用于预测对错配的人白细胞抗原的免疫应答的方法_2

文档序号:8515955阅读:来源:国知局
相关。
[0032] 所述方法因此提供了用于移植前预测发生不想要的对人白细胞抗原(HLA)的免 疫应答的风险或可能性的优选方式,所述免疫应答可在移植之后出现。可提前进行所述方 法的HLA分型,并且随后经本发明的方法分析与HLA类型相关的数据。
[0033] 根据本发明,在HSCT和GVHD,GVL和降低的存活率的情况下,PIRCHES通常是受体 特异性肽;而在器官或组织移植之后移植物排斥的情况下,PIRCHES可以是供体特异性的。
[0034] 现有技术的方法如HLAMatchmaker评估错配之间结构相容性的程度(参考文献 8a),该方法没有提供不想要的免疫反应风险的预测性测定的有效方式。HLAMatchmaker考 虑了可诱导HLA-抗体的HLA-抗原上抗原决定部位的结构基础。其通过将HLA I型抗原视 为短序列的组合(三联体),以及测定这些三联体的差异而这样做。三重错配的程度不显著 与aGVHD相关。现有技术另外的方法(HistoCheck是通过Spellman和Askar和同事评估 的方法(参考文献11a,12a))基于HLA分子内的位置和蛋白质中氨基酸的功能相似性,对 HLA-等位基因产物进行分级。利用该级系统获得的差异分数不能预测aGVHD。
[0035] 因为之前利用计算方法的尝试不能预测GVHD,本发明的方法是第一个计算机实施 的方法,其利用可靠的和有效的移植前预测不想要的和潜在地危险的免疫应答为HSCT提 供改善的供体选择。此外,尽管之前的尝试用主要评估HLA分子之间的结构/功能差异的 方法进行(即基于直接识别HLA差异或经抗体识别的可能性),本发明优选地基于预测的间 接识别HLA错配的分子。本发明的方法令人吃惊地适于预测同种异体反应性,这在之前是 不可能的。因此本发明基于令人吃惊的和出人意料的原理,即预测间接可识别的HLA抗原 决定部位(PIRCHES)的数量与移植后不想要的免疫应答的可能性相关。现有技术中没有提 供关于存在这种关系的提示。
[0036] 因此本发明表示同种异体反应性的风险和由共享-HLA分子呈递的增加数量的错 配HLA起源的肽之间关系的技术使用。这些数量可优选地经电脑测定和可用作与发展同种 异体反应性,例如GVHD相关的预测性标记物。
[0037] 本发明提供了优选地计算机实施的方法,该方法测定当完全匹配供体不可用时, 哪个供体适于移植,而不需要费力的相容性试验。例如,本发明适于多种移植设置,比如干 细胞、脐带血细胞或实体器官移植等等。本发明包括其中HLA错配在测定移植之后的同种 异体反应性或组织排斥起重要作用的基本上任何移植。
[0038] 考虑已经遭受移植之后不想要的免疫应答的患者的巨大健康成本,用于预测安全 可移植的材料的方法对医学团体具有至高的重要性。如本文所描述的方法能够减少外科手 术(或治疗)的上游风险,从而分别避免患者、医学从业者和机构的大量健康和财务成本。
[0039] 因此,在一种实施方式中,本发明涉及预测移植之后对人白细胞抗原(HLA)的与 供体和受体之间的HLA错配相关的免疫应答,优选地由供体和受体之间的HLA错配诱导 的免疫应答的方法,其中以优选地利用基于序列的分型以高分辨率水平进行供体和受体的 HLA分型以测定错配,使用计算机实施的方法通过测定呈递和/或结合源自错配的受体和/ 或供体HLA等位基因的肽,鉴定预测的间接识别的HLA抗原决定部位(PIRCHES)的数量,由 此PIRCHES的数量与所述免疫应答的可能性相关。
[0040] 在一种实施方式中,本发明涉及如本文所描述的方法,其中所述移植包括造血干 细胞移植(HSCT)。
[0041] 在一种实施方式中,本发明涉及如本文所描述的方法,其中所述移植包括脐带血 或脐带血细胞移植。
[0042] 在一种实施方式中,本发明涉及如本文所描述的方法,其中所述移植包括肾移植。
[0043] 本发明的方法也可用于在其他医学不适的背景下预测不想要的免疫应答,比如继 发性复发流产、妊娠期间的抗体形成或用于角膜移植之间评估的风险。
