用于预测对错配的人白细胞抗原的免疫应答的方法_4

文档序号:8515955阅读:来源:国知局
尽管这些值表示不是限定本发明本 质的优选的值。鉴于对考虑不同长度的肽,或对于HLA分子的不同结合亲和力,或根据基因 座的数量或错配的数量而应用的不同严格度,这些值可以改变。在优选的实施方式中,相对 高水平的PIRCHES与免疫反应之间、以及低PIRCHE水平与容许的错配之间的相关性与本发 明的目标表示相关。因此,该方法也包括免疫应答的风险的相关评估,由此当评估多个潜在 的供体时;与其他供体相比,那些具有相对更低数量的PIRCHES的供体认为对于移植是优 选的。
[0098] 在一种实施方式中,本发明涉及如本文所描述的方法,其中询问HLA-DQBl抗原错 配。如在实施例5中所显示的,HLA-DQBl抗原错配导致最高数量的PIRCHE-I和-II,从而 指示当预先筛选用于适当的移植材料的潜在错配供体时,该等位基因尤其应被评估。
[0099] 在一种实施方式中,本发明涉及如本文所描述的方法,其用于预测多个HLA错配 的供体中的最佳供体。在一种实施方式中,本发明涉及如本文所描述的方法,其还包括分析 和比较多个HLA错配的供体,以预测多个供体之间,例如两个脐带血单位之间和/或匹配的 和HLA错配的供体之间的同种异体反应性。作为移植,尤其是干细胞或脐带血的移植成为 更可靠和优选的治疗选择,有时必须使用多个供体样品以便为移植提供足够的材料。鉴于 此,本发明方法能够"多供体"分析,从而不仅比较供体-受体匹配,而且另外或可选地评估 供体-供体匹配,以便提前测定除了彼此的可能与受体相容的另外供体样品。本发明方法 因此能够快速和可靠的"三路"相容性评估,而没有过去基于实验室方法的复杂性。
[0100] 本发明的方法确保许多有益的技术和第二作用。通过如目前描述的方法,用异源 的材料的移植可基本上以相同或类似低风险的不想要的免疫反应进行。鉴于该作用,本发 明由于自动化地和/或计算机-实施而节省了时间;由于通过选择容许的错配的风险减少 而降低健康风险、降低潜在地失败移植的医学成本、对于任何给定的受体增加可能的供体 材料的库和确保先前无法医治的患者(例如具有非常稀少HLA-等位基因的那些患者)能 够用异源的材料治疗。
【具体实施方式】
[0101] "预测"意思是关于未来可能事件的说明。也可使用术语"预报"。"预测"在本发 明中表示评估移植之后发生的免疫应答的可能性或风险。基于预测、或风险评估,在潜在不 想要的事件之前获得的有价值信息可用于测定进一步治疗选择。
[0102] 术语"免疫应答"在本发明中指如本领域技术人员通常理解的免疫应答。免疫应 答可理解为来自部分免疫系统对抗原的应答,当抗原被鉴定为外源时发生的应答,其优选 地随后诱导产生能够破坏或固定"外源"抗原或使其无害的抗体和/或淋巴细胞。本发明 的免疫应答可指受体的免疫系统对移植材料的应答,或移植细胞、组织或器官的细胞实施 的免疫应答,由此例如在GVHD中,移植材料的T细胞与受体抗原或组织反应和/或攻击受 体抗原或组织。免疫应答可以是受体的防御功能,其防止身体遭受外源物质如外源组织,或 移植材料的免疫细胞对受体细胞或组织的反应。
[0103] 人白细胞抗原(HLA)系统是人的主要组织相容性复合物(MHC)。超基因座包含许 多与人免疫系统功能相关的基因。该组基因位于染色体6上,并且编码细胞-表面抗原呈 递蛋白质且已经具有许多其他功能。由某些基因编码的蛋白质也称为抗原,由于它们历史 上发现为器官移植物中的因子。主要HLA抗原是免疫功能的基本组成。对应MHC I型(A、 B和C)的HLA从细胞内侧(如果存在的话,包括病毒肽)呈递肽。这些肽从在蛋白酶体中 降解的消化蛋白质产生。一般而言,这些具体的肽是小聚合物,约9个氨基酸长度。外源抗 原攻击破坏细胞的杀伤T-细胞(也称为CD8阳性或细胞毒素 T-细胞)。对应MHC II型 (DP、DM、DOA、DOB、DQ和DR)的HLA从细胞的外侧呈递抗原至T-淋巴细胞。这些具体的抗 原刺激T辅助细胞的增殖,其接着刺激产生抗体的B-细胞,以产生针对该特异性抗原的抗 体。
