据PCR结果的反应格局具判断被测标本的HLA等位基因型，具有通量大、正确性好的特点。反映了HLA抗原水平的等位基因类型，用于骨髓、器官移植组织配型的初筛。

HLA高分辨分型过去治疗白血病通常是通过骨髓移植进行的，由于必须在麻醉状态下抽取骨髓捐献者的部分骨髓，整个过程对捐献者产生非常大的心理压力。现随着科学进步，只需抽取若干毫升静脉血，分离出干细胞，再输入患者体内即可。首先抽取患者和捐献者的静脉血样本，提取DNA，测出各自DNA碱基的顺序，最后通过软件比对分析得出HLA型别。HLA高分辨分型技术是世界卫生组织认定的HLA分型标准。分型的作用就是要找到排列一致的样本，配型的精度决定了患者在术后的康复效果和生存质量。决定治疗成本的关键步骤是如何快速、准确地找到与患者一致的干细胞。

高分辨分型优势HLA高分辨分型技术与过去的低分辨相比配型速度更快，配型更精确，使得移植排斥反应更小，手术成功率和术后存活率更高。

随着医学的发展，像白血病、地中海贫血等能用最新的基因技术进行分型检测，再寻找合适的供体进行移植治疗。现通过HLA高分辨分型的外周血干细胞移植技术能大大提高配型效果，使患者的康复更快，更有保证。

骨髓与器官移植是治疗白血病、癌症等人类重大疾病的有效手段，而在移植过程中人类白细胞抗原（HLA），是决定移植排斥反应高低的重要因素。在进行骨髓和其它器官移植时，供者和受者之间人类白细胞抗原（HLA）相容程度越高，排斥反应的发生率就越低，移植成功率和移植器官长期存活率就越高；反之，就越容易发生排斥反应。虽然直系亲属间HLA完全匹配的概率较高，但是由于我国白血病患者多为独生子女，在骨髓库中寻找与患者HLA完全匹配的志愿者，成为发现供者的主要途径。

我国骨髓库中的HLA分型数据多数是低分辨的，并不能确保供者和患者的HLA真正匹配，患者往往需要和多个低分辨匹配的志愿者进行高分辨复核才能找到真正合适的供者。有的患者与数十个低分辨匹配的志愿者进行复核后，发现他们均不是合适的供者，甚至有的患者只能在HLA部分匹配的情况下就进行骨髓移植，导致术后出现严重的排斥反应，需要服用大量药物来维持生命。此外，高分辨率配型费用昂贵，如果捐髓者本人是中华骨髓库的注册志愿者，捐者和患者一次高配的费用是7200元(每人3600元)，如果捐者不是注册志愿者，费用则是10000元（每人5000元），如此高的检测费用患者通常难以承受。因此，必须尽快实现“高分入库”，从根本上降低检测费用，提高HLA配型效率。

为改变现今落后的HLA匹配手段，现通过高分辨分型的外周血干细胞移植技术能大大提高配型效果，使患者的康复更快且效果更有保证。该方法应用新一代的测序技术，只需通过一次实验就能够读取数千份样本的HLA序列数据，并一次性达到HLA分型的最高分辨率，同时还可发现新的等位基因。在检测通量、数据质量、成本控制等方面都有质的飞跃。应用这种新技术进行高分辨配型，成本不到传统技术的一半，但真正做到了“低分价格，高分数据”，能避免多次配型给患者造成的额外经济负担，也为治疗争取宝贵的时间。

最新HLA高分辨分型技术，使建立高分辨HLA数据库成为可能，不仅有利于快速准确地找到合适供者，大大地提高骨髓库的使用率，使其更好的服务于患者，而且可以为HLA的科学研究与技术创新提供基础性的数据支持。

高分辨分型应用地中海贫血治疗

造血干细胞移植异基因造血干细胞移植是现能根治重型Β地贫的方法。如有 HLA 相配的造血干细胞供者，;应作为治疗重型Β地贫的首选方法。

急性白血病，骨髓移植。

对ANLL疗效较好。①同基因骨髓移植，供者为同卵孪生子。②同种异基因骨髓移植，供者为患者的兄弟姐妹。随着医学的发展像白血病、地中海贫血、肾衰等能用最新的基因技术进行分型检测，再寻找合适供体进行移植治疗。现今通过HLA高分辨分型的外周血干细胞移植技术能大大提高配型效果，使患者康复更快，效果更有保证。

自体骨髓移植，不需选择供者，易推广。

本词条内容贡献者为:

江松敏 - 副教授 - 复旦大学