TESTI - HLA e trapianto di cellule staminali emopoietiche ...frequent HLA-A (> 5%) *02:01 130 20,63%...
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Manuela Testi
HLA e trapianto di cellule staminali
emopoietiche: caratteristiche immunogenetiche
dei pazienti Italiani alla ricerca di un donatore
non correlato
Nel HSCT da donatore non correlato un alto livello di
compatibilità diminuisce il rischio di aGvHD e di
mortalità.
Background
La diversità del sistema HLA sia a livello allelico che
aplotipico e l’eterogeneità dei dati relativi alla
tipizzazione HLA dei donatori rende il processo della
ricerca MUD un compito piuttosto complesso
Diversi livelli di compatibilità:
Background
Diversi livelli di compatibilità:
8/8 HLA-A, -B, -C, DRB1
10/10 HLA-A, -B, C, DRB1, DQB1
Le informazione relative alla possibilità di trovare un MUD compatibile entro breve tempo è cruciale per il successo di un
trapianto allogenico di CSE
CML patients according to disease phase and
presence or absence of a single HLA mismatch.
EW Petersdorf Bllod, 2004Nov 1;104(9):2976-80.
Se non è disponibile un MUD compatibile è possibile:
Non trapiantare il paziente
Background
Non trapiantare il paziente
Selezionare un donatore alternativo
Trapiantare con un donatore Mismatched
Strategie trapiantologiche
Matched Sibling Donor
Matched Unrelated DonorX
XMatched Unrelated Donor
(MUD)
MismatchedUnrelated Donor
Single or Double Cord Blood
HaploidenticalDonor
X
Molti centri trapianti hanno adottato degli algoritmi per la ricerca MUD basati sulla
Background
algoritmi per la ricerca MUD basati sulla tipizzazione HLA del paziente e sulle frequenze
alleliche e aplotipiche allo scopo di prendere decisioni tempestive
Che cos’è un algoritmo per la ricerca MUD
E’ la stima della probabilità per un paziente ditrovare un MUD compatibile 10/10.
Le 3 categorie possibili sono:- Probabilità Alta >95%- Probabilità Intermedia ~50%- Bassa <5%
Parametri da considerare
• Il numero di MUD ABDR-matched disponibili nei registri
• Le specifiche caratteristiche HLA del paziente
I pazienti con alleli HLA “comuni” su aplotipi conservati
avranno probabilità più alte di trovareavranno probabilità più alte di trovareun MUD full-matched
rispetto a quelli caratterizzati da alleli “rari” o aplotipi a bassa frequenza
HLA-A*01;B*08;DRB1*03 vs A*80;B*44;DRB1*13
Tiercy JM - Bone Marrow Research, 2012
**
Quali sono le informazioni necessarieper costruire un algoritmo per la ricerca per costruire un algoritmo per la ricerca
MUD?
- Alleli rari- Linkage B-C- Linkage B-C- Linkage DRB1-DQB1
“Alleli rari”
• Alleli rari in tutte le popolazioni
• Alleli infrequenti : f <1% nella nostra popolazione popolazione
• Alleli infrequenti: f <5% nello stesso gruppo allelico o serotipo
“Alleli rari”
• Alleli rari in tutte le popolazioni
-Cano, P et al(2007). "Common and well-documented HLA alleles”
Human Immunology 68 (5): 392–417
-Mack, SJ,Cano P,et al (2013). Common and well-documented HLA alleles:
2012 update to the CWD catalogue". Tissue Antigens 81 (4): 194–203
• frequency of at least 0.001 in reference populations of at least 1500 individuals
CWD HLA alleles
Reported only once
Reported 2-4 times
Reported by SBT 5 times or
3 times in specific haplotypes
frequency of at least
0.001 in reference
populations of at
least 1500 individuals
“Alleli rari”
• Alleli rari in tutte le popolazioni
• Alleli infrequenti : <1% nella nostra popolazione A*23:18popolazione
• Alleli infrequenti: <5% nello stesso gruppo allelico o serotipo Es. A*02:17
Es: A*23:18 allele frequente worldwide
ma infrequente nella popolazione italiana
DRB1-DQA1-DQB1 blocks bearing alleles of HLA-DR8
DRB1 DQA1 DQB1 Freq. Overall Exclusive for an Ethnic Gr oup08:06 01:02 06:02 common African08:06 05:05 03:19 Less common African (narrow distribution, North African?)
