用于预测对错配的人白细胞抗原的免疫应答的方法

用于预测对错配的人白细胞抗原的免疫应答的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于预测移植之后对人白细胞抗原（HLA)的免疫应答的方法，所述方 法包括使供体和/或供体材料和受体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。所以本发明提供了用于选择和/或筛选异源移植用 供体材料的方法，例如从错配的，优选非亲缘供体中选择具有可容许的错配的供体材料的 方法。在优选的实施方式中，该方法涉及移植前预测可在移植异源的干细胞、不同来源的造 血干细胞、脐带血、肾和/或其他细胞、组织或器官之后出现的不想要的同种异体反应性。
【背景技术】
[0002] 异源细胞、组织和器官的移植是一种进化疗法。其逐渐成为有吸引力的治疗选择。 预期在不久的将来，接收来自非亲缘供体移植物的患者数量将翻番。移植之后的同种异体 反应性对临床结果具有大的影响，具有病理学以及有益的作用。已知HLA错配诱导移植之 后的免疫反应，但是不十分了解与预测不想要的免疫反应的风险相关的因素。
[0003] 诰血干细朐務棺
[0004] 造血干细胞移植（HSCT)是快速生长治疗选择的一个例子。HSCT的主要限制因素 仍是移植物抗宿主疾病（GVHD)，和因为预期接收HSCT的患者数量将增加，必须加速提供预 防GVHD的方法。为了克服GVHD的风险，患者优选地用所有HLA-等位基因完全匹配的供体 移植。但是，由于群体中HLA分子的多样性，这些完全匹配的供体对于约40%的患者不可 用。当完全匹配的供体不可用时，临床医生通常必须面对决定从错配的供体中选择最佳供 体（即携带最低GVHD风险的供体）的困难。直到现在，测定哪个供体最合适，依赖于需要 多达14天实验室工作的费劲试验。
[0005] 历史上，认为HSCT之后的同种异体反应性主要由于供体T细胞直接识别HLA差异 而诱发。这意味着移植物T细胞识别作为完整的分子在宿主细胞的细胞表面上表达的错配 的HLA。本发明尤其基于间接识别。当源自错配的宿主HLA等位基因的肽被加工和呈现在 共享的HLA并且从而被供体T细胞识别时，可诱发同种异体反应性。
[0006] 造血干细胞移植（HSCT)之后的同种异体反应性对于临床结果有大的影响，具有 病理学以及有益的作用。同种异体反应性的病理学作用反映在移植物抗宿主病（GVHD)。急 性GVHD (aGVHD)的风险取决于HLA-A、-B、-C、-DRBl和-DQBl等位基因的错配水平，最佳匹 配是五个基因座的完全匹配（10/10匹配）。
[0007] 与单个错配的供体的受体相比，匹配的非亲缘HSCT的受体的严重aGVHD累积发生 率减少24% (参考文献la)。尽管当与具有一个HLA-C等位基因错配的供体的HSCT相比 时，10/10匹配HSCT的受体增加白血病复发的风险比（HR)为47% (参考文献2a)，但是移植 方案优选选择10/10匹配供体，因为部分匹配的非亲缘供体中的总体存活率显著更差（参 考文献la)。但是，完全匹配的非亲缘供体并不是对所有的患者可用；在40%的情况下，单 个HLA错配的供体（9/10匹配）是最佳可用的可选方案（参考文献3a)。
[0008] 在这些情况下，限定最佳-容许的错配可有助于防止GVHD以及随后更差的结果。 最近，基于流行病学鉴定了某些特异性非容许的错配，与增加的形成严重aGVHD的风险相 关（参考文献4a)。具有这些非容许错配的HSCT之后，增加 GVHD风险的机理仍不清楚。
[0009] 功能上，用细胞毒素 T-淋巴细胞前体频率（CTLpf)试验测定更好-容许的错配。 大于1/105的CTLpf预测为形成严重的aGVHD (参考文献5a)。而且，小于或等于1/10 6PBL的 CTLpf与更好的总体存活率相关（参考文献：Heemskerk等（2007)骨髓移植（Bone Marrow 移植），40，193-200)。因此，这些标准可用于区分潜在错配的供体。但是，（：1'14^试验是费 力的、延误移植的时间，所以在大部分移植中心不使用。另外，来自潜在供体的材料在用于 移植之前需要被运输和测试。目前没有有效的方式可用来基于消除可能产生不利结果的样 品，进行递送前直接供体选择。