[0104] MHC基因座是哺乳动物中一些遗传上最可变的编码基因座,并且人HLA基因座也 不例外。大部分HLA基因座对每个基因座显示一打或更多等位基因组。六个基因座具有超 过100个等位基因,其已经在人群体中检测到。其中,最可变的是HLA-B和HLA-DRB1。
[0105] 等位基因是基因座处核苷酸(DNA)序列的变体,使得每个等位基因与所有其他等 位基因在至少一个(单核苷酸多态性,SNP)位置上不同。大部分这些改变导致改变的氨基 酸序列,其导致蛋白质的轻微至巨大的功能差异。
[0106] "HLA"指人染色体6p21上的白细胞抗原基因座,由HLA基因(HLA-A、HLA-B、HLA-C、 HLA-DRB1、HLA-DQB1等)组成,其用于测定例如组织移植物的受体和供体之间错配的程度。 "HLA等位基因"意思是在两个亲本染色体之一的基因座中的核苷酸序列。
[0107] " HLA分型"意思是识别给定基因座的HLA等位基因(HLA-A、HLA-B、HLA-C、 HLA-DRB1、HLA-DQBl等)。可采用基因测序。样品可获得自供体和/或供体材料和受体的 血液或其他身体样品,其可随后被分析。一般而言,抗原的序列决定抗体反应性,并且所以 具有好的测序能力(或基于测序的分型)消除需要血清反应。对于HLA分型的测序方法是 优选的。测序可指基本方法,比如Maxam-Gilbert测序、链-终止方法、高级方法和从头测 序如鸟枪测序或桥PCR ;或所谓的"下一代"方法,比如大规模平行签名测序(MPSS)、454焦 磷酸测序、Illumina(Solexa)测序、SOLiD测序或其他类似的方法。
[0108] 如果采用血清分型,不同血清型反应可指示需要对人的HLA序列以测定基因序 列。等位基因多样性使得优选使用宽抗原分型,随后基因测序,因为血清分型技术的有一些 增加的错误识别的风险。表型分型指可采用的用于分析的血清学方法。基因分型可以择一 或组合地进行。利用该策略,使用对于DNA的变体区域特定的PCR引物(称为SSP-PCR)。 如果出现正确尺寸的产物,推定鉴定出了 HLA等位基因。PCR-SSO也可用于并入探针杂交。 关于HLA分型的技术方法的综述提供在文献:Erlich H,Tissue Antigens,2012年7月; 80 (1):1-11 和 Dunn P,Int J Immunogenet,2011 年 12 月;38 (6) :463-73 中。
[0109] 就HLA分型而言,在分离/制备移植之前、期间或之后获得自供体本身和/或获得 自供体材料的样品可用于HLA分型以及随后比较来自受体的HLA分型数据。例如,可进行 供体本身的HLA分型,例如通过分析唾液、血液或其他体液样品用于HLA信息,以及任选地 另外或可选地,在HLA分型期间分析获得自供体所期望的用于移植的材料(供体材料)的 相同和/或互补的HLA类型特征。
[0110] "HLA错配"被定义为在供体和受体中识别不同的等位基因,其出现在任何给定的 基因座。
[0111] 供体通常理解为个体或多个个体(例如在多个样品或制品如脐带血单位(CBUs) 需要有效治疗相关量的供体材料用于移植的情况下),其提供供体材料,或换句话说生物 材料,例如但不限于细胞、组织、器官;或用于在受体中移植的其他身体部分、体液和/或制 品。提及供体或供体的HLA分型,也可分别指供体材料或供体材料的HLA分型。
[0112] 本发明的目标受体通常是哺乳动物,优选是人。受体通常是遭受特征在于需要移 植如必须移植的器官衰竭的患者。术语"器官"意指包括任何身体结构或细胞组,其包含组 织化而进行身体的特定功能的不同组织,例如,心脏、肺、脑、肾、皮肤、肝、骨髓等。在一种实 施方式中,移植物是同种异体移植,即个体和供体是相同的物种。受试者也可遭受可通过移 植细胞治疗的病况,即使当不适本身不明确缺少或丧失内源细胞的具体子集的功能。一些 不适可通过移植某些类型的干细胞来治疗,由此这些细胞的天然或内源库在受体中没必要 是非功能的。