08:04:01 04:01 03:19 very common African08:04:01 05:05 03:19 common African08:04:01 01:02 06:02 rare African08:04:01 04:01 04:02 common African/ European
08:01 04:01 04:02 very common European08:01 03:01 0302 rare European
08:03 06:01 03:01 common European08:03 01:03 06:01 very common Asian
08:02:01 04:01 04:02 very common American Indian/Asian08:02:01 03:01 0302 common Asian
08:07 04:01 04:02 common South American Indian08:11 04:01 04:02 common North American Indian
08:04:04 04:01 04:02 common North American Indian (narrow distribution)08:04:02 04:01 04:02 common South American Indian (narrow distribution)
Linkage B-C / DRB1-DQB1
B*35:01 - C*03:04B*35:01 - C*04:01
B*51:01 - C*15:02 B*51:01 - C*15:24B*51:01 - C*15:02 B*51:01 - C*15:24
DRB1*14:01 – DQB1*05:03
DRB1*14:01 – DQB1*03:01
Come si costruisce l’algoritmo
• La presenza di un allele raro, di un B/C o DRB1/DQB1 raro qualifica il paziente come appartenente al gruppo a bassa probabilità
• La presenza di un aplotipo frequente qualifica il paziente come appartenente al gruppo ad alta probabilità
• Per il gruppo intermedio si può calcolare uno “score” definendo quali siano altri parametri immunogenetici positivi /negativi
- gli alleli HLA rari- i Linkage B-C o DRB1-DQB1 inusuali
Per conoscere quali siano
è necessario avere informazioni relativealla frequenza allelica ed aplotipica dellapopolazione del paziente
2009-2012
514 Pazienti consecutivi che avevano attivato
Casistica
una ricerca MUD
449 Pazienti di origine italiana
315 Pazienti con studio familiare tipizzatiHLA-A, -B, -C, DRB1, DQB1 HR
1- Frequenze Alleliche- Alleli frequenti >5%- Alleli non frequenti <1%
2- Associazioni B-C e DRB1-DQB1
Study design
2- Associazioni B-C e DRB1-DQB1
3- Frequenze aplotipiche
4- Confronto tra PAZ con o senza un MUD 10/10
79/184 paz SI MUD 10/10
184 / paz hanno ricevuto almeno unMUD per il Test di Conferma
Study design
42.9%79/184 paz SI MUD 10/10 42.9%
57.1%
FREQUENZE ALLELICHEFREQUENZE ALLELICHE
frequent HLA-C (> 5%)
*04:01 116 18,4%*07:01 103 16,3%*06:02 71 11,3%*12:03 61 9,7%*07:02 41 6,5%
62,22%
unfrequent HLA-C (< 1%)
*06:58 1 0,2%*08:03 1 0,2%*12:05 1 0,2%*14:03 1 0,2%
frequent HLA-B (> 5%)