[0010] 为了寻找CTLpf试验的可选方案，已经进行了多个迄今未成功的尝试，使用两个 一般可用的预测程序，HLAMatchmaker和Hi stoCheck预测非容许的错配。HLAMatchmaker测 定抗体潜在的抗原决定部位并且已经证明其有效用于实体-器官移植（参考文献6a，7a)。 HLAMatchmaker考虑HLA上作为抗原决定部位的氨基酸三联体的差异。尽管抗体潜在地在 形成GVHD中起作用，但是基于HLAMatchmaker的预测与同种异体反应性不相关（参考文献 la)。HistoCheck是基于直接识别HLA偏离的概念，即，供体T细胞识别装载非多态肽的完 整的错配的HLA分子（参考文献9a)。HistoCheck测定接触T-细胞受体的肽-结合凹槽 或区域中HLA分子的结构差异（参考文献IOa)。通过测定这些结构差异，其目的是预测直 接识别HLA偏离的可能性。HistoCheck获得的差异分数也与同种异体反应性不相关（参考 文献 11a，12a)。
[0011] 鉴于先前存在的技术，需要更可靠的用于预测HLA错配的移植用供体材料是否增 加导致失败的移植的风险（例如形成GVHD)和/或增加死亡率。
[0012] 肾務棺
[0013] 人白细胞抗原（HLA)的错配显著改善了肾移植的结果（参考文献Ib)。但是，由于 各种HLA基因座的高水平的多态性和有限数量的供体，供体和受体之间的HLA错配存在于 约85%的尸肾移植（欧洲移植数据库；http://www. eurotransplant· org，2012年4月24 日访问）。明显地，这些HLA错配经常导致产生HLA-特异性抗体，其缩短移植物存活率（参 考文献2b)和减少再移植选择。为了防止针对HLA的抗体形成，最佳肾移植物是与受体相 同的HLA，或表达不诱导抗体形成的可接受的HLA错配。至有限的程度，这些可接受的错配 可用HLAMatchmaker算法鉴定。
[0014] HLAMatchmaker限定HLA分子上的多态抗原决定部位，称为抗原决定部位联体 (印let)，其被HLA抗体可用并且减去患者自身HLA上出现的那些抗原决定部位联体（参考 文献3b，4b)。在肾移植物上没有留下待识别的抗原决定部位联体的情况下，不能预期抗体 应答（参考文献5b)。尽管HLAMatchmaker预测哪种HLA-抗原可潜在地诱导HLA抗体形 成，但是其不能预测针对异源HLA的T-细胞反应性（参考文献6b)。
[0015] 在之前的研宄中，已经显示效应器的HLA-DR表型影响产生Bw4特异性抗体和I型 抗体敏化等级（参考文献7b，8b)。这提示了间接识别源自供体的HLA肽对患者抗原呈递细 胞的HLA II型分子的作用。该现象将解释导致产生IgG同种型的供体特异性抗体（DSA) 的Thelper-2-细胞应答（参考文献9b) 〇
[0016] 肽与HLA分子的结合
[0017] 肽与HLA分子的结合是可预测的。预测的结合亲和力和实验测量之间的差异已经 显示如不同实验室之间测量的差异一样小（参考文献l〇b)。对于HLA I型分子，可预测性 尤其高，因为这些分子对于九个氨基酸长的肽（9-mers)具有更严格的偏好并且需要具体 的氨基酸作为在清楚限定的锚定位置的锚定残基（参考文献lib)。对于HLA II型分子，可 预测性更低，因为不同长度的肽可使用不同位置作为锚定残基结合（参考文献12b)。所以， 难以测定肽如何与HLA II型结合凹槽对齐，以及肽中的哪个氨基酸残基优选作为锚。为了 解决该问题，Nielsen等使用所谓的核心预测指标，以评估II型结合凹槽中的肽位置（参 考文献23a)。核心预测指标使得能够开发精确的HLA II型预测指标，称为NetMHCII (参考 文献24a)。