[0113] 本发明的方法尤其适于打算接收或预测需要细胞、组织或器官移植的患者以预测 不想要的免疫应答的可能性,比如起源移植物损伤或排斥,和/或对非移植物组织的免疫 起源损伤。例如,患者可预期在接下来的一个、两个、三个、四个、五个、六个或十二月个内接 收移植。可选地,试验尤其适于已经接收移植的个体,以预测免疫起源移植物损伤或排斥的 可能性,和/或对非移植物组织的免疫起源损伤。移植后,所述方法尤其适于显示明显慢性 器官功能障碍(移植物器官的)或可能的移植物抗宿主病(GVHD),尤其慢性GVHD和尤其其 中移植物是骨髓移植物的情况的患者。
[0114] 移植以将细胞、组织或器官从一个身体(供体)移动至另一身体(受体或患者), 或从患者自身身体的供体位点移动至另一位点的,或从储存的供体材料移动至受体身体, 以替换受体的受损或缺失的器官、或提供能够提供疗效的干细胞、其他细胞、组织或器官。
[0115] 异源移植或同种异体移植是将来自相同物种的基因不同供体的细胞、组织或器官 至受体。移植物称为同种异体移植物、异源的移植物或同种移植物。大部分人组织和器官 移植物是同种异体移植物。同种异体移植物可来自活的或尸体来源。一般而言,可被移植 的器官是心脏、肾、肝、肺、胰腺、肠道和胸腺。组织包括骨骼、肌腱(都称为肌肉骨骼移植 物)、角膜、皮肤、心脏瓣膜、神经和静脉。世界上,肾是最常见的移植器官,接着是肝和然后 是心脏。角膜和肌肉骨骼移植物是最常见的移植组织。
[0116] 本发明还包括在筛选经再生医学产生的器官、细胞或组织,例如已经离体构建并 且期望用于移植的重建的供体材料的背景下使用该方法。干细胞技术使得能够离体产生许 多医学上相关的细胞类型或组织。所以,本发明也可用于筛选已经通过生物技术和/或组 织工程化方法产生的其适于移植的异源材料。
[0117] 本发明包括评估免疫反应的风险,优选地移植前风险评估,由此任何给定的干细 胞可考虑为期望用于移植的供体材料。例如,造血干细胞移植(HSCT)是通常源自骨髓、外 周血或脐带血的的多能造血干细胞的移植。其是在血液学和肿瘤学领域中常见的医学程 序,通常为某些血液或骨髓的癌症患者进行,比如多发性骨髓瘤或白血病。在这些情况下, 受体的免疫系统通常在移植之前用辐射或化疗破坏。感染和移植物抗宿主病是同种异体 (也称为异源的)HSCT的主要并发症。
[0118] 干细胞理解为未分化的生物细胞,其可分化成专用细胞并且可分裂(通过有丝分 裂)生产更多的干细胞。高度弹性成人干细胞常规上用于医学疗法,例如在骨髓移植中。干 细胞现在可人工生长并且通过细胞培养转化(分化)成具有与各种组织如肌肉或神经一致 特征的专用细胞类型。通过治疗性克隆产生的胚胎细胞系和自体胚胎干细胞也已经建议为 用于未来疗法的有希望的候选物。潜在的干细胞移植可指任何给定的干细胞疗法,由此存 在许多干细胞疗法。医学研宄人员预期成人和胚胎干细胞将很快能够治疗癌症、1型糖尿 病、帕金森疾病、亨廷顿疾病、腹部疾病、贲门衰竭、肌肉损伤和神经科性不适和许多其他疾 病。
[0119] 也称为体细胞干细胞和生殖细胞系干细胞的干细胞可出现在儿童以及成年人中。 多能成人干细胞是稀少的并且通常数量少,但是可出现在包括脐带血的许多组织中。以及 发现骨髓是成人干细胞的丰富来源之一,其已经用于治疗数个病症,包括脊髓损伤、肝硬 化、慢性肢局部缺血和晚期心力衰竭。成人干细胞可以是谱系限制性(多能)并且通常由 它们组织起源称为(间质干细胞、源自脂肪的干细胞、内皮干细胞、牙髓干细胞等)。
[0120] 多能干细胞也出现在羊水中。这些干细胞非常活跃,不用给料而广泛扩展并且不 是致瘤的。羊水干细胞是多能的并且可在成脂细胞、成骨细胞、肌细胞、内皮细胞、肝细胞以 及神经系细胞线中分化。可能收集羊水干细胞用于供体或用于自体使用。
[0121] 源自脐带血的多能干细胞显示胚胎和造血特征。表型表征表明(CB-SCs)显示胚 胎细胞标记物(例如,转录因子0CT-4和Nanog,阶段特异性胚胎抗原(SSEA) -3,和SSEA-4) 和白细胞常见抗原⑶45,但是它们可对于血液细胞系标记物是阴性的。另外,CB-SCs显不 非常低的免疫原性,如表达非常低水平的主要组织相容性复合物(MHC)抗原和衰竭以刺激 异源淋巴细胞的增殖。
[0122] HSC通常可获得自骨髓、外
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