*51:01 63 10,0%*18:01 61 9,7%*35:01 52 8,3%*07:02 32 5,1%*49:01 32 5,1%
38,10%
unfrequent HLA-B (< 1%)
*07:07 1 0,16%*15:08 1 0,16%*15:71 1 0,16%*27:09 1 0,16%*40:06 1 0,16%*40:19 1 0,16%*41:02 1 0,16%*44:05 1 0,16%*45:01 1 0,16%
frequent HLA-A (> 5%)
*02:01 130 20,63%*24:02 85 13,49%*01:01 77 12,22%*03:01 66 10,48%*11:01 39 6,19%*32:01 33 5,24%
68,25%
unfrequent HLA-A (< 1%)
*01:03 1 0,16%*02:02 1 0,16%*02:09 1 0,16%*02:17 1 0,16%*02:20 1 0,16%*03:143 1 0,16%*32:11Q 1 0,16%*68:24 1 0,16% *15:24 1 0,2%
*02:10 2 0,3%*15:06 2 0,3%*15:13 2 0,3%*07:06 3 0,5%*03:02 4 0,6%*15:05 4 0,6%*16:04 6 0,95%
4,44%
*45:01 1 0,16%*47:01 1 0,16%*48:01 1 0,16%*51:07 1 0,16%*57:03 1 0,16%*15:03 2 0,32%*27:02 2 0,32%*39:10 2 0,32%*56:01 2 0,32%*07:05 3 0,48%*07:06 3 0,48%*18:03 3 0,48%*53:01 3 0,48%*14:01 4 0,63%
*51:08 4 0,63%*15:18 5 0,79%*39:01 5 0,79%*39:06 5 0,79%*27:05 6 0,95%*40:02 6 0,95%
10,79%
*68:24 1 0,16%*80:01 1 0,16%*02:06 2 0,32%*02:140 2 0,32%*31:48 2 0,32%*01:02 3 0,48%*03:02 3 0,48%*24:03 3 0,48%*33:03 3 0,48%*66:01 3 0,48%*25:01 4 0,63%*68:02 4 0,63%*69:01 4 0,63%*29:01 6 0,95%*33:01 6 0,95%
8,57%
frequent DQB1 (> 5%)
*03:01 203 32,22%*02:02 75 11,90%*05:01 53 8,41%*02:01 49 7,78%*05:03 42 6,67%*05:02 39 6,19%*03:02 33 5,24%
78,41%
unfrequent DQB1 (< 1%)
*03:04 1 0,16%*03:19 1 0,16%*03:05 2 0,32%
0,63%
frequent DRB1 (> 5%)
*07:01 95 15,08%*11:04 93 14,76%*11:01 66 10,48%*03:01 50 7,94%*13:02 36 5,71%*15:01 34 5,40%*14:54 33 5,24%
64,60%
unfrequent DRB1 (< 1%)
*01:03 1 0,16%*04:06 1 0,16%*08:03 1 0,16%*08:10 1 0,16% 0,63%*08:10 1 0,16%*09:01 1 0,16%*11:02 1 0,16%*11:36 1 0,16%*12:02 1 0,16%*14:19 1 0,16%*15:03 1 0,16%*08:04 2 0,32%*13:03 2 0,32%*14:04 2 0,32%*04:07 4 0,63%*13:05 4 0,63%*04:05 5 0,79%*16:02 5 0,79%*04:02 6 0,95%
6,35%
LINKAGE B -C e DRB1-DQB1LINKAGE B -C e DRB1-DQB1
B-C
HLA-B HLA-C N= %*07:02 *07:01 1 3,1*07:02 *07:02 29 90,7*07:02 *12:03 2 6,2
HLA-B HLA-C N= %*39:06 *07:02 2 40*39:06 *12:03 3 60
DRB1-DQB1
HLA-DRB1 HLA-DQB1 N= %*03:01 *02:01 49 98*03:01 *03:01 1 2
HLA-DRB1 HLA-DQB1 N= %*14:54 *03:01P 1 3*14:54 *05:03 32 97
FREQUENZE APLOTIPICHEFREQUENZE APLOTIPICHE
L’analisi degli aplotipi HLA basata sul genotipo di 315 pazienti ha evidenziato 514 aplotipi diversi.
