HLA e trapianto di cellule staminali emopoietiche
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HLA e trapianto di cellule staminali emopoietiche
HLA e trapianto di cellule staminali emopoietiche: caratteristiche immunogenetiche dei pazienti Italiani alla ricerca di un donatore non correlato Manuela Testi Background 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: 8/8 10/10 HLA-A, -B, -C, DRB1 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. Background Se non è disponibile un MUD compatibile è possibile: Non trapiantare il paziente Trapiantare con un donatore Mismatched Selezionare un donatore alternativo Strategie trapiantologiche X X Matched Sibling Donor Matched Unrelated Donor (MUD) Mismatched Unrelated Donor Single or Double Cord Blood Haploidentical Donor Background Molti centri trapianti hanno adottato degli 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 di trovare un MUD compatibile 10/10. Le 3 categorie possibili sono: - Probabilità Alta - Probabilità Intermedia - Bassa >95% ~50% <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 trovare un 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 necessarie per costruire un algoritmo per la ricerca MUD? - Alleli rari - Linkage B-C - Linkage DRB1-DQB1 “Alleli rari” • Alleli rari in tutte le popolazioni • Alleli infrequenti : f <1% nella nostra 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 CWD HLA alleles • frequency of at least 0.001 in reference populations of at least 1500 individuals frequency of at least 0.001 in reference populations of at least 1500 individuals Reported by SBT 5 times or 3 times in specific haplotypes Reported only once Reported 2-4 times “Alleli rari” • Alleli rari in tutte le popolazioni • Alleli infrequenti : <1% nella nostra popolazione Es: A*23:18 allele frequente worldwide ma infrequente nella popolazione italiana • Alleli infrequenti: <5% nello stesso gruppo allelico o serotipo Es. A*02:17 DRB1-DQA1-DQB1 blocks bearing alleles of HLA-DR8 DRB1 08:06 08:06 DQA1 01:02 05:05 DQB1 06:02 03:19 Freq. Overall common Less common Exclusive for an Ethnic Group African African (narrow distribution, North African?) 08:04:01 08:04:01 08:04:01 08:04:01 04:01 05:05 01:02 04:01 03:19 03:19 06:02 04:02 very common common rare common African African African African/ European 08:01 08:01 04:01 03:01 04:02 0302 very common rare European European 08:03 08:03 06:01 01:03 03:01 06:01 common very common European Asian 08:02:01 08:02:01 04:01 03:01 04:02 0302 very common common American Indian/Asian Asian 08:07 08:11 08:04:04 08:04:02 04:01 04:01 04:01 04:01 04:02 04:02 04:02 04:02 common common common common South American Indian North American Indian North American Indian (narrow distribution) South American Indian (narrow distribution) Linkage B-C / DRB1-DQB1 B*35:01 - C*04:01 