[0044] 在一种实施方式中,本发明涉及如本文所描述的方法,其中所述免疫应答包括不 想要的同种异体反应性。
[0045] 在一种实施方式中,本发明涉及如本文所描述的方法,其中所述免疫应答包括需 要的同种异体反应性,由此需要的同种异体反应性可以是抗白血病同种异体反应性。
[0046] 在一种实施方式中,本发明涉及如本文所描述的方法,其中所述免疫应答包括 T-细胞介导的应答。在一种实施方式中,本发明涉及如本文所描述的方法,其中所述免疫应 答导致急性移植物抗宿主病(aGVHD)或慢性移植物抗宿主病(cGVHD)。
[0047] 在一种实施方式中,本发明涉及如本文所描述的方法,其中所述免疫应答包括抗 体介导的应答。如在下面实验实施例中显示的,针对其形成抗体的HLA分子具有统计上较 大量的PIRCHES。
[0048] 在一种实施方式中,本发明涉及如本文所描述的方法,其中所述免疫应答的可能 性随着PIRCHES数量的增加而增加。如在本申请的实施例中广泛描述的,具有可由HLA I 型呈递的大量(>2)肽的患者与具有少量2)的患者相比,显著更早地形成aGVHD (实施 例1)。与没有或有限的cGVHD的那些相比,遭受广泛cGVHD的患者显示由HLA I型和II组 合和分别由HLA I型和II型可呈递的更大量的肽的趋势。在预测HLA I型和II型组合上 存在大量肽相比少量的患者中更早地形成广泛cGVHD。具有低PIRCHE-I和PIRCHE-II值的 患者显示最低的风险评估,类似于10/10匹配移植。尤其低PIRCHE-I组中的供体-受体组 合是有利的:与更高PIRCHE-I组中的患者相比,这些组合具有显著增加的生存和无疾病生 存率的概率,和显示降低的急性和慢性GvHD的风险。这些结果表示完全史无前例和出人意 料的技术效果。通过本方法,可选择错配的供体,其提供与HLA匹配供体基本上相同低风险 的不想要的免疫应答。
[0049] 本发明的计算机实施能够确保有效的、快速和可靠的方法,用于识别潜在地容许 的异源移植用供体材料。通过软件处理的数据可以完全或部分自动方式加工,从而在优选 的实施方式中确保自动计算机实施的方法。与供体和受体的HLA分型相关的数据,以及为 任何供体-受体对测定的PIRCHES的数量可电子储存和保持在适当的数据库中。因此,本 发明也涉及能够进行如本文所描述方法的计算机软件。本发明进一步涉及优选地自动计算 机实施的方法,其用于预测移植之后针对人白细胞抗原(HLA)的免疫应答。
[0050] 所述系统优选地包括具有关于所有公开HLA等位基因的信息的数据库。当公开新 的HLA等位基因序列时,可更新数据库。优选地基于PERL,但是也可以基于其他计算语言的 计算机软件可用于产生和/或更新数据库,除了调用各自用于评估PIRCHES的数量的程序 (例如 NetChop,NetMHC 等)。
[0051] 本发明进一步包括用于优选地移植前预测对人白细胞抗原(HLA)的免疫应答的 系统,所述免疫应答可在移植之后出现,其中所述免疫应答与供体和受体之间的HLA错配 相关,所述方法包括使供体和/或供体材料和受体进行HLA分型以测定HLA错配;以及测 定预测的间接识别的HLA抗原决定部位(PIRCHES)的数量,其中所述PIRCHES是来自错配 的受体-HLA等位基因的受体特异性或供体特异性的HLA起源的肽,并且预测为由共享(匹 配)的HLA分子呈递,其中PIRCHES的数量与所述免疫应答的可能性相关。所述系统可包 括计算设备、数据储存设备和/或适当的软件,例如各个软件模块,其彼此相互作用以实施 如本文所描述的方法。
[0052] 在一种实施方式中,所述系统可包括脐带血库的资料库或数据库,由此测试每个 样品的HLA类型;和电子储存的信息。所述系统也可包括其中储存受体的HLA类型数据的 另外计算设备,例如临床医生、移植中心或医院的设备之间的联系。通过两个数据库之间的 联系,例如通过因特网,本发明的方法可使用适当的软件进行。可比较多个潜在的供体样品 和患者的HLA类型并且测定任何给定供体-受体对的PIRCHE。根据基于本文所述的方法的 分析,可进行临床上相关的预测,任何给定的供体材料,例如储存在脐带血库或其他细胞或 组织库中的那些样品是否适于移植。本发明也涉及适于进行本文所述方法的软件。