HLA-A HLA-Cw HLA-B DRB1 DQB1 n=630 %*01:01 *07:01 *08:01 *03:01 *02:01 13 2,06
Aplotipi HLA comuni(frequenza > 0.5%)
group of 1st ten European Caucasianben rappresentati in NMDP
ben rappresentati in altri registri Europeinon presenti nella lista degli aplotipi “comuni”
*01:01 *07:01 *08:01 *03:01 *02:01 13 2,06*24:02 *04:01 *35:02 *11:04 *03:01 11 1,75*30:01 *06:02 *13:02 *07:01 *02:02 9 1,43*02:01 *07:01 *18:01 *11:04 *03:01 6 0,95*03:01 *07:02 *07:02 *15:01 *06:02 6 0,95*24:02 *12:03 *18:01 *11:04 *03:01 6 0,95*29:02 *16:01 *44:03 *07:01 *02:02 6 0,95*01:01 *06:02 *57:01 *07:01 *03:03 4 0,63
CONFRONTO PAZIENTI - MUDCONFRONTO PAZIENTI - MUD
79/184 paz SI MUD 10/10
Confronto PAZ-MUD
42.9%
GRUPPO 1
79/184 paz SI MUD 10/10
105/184 paz NO MUD 10/10
42.9%
57.1%
N. of alleles N. of alleles N. of alleles frequency >5% frequency < 1%
A 37 6 68,25 22 8,57B 52 5 38,10 28 10,79C 31 5 62,20 12 4,45DRB1 38 7 64,60 18 6,35DQB1 17 7 78,41 3 0,63
% %LOCUS
presence of Class I infrequent alleles
Group 1 (10/10)
Group 2 (NO 10/10) p value
N = 79 N = 105YES 16 42NO 63 63
0.00617
La presenza di un allele HLA Classe I non frequente rappresenta un fattore non frequente rappresenta un fattore negativo per la ricerca di un MUD
105/184 paz NO MUD 10/10 = 57.1%
64.8% pazienti = mismatches antigenico locus C
Confronto con 142 MUD selezionati
20.9% pazienti = mismatches antigenico DQB1
32.4% pazienti = mismatches allelico locus A
50.5% pazienti = mismatches allelico locus B
59 paz 9/10
40.7% = 1 mismatch antigenico locus C
23.7% = 1 mismatch allelico locus B
15.2% = 1 mismatch antigenico locus DQB1
18.7% = 1 mismatch allelico locus A
1.7% = 1 mismatch allelico locus C
79 (42.9%) paz SI MUD 10/10
105 (57.1%) paz NO MUD 10/10
107 Differenze antigeniche HLA-C
35 Differenze antigeniche -DQB1
Le più numerose disparità antigeniche tra ipazienti che non hanno trovato un donatorecompatibile 10/10 ed i loro 142 MUD erano86 differenze antigeniche al locus HLA-C,
la maggior parte dovute a differenti associazioni
86 Differenze antigeniche HLA-C
la maggior parte dovute a differenti associazioniHLA–B/C.
B*51:01-------------21.9%B*18:01-------------16.5%B*44-----------------14.5%B*35------------------11%
HLA-B HLA-C %*51:01 *15:02 20 31,75*51:01 *14:02 13 20,63*51:01 *16:02 6 9,52*51:01 *02:02 5 7,94*51:01 *07:01 4 6,35*51:01 *12:03 4 6,35*51:01 *01:02 3 4,76*51:01 *07:02 2 3,17*51:01 *15:06 2 3,17*51:01 *15:13 2 3,17*51:01 *06:02 1 1,59*51:01 *15:24 1 1,59
6312 C alleles
HLA-B HLA-C %*18:01 *07:01 26 42,62*18:01 *12:03 19 31,15*18:01 *05:01 10 16,39
86 Differenze antigeniche HLA-C
*18:01 *05:01 10 16,39*18:01 *01:02 1 1,64*18:01 *03:03 1 1,64*18:01 *07:04P 1 1,64*18:01 *12:02 1 1,64*18:01 *12:05 1 1,64*18:01 *15:02 1 1,64
619 C alleles
HLA-B HLA-C*44:03 *04:01P 8 36,36*44:03 *16:01 8 36,36*44:03 *07:06 3 13,64*44:03 *02:02 1 4,55*44:03 *14:03 1 4,55*44:03 *16:04 1 4,55
226 C alleles
2 - nei nostri pazienti la presenza di B*51:01 , B*18:01 , B*35 e B*44 può rappresentare un B*18:01 , B*35 e B*44 può rappresentare un fattore negativo per la ricerca MUD a causa delle diverse associazioni B-C
Le disparità HLA tra i pazienti ed i loro 142 MUDerano inoltre rappresentate da 35 differenzeantigeniche al locus HLA-DQB1, la maggiorparte delle quali era dovuta a differentiassociazioni HLA–DRB1/DQB1.