B*35:01 - C*03:04 B*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 Per conoscere quali siano - gli alleli HLA rari - i Linkage B-C o DRB1-DQB1 inusuali è necessario avere informazioni relative alla frequenza allelica ed aplotipica della popolazione del paziente Casistica 2009-2012 514 Pazienti consecutivi che avevano attivato una ricerca MUD 449 Pazienti di origine italiana 315 Pazienti con studio familiare tipizzati HLA-A, -B, -C, DRB1, DQB1 HR Study design 1- Frequenze Alleliche - Alleli frequenti >5% - Alleli non frequenti <1% 2- Associazioni B-C e DRB1-DQB1 3- Frequenze aplotipiche 4- Confronto tra PAZ con o senza un MUD 10/10 Study design 184 / paz hanno ricevuto almeno un MUD per il Test di Conferma 79/184 paz SI MUD 10/10 42.9% 57.1% FREQUENZE ALLELICHE frequent HLA-A (> 5%) frequent HLA-B (> 5%) *02:01 *24:02 *01:01 *03:01 *11:01 *32:01 *51:01 *18:01 *35:01 *07:02 *49:01 130 85 77 66 39 33 20,63% 13,49% 12,22% 10,48% 6,19% 5,24% 63 61 52 32 32 10,0% 9,7% 8,3% 5,1% 5,1% 38,10% 68,25% frequent HLA-C (> 5%) *04:01 *07:01 *06:02 *12:03 *07:02 116 103 71 61 41 62,22% unfrequent HLA-B (< 1%) unfrequent HLA-A (< 1%) *01:03 *02:02 *02:09 *02:17 *02:20 *03:143 *32:11Q *68:24 *80:01 *02:06 *02:140 *31:48 *01:02 *03:02 *24:03 *33:03 *66:01 *25:01 *68:02 *69:01 *29:01 *33:01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 3 3 4 4 4 6 6 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,32% 0,32% 0,32% 0,48% 0,48% 0,48% 0,48% 0,48% 0,63% 0,63% 0,63% 0,95% 0,95% 8,57% *07:07 *15:08 *15:71 *27:09 *40:06 *40:19 *41:02 *44:05 *45:01 *47:01 *48:01 *51:07 *57:03 *15:03 *27:02 *39:10 *56:01 *07:05 *07:06 *18:03 *53:01 *14:01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,32% 0,32% 0,32% 0,32% 0,48% 0,48% 0,48% 0,48% 0,63% *51:08 *15:18 *39:01 *39:06 *27:05 *40:02 4 5 5 5 6 6 0,63% 0,79% 0,79% 0,79% 0,95% 0,95% 10,79% 18,4% 16,3% 11,3% 9,7% 6,5% unfrequent HLA-C (< 1%) *06:58 *08:03 *12:05 *14:03 *15:24 1 1 1 1 1 0,2% 0,2% 0,2% 0,2% 0,2% *02:10 *15:06 *15:13 *07:06 *03:02 *15:05 *16:04 2 2 2 3 4 4 6 0,3% 0,3% 0,3% 0,5% 0,6% 0,6% 0,95% 4,44% frequent DRB1 (> 5%) frequent DQB1 (> 5%) *07:01 *11:04 *11:01 *03:01 *13:02 *15:01 *14:54 *03:01 *02:02 *05:01 *02:01 *05:03 *05:02 *03:02 95 93 66 50 36 34 33 15,08% 14,76% 10,48% 7,94% 5,71% 5,40% 5,24% 203 75 53 49 42 39 33 32,22% 11,90% 8,41% 7,78% 6,67% 6,19% 5,24% 78,41% 64,60% unfrequent DRB1 (< 1%) unfrequent DQB1 (< 1%) *01:03 *04:06 *08:03 *08:10 *09:01 *11:02 *11:36 *12:02 *14:19 *15:03 *08:04 *13:03 *14:04 *04:07 *13:05 *04:05 *16:02 *04:02 *03:04 *03:19 *03:05 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 4 4 5 5 6 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,16% 0,32% 0,32% 0,32% 0,63% 0,63% 0,79% 0,79% 0,95% 6,35% 1 1 2 0,16% 0,16% 0,32% 0,63% LINKAGE B-C e DRB1-DQB1 HLA-B *07:02 *07:02 *07:02 B-C