[0053] 在一种实施方式中,本发明的方法包括比较来自受体的HLA分型有关的数据与多 个潜在的供体样品,以便识别适当的移植材料。
[0054] 因此,本发明涉及用于基于移植之后针对人白细胞抗原(HLA)的免疫应答的预 测,选择和/或筛选具有可接受的错配异源移植用供体材料的方法,其中所述免疫应答与 供体和受体之间的HLA错配相关,所述方法包括:比较多个供体样品的HLA类型与受体的 HLA类型以便测定HLA错配;以及测定每个供体-受体对的预测的间接识别的HLA抗原决 定部位(PIRCHES)的数量,其中所述PIRCHES是来自错配的受体-HLA等位基因的受体或供 体特异性HLA起源的肽,并且预测为由共享(匹配)的HLA分子呈递,其中PIRCHES的数量 与所述免疫应答的可能性相关。
[0055] 在一种实施方式中,供体和/或受体的HLA分型可在计划移植之前进行,并且与任 何给定的供体材料HLA分型相关的相应数据可优选地储存在适当的计算机储存器和/或计 算介质如数据库和/或资料库中,其可由适当的软件访问。这种数据库可以是干细胞数据 库、脐带血数据库或组织或器官数据库,例如与潜在的供体材料相关的数据的集中化或局 部储存。当可通过任何给定的移植治疗的病况的医学诊断时,可进行(如果还未进行的话) 患者(受体)的HLA分型并且HLA分型的结果与为潜在的供体材料储存的数据比较。这种 比较可通过标准软件进行。
[0056] 当识别HLA匹配材料时,可进行移植。在材料鉴定为其中供体和受体之间的HLA 错配是明显的情况下,可通过将本发明的方法或系统应用至任何给定的或所有可能的供 体-受体对来确定错配的可容许性。能够进行测定PIRCHES的数量的适当的软件可用于任 何给定的供体-受体对,并且基于PIRCHES的数量,评估HLA错配的可容许性,优选地自动 评估。
[0057] 尤其对于HSCT,就搜索而言有两个选择:
[0058] 1)识别许多潜在匹配的供体,对所述潜在匹配的供体分型和测定它们是否具有某 些错配,随后基于PIRCHES的分析选择最佳(最容许的)错配;和/或
[0059] 2)识别难以或不可能完全匹配的某些患者,对可能的替换方案/错配运行PIRCHE 算法,以及随后从具有低PIRCHES的潜在供体调取样品。
[0060] 在一种实施方式中,本发明涉及如本文所描述的方法,其中来自错配的受体-HLA 等位基因的所述受体特异性或供体特异性的HLA起源的肽通过用于鉴定人蛋白酶体的切 割位点(内肽酶和/或蛋白酶位点)的计算机实施的方法来鉴定。本发明该特征的优选实 施方式涉及软件NetChop,或可选的如本文所描述软件的使用,其能够测定肽序列的蛋白酶 体切割。
[0061] 在一种实施方式中,本发明涉及如本文所描述的方法,其中所述通过共享(匹配) 的HLA分子呈递肽的所述呈递是由用于预测所述肽与任何给定的HLA分子结合的计算机实 施的方法。本发明该特征的优选实施方式涉及软件NetMHCpan和/或NetMHCII的使用,或 如本文所描述的其他可选方案,其能够测定(或预测)任何给定的,优选地HLA或MHC分子 中九聚体肽的结合。
[0062] 蛋白酶体切割预测和HLA-结合预测可在设计为顺序并入两个模块的软件中进 行,以便提供PIRCHES的数量的自动测定。
[0063] 本发明的方法可以这种方式进行,使得任何长度包括或5-20,优选地8-15,更优 选地9-10个氨基酸的肽可被鉴定,并且被考虑为PIRCHES。在优选的实施方式中,本发明涉 及如本文所描述的方法,其中所述PIRCHES为九聚体(9氨基酸)肽。
[0064] 在一种实施方式中,本发明涉及如本文所描述的方法,其中所述PIRCHES由共享 的 HLA I 型(PIRCHE I)或共享的 HLA II 型(PIRCHE II)呈递。
[0065] 在一种实施方式中,本发明涉及如本文所描述的方法,其中PIRCHE-I肽预测的 IC50结合值彡1
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