一、技术简介
主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC)是一群紧密连锁并呈现高度多态性的基因群的统称,其编码的分子参与抗原递呈,制约细胞间相互识别及诱导免疫应答。人的MHC即称HLA(human leucocyte antigen),即人类白细胞抗原,为6号染色体短臂一段约3.6M的参与免疫反应的多态性区域,是迄今已知基因中等位基因多态性较高的基因复合体,有几十个基因座位,每个基因座位又有几十个等位基因,且呈共显性表达。由于MHC基因位于同一条染色体上,其多基因座位上的基因型组合相对稳定,很少发生同源染色体间交换,这就构成了以单元型(HAPLOTYPE,即在同一条染色体上紧密连锁的一系列等位基因的特殊组合)为特征的遗传。
HLA抗原多态性检测在医学实践和科研中具有十分重要的意义。与HLA相关的疾病多达100多种,涉及自身免疫性疾病、免疫缺陷性疾病、过敏性疾病、感染类疾病、代谢性疾病等,如糖尿病,类风湿性关节炎,银屑病、强直性脊柱炎、重症肌无力和哮喘等。同时,HLA在器官和骨髓等移植中起到至关重要的作用,也与许多药物的严重不良反应相关。因此,进行HLA分型,有利于免疫相关疾病的研究、疫苗和药物靶向人群筛选、种族进化的研究、组织和器官移植等。
目前安必奇提供基于新一代测序(NGS)的方法,使用Illumina Miseq系统进行高分辨率HLA分型,一