[0018] 尽管在预测与I型和II型HLA分子结合的肽方面的进步，但是就评估涉及同种异 体反应性和产生供体特异性抗体（DSA)因素而言，仍有很大的不确定性。考虑目前可用于 预测肾移植之后不想要的免疫应答的工具，需要提供更可靠的方法用于评估移植后的潜在 不利反应。
[0019] 间接识别错配的HLA抗原
[0020] 概念上，错配的HLA定向的T-细胞同种异体反应性可源自直接和间接识别HLA差 异。迄今为止，目的在于阐释和预测针对错配的HLA的临床同种异体反应性的研宄主要关 注直接识别HLA差异。直接识别涉及供体T细胞，其识别具有非多态肽的完整的错配的HLA 分子（参考文献9a)。当HLA等位基因的多态性导致肽-结合凹槽的差异时，存在的HLA分 子的肽集合可根本上不同。这些不同的肽集合可导致T-细胞应答。HistoCheck算法测定 接触T-细胞受体的肽-结合凹槽或区域的HLA分子的结构差异，从而预测差异分数（参考 文献10a)。但是，HistoCheck获得的分数在体外（参考文献6c)以及在体内（参考文献 7c，11a，12a)都与同种异体反应性不相关。
[0021] T-细胞相关的同种异体反应性也可潜在地被间接识别错配的HLA等位基因诱发。 对于次要组织相容性（H)抗原，更详细研宄了间接识别。这些HLA呈递多态蛋白的错配与 增加的aGVHD风险（参考文献13a)和下降的复发风险相关（参考文献14a，15a)。与源自 次要H错配的肽类似，源自错配的HLA分子的肽可也由HLA呈递。
[0022] 间接识别错配的HLA抗原可导致T细胞相关的同种异体反应性。在间接HLA识别 期间，T细胞识别由共享（匹配）的HLA分子呈递的源自多态HLA抗原的肽。源自错配的 HLA分子的肽经常由HLA呈递（参考文献10c)。这些间接可识别的HLA抗原决定部位已经 与实体器官移植的急性和慢性移植物衰竭相关（参考文献11c，12c，13c，14c)。所以，在自 身HLA背景下，间接识别HLA错配的T细胞可在临床同种异体反应性中起重要作用。
[0023] 利用今天鉴定的约8800个HLA等位基因（参考文献15c)，实验测定所有潜在的所 有HLA抗原中呈递的HLA起源的抗原决定部位是大量的和几乎不可能的工作。为了利于识 别这些间接可识别的HLA抗原决定部位，已经开发了新的方法。该方法基于有效的预测工 具（参考文献 18a，19a，21a，20a，20c)。
[0024] 本发明指出了预测作为预测间接可识别的HLA抗原决定部位（PIRCHES)呈递 的HLA起源的抗原决定部位。本发明识别了分别由共享的HLA I型（PIRCHE-I)和II型 (PIRCHE-II)呈递的PIRCHES。PIRCHE-II显示为在肾移植之后诱导同种异体反应性； HLA-DR呈递的PIRCHES与供体特异性HLA IgG抗体的从新形成相关（参考文献21c)。
[0025] 因此，本发明基于发现识别HLA起源的肽对HLA错配的HSCT之后的临床同种异体 反应性起作用。为了该目的，可评估预测的PIRCHE-I和PIRCHE-II的数量和评估它们HSCT 的不利临床作用。基于该研宄，本发明描述了普遍适用的方法，其可在HSCT和其他细胞或 器官移植物之前预测非容许的HLA错配。

【发明内容】

[0026] 鉴于现有技术，本发明的技术问题是提供在经历移植程序的患者中预测不想要的 免疫应答、预测移植的治疗结果（例如存活、GVHD、复发、植入，移植物排斥）的方式或用于 选择适于异源移植的具有低不利反应风险的供体细胞或组织制品的另外方式。
[0027] 该问题通过独立权利要求的特征来解决。独立权利要求提供了本发明的优选实施 方式。
[0028] 因此，本发明涉及用于预测在移植之后对人白细胞抗原（HLA)的免疫应答的方 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：
[0029] -使供体和/或供体材料和受体HLA分型以测定HLA错配；以及
[0030] -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，
[0031] -其中PIRCHES的数量与所述免疫应答的可能性