35 Differenze antigeniche DQB1
associazioni HLA–DRB1/DQB1.DRB1 n=*03:01 2 5,7%*04:04 4 11,4%*07:01 16 45,7%*11:04 3 8,6%*13:02 3 8,6%*14:02 1 2,9%*14:54 1 2,9%*15:01 5 14,3%
35
DQB1*03:03*02:02*03:01
*05:02*06:02*06:03P
3 - nei nostri pazienti la presenza degli alleli DRB1*07:01 e DRB1*15:01 può rappresentare un fattore negativo per la ricerca MUD a causa delle fattore negativo per la ricerca MUD a causa delle diverse associazioni DRB1-DQB1
79 (42.9%) paz SI MUD 10/10
105 (57.1%) paz NO MUD 10/10
50 Differenze alleliche HLA-A
81 Differenze alleliche HLA-B
HLA-A N=*01 3 6%*02 26 52%*03 6 12%*24 3 6%*30 9 18%
HLA-B N=B*07 7 8,6%B*14 1 1,2%B*27 2 2,5%B*35 50 61,7%B*39 4 4,9%
DIFFERENZE ALLELICHE
HLA-B*35:01*35:02*35:03
HLA-A*02:01*02:05*02:06*02:07*02:09*02:17*02:20*02:93*02:140
HLA-B*07:02*07:04*07:05*07:06
*30 9 18%*31 1 2%*33 1 2%*68 1 2%
50
B*39 4 4,9%B*40 1 1,2%B*41 2 2,5%B*44 6 7,4%B*51 7 8,6%B*57 1 1,2%
81
HLA-A*30:01*30:02*30:04
*35:03*35:08*35:43
HLA-B*51:01*51:02*51:05*51:07*51:08*51:09
HLA-B*44:02*44:03
FREQUENZE APLOTIPICHEFREQUENZE APLOTIPICHE
PTS PTS10/10 ≠ 10/10n=79 n=105
HLA-A HLA-B HLA-Cw DRB1 DQB1 n=630 %*01:01 *08:01 *07:01 *03:01 *02:01 13 2,06 9 3*24:02 *35:02 *04:01 *11:04 *03:01 11 1,75 4 5*30:01 *13:02 *06:02 *07:01 *02:02 9 1,43 5 2
Aplotipi HLA comuni(frequenza > 0.5%)
Carriage of at least 1 of the common4-digit haplotypes listed in the table had a positiveimpact on donor search outcome
P=0,000003
*30:01 *13:02 *06:02 *07:01 *02:02 9 1,43 5 2*02:01 *18:01 *07:01 *11:04 *03:01 6 0,95 3 2*03:01 *07:02 *07:02 *15:01 *06:02 6 0,95 4 0*24:02 *18:01 *12:03 *11:04 *03:01 6 0,95 4 1*29:02 *44:03 *16:01 *07:01 *02:02 6 0,95 4 1*01:01 *57:01 *06:02 *07:01 *03:03 4 0,63 3 1
36 15
Sommario
HLA matching Patients Transplanted patients
10/10 79 (43%) 55 (70%) 9/10 59 (32%) 25 (42%)
75% 9/10 59 (32%) 25 (42%) 8/10 33 (18%) 10 (30%) ≤7/10 13 (7%) 1 (8%) 184 91
presenza di un allele non frequente
Fattori negativi per la ricerca MUD
Sommario
presenza di B*51:01, B*18:01, B*35 e B*44
presenza di DRB1*07:01 o DRB1*15:01
presenza di A*02, A*30, B*07, B*35, B*44, B*51
Fattori positivi per la ricerca MUD
Sommario
Presenza di almeno uno degli aplotipi comuni Presenza di almeno uno degli aplotipi comuni definiti a 4 digit
Risulta essenziale conoscere la distribuzione HLA di ogni popolazione a livello allelico allo scopo di
definire se un paziente ha un’alta o bassaprobabilità di trovare un donatore
Conclusioni
probabilità di trovare un donatorenon correlato compatibile
AcknoledgmentsCentro Trapianti Fondazione IME
Guido LucarelliJavid GazievPietro SodaniKatia PaciaroniAntonella Isgro’Gioia De AngelisMarco Marziali
Rome Transplant NetworkRTN
William ArceseAlessandra PicardiIlaria Mangione
Centro Trapianti OPBG
Franco LocatelliRita PintoAlice Bertaina
Marco MarzialiCristiano GallucciCecilia AlfieriMichela Ribersani
Tissue Antigens 2014 Aug;84(2):198-205