HLA-C *07:01 *07:02 *12:03 N= % 1 29 2 3,1 90,7 6,2 HLA-B *39:06 *39:06 HLA-C *07:02 *12:03 N= % 2 3 40 60 HLA-DRB1 HLA-DQB1 *03:01 *02:01 *03:01 *03:01 N= % 49 1 98 2 DRB1-DQB1 HLA-DRB1 HLA-DQB1 *14:54 *03:01P *14:54 *05:03 N= % 1 32 3 97 FREQUENZE APLOTIPICHE Aplotipi HLA comuni (frequenza > 0.5%) L’analisi degli aplotipi HLA basata sul genotipo di 315 pazienti ha evidenziato 514 aplotipi diversi. HLA-A *01:01 *24:02 *30:01 *02:01 *03:01 *24:02 *29:02 *01:01 HLA-Cw *07:01 *04:01 *06:02 *07:01 *07:02 *12:03 *16:01 *06:02 HLA-B *08:01 *35:02 *13:02 *18:01 *07:02 *18:01 *44:03 *57:01 DRB1 *03:01 *11:04 *07:01 *11:04 *15:01 *11:04 *07:01 *07:01 DQB1 *02:01 *03:01 *02:02 *03:01 *06:02 *03:01 *02:02 *03:03 n=630 13 11 9 6 6 6 6 4 % 2,06 1,75 1,43 0,95 0,95 0,95 0,95 0,63 ben rappresentati in NMDP group of 1st ten European Caucasian ben rappresentati in altri registri Europei non presenti nella lista degli aplotipi “comuni” CONFRONTO PAZIENTI - MUD Confronto PAZ-MUD GRUPPO 1 MUD 10/10 42.9% 105/184 paz NO MUD 10/10 57.1% 79/184 paz SI LOCUS A B C DRB1 DQB1 N. of alleles 37 52 31 38 17 N. of alleles frequency >5% 6 5 5 7 7 presence of Class I infrequent alleles YES NO % 68,25 38,10 62,20 64,60 78,41 N. of alleles frequency < 1% 22 28 12 18 3 Group 1 Group 2 (10/10) (NO 10/10) N = 79 N = 105 16 42 63 63 % 8,57 10,79 4,45 6,35 0,63 p value 0.00617 La presenza di un allele HLA Classe I non frequente rappresenta un fattore negativo per la ricerca di un MUD 105/184 paz NO MUD 10/10 = 57.1% Confronto con 142 MUD selezionati 64.8% pazienti = mismatches antigenico locus C 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 18.7% = 1 mismatch allelico locus A 15.2% = 1 mismatch antigenico locus DQB1 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 86 Differenze antigeniche HLA-C Le più numerose disparità antigeniche tra i pazienti che non hanno trovato un donatore compatibile 10/10 ed i loro 142 MUD erano 86 differenze antigeniche al locus HLA-C, la maggior parte dovute a differenti associazioni HLA–B/C. B*51:01-------------21.9% B*18:01-------------16.5% B*44-----------------14.5% B*35------------------11% 86 Differenze antigeniche HLA-C HLA-B HLA-C *51:01 *15:02 *51:01 *14:02 *51:01 *16:02 *51:01 *02:02 *51:01 *07:01 *51:01 *12:03 *51:01 *01:02 *51:01 *07:02 *51:01 *15:06 *51:01 *15:13 *51:01 *06:02 *51:01 *15:24 12 C alleles % 20 13 6 5 4 4 3 2 2 2 1 1 63 31,75 20,63 9,52 7,94 6,35 6,35 4,76 3,17 3,17 3,17 1,59 1,59 HLA-B HLA-C *18:01 *07:01 *18:01 *12:03 *18:01 *05:01 *18:01 *01:02 *18:01 *03:03 *18:01 *07:04P *18:01 *12:02 *18:01 *12:05 *18:01 *15:02 9 C alleles % 26 19 10 1 1 1 1 1 1 61 42,62 31,15 16,39 1,64 1,64 1,64 1,64 1,64 1,64 HLA-B HLA-C *44:03 *04:01P *44:03 *16:01 *44:03 *07:06 *44:03 *02:02 *44:03 *14:03 *44:03 *16:04 6 C alleles 8 8 3 1 1 1 22 36,36 36,36 13,64 4,55 4,55 4,55 2 - nei nostri pazienti la presenza di B*51:01, B*18:01, B*35 e B*44 può rappresentare un fattore negativo per la ricerca MUD a causa delle diverse associazioni B-C 35 Differenze antigeniche DQB1 Le disparità HLA tra i pazienti ed i loro 142 MUD erano inoltre rappresentate da 35 differenze antigeniche al locus HLA-DQB1, la maggior parte delle quali era dovuta a differenti associazioni HLA–DRB1/DQB1. DQB1 *03:03 *02:02 *03:01 *05:02 *06:02 *06:03P DRB1 *03:01 *04:04 *07:01 *11:04 *13:02 *14:02 *14:54 *15:01 n= 2 4 16 3 3 1 1 5 35 5,7% 11,4% 45,7% 8,6% 8,6% 2,9% 2,9% 14,3% 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 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 DIFFERENZE ALLELICHE HLA-A *01 *02 *03 *24 *30 *31 *33 *68 N= 3 26 6 3 9 1 1 1 50 6% 52% 12% 6% 18% 2% 2% 2% HLA-A *02:01 *02:05 *02:06 *02:07 *02:09 *02:17 *02:20 *02:93 *02:140 HLA-A *30:01 *30:02 *30:04 HLA-B B*07 B*14 B*27 B*35 B*39 B*40 B*41 B*44 B*51 B*57 N= 7 1 2 50 4 1 2 6 7 1 81 8,6% 1,2% 2,5% 61,7% 4,9% 1,2% 2,5% 7,4% 8,6% 1,2% HLA-B *07:02 *07:04 *07:05 *07:06 HLA-B *35:01 *35:02 *35:03 *35:08 *35:43 HLA-B *44:02 *44:03 HLA-B *51:01 *51:02 *51:05 *51:07 *51:08 *51:09 FREQUENZE APLOTIPICHE Aplotipi HLA comuni (frequenza > 0.5%) PTS 10/10 n=79 HLA-A *01:01 *24:02 *30:01 *02:01 *03:01 *24:02 *29:02 *01:01 HLA-B *08:01 *35:02 *13:02 *18:01 *07:02 *18:01 *44:03 *57:01 HLA-Cw *07:01 *04:01 *06:02 *07:01 *07:02 *12:03 *16:01 *06:02 DRB1 *03:01 *11:04 *07:01 *11:04 *15:01 *11:04 *07:01 *07:01 DQB1 *02:01 *03:01 *02:02 *03:01 *06:02 *03:01 *02:02 *03:03 n=630 13 11 9 6 6 6 6 4 Carriage of at least 1 of the common 4-digit haplotypes listed in the table had a positive impact on donor search outcome % 2,06 1,75 1,43 0,95 0,95 0,95 0,95 0,63 PTS ≠ 10/10 n=105 9 4 5 3 4 4 4 3 36 P=0,000003 3 5 2 2 0 1 1 1 15 Sommario HLA matching 10/10 9/10 8/10 ≤7/10 Patients 79 (43%) 59 (32%) 33 (18%) 13 (7%) 184 Transplanted patients 75% 55 (70%) 25 (42%) 10 (30%) 1 (8%) 91 Sommario Fattori negativi per la ricerca MUD presenza di un allele non frequente 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 Sommario Fattori positivi per la ricerca MUD Presenza di almeno uno degli aplotipi comuni definiti a 4 digit Conclusioni Risulta essenziale conoscere la distribuzione HLA di ogni popolazione a livello allelico allo scopo di definire se un paziente ha un’alta o bassa probabilità di trovare un donatore non correlato compatibile Acknoledgments Centro Trapianti Fondazione IME Rome Transplant Network RTN Centro Trapianti OPBG Guido Lucarelli Javid Gaziev Pietro Sodani Katia Paciaroni Antonella Isgro’ Gioia De Angelis Marco Marziali Cristiano Gallucci Cecilia Alfieri Michela Ribersani William Arcese Alessandra Picardi Ilaria Mangione Franco Locatelli Rita Pinto Alice Bertaina Tissue Antigens 2014 Aug;84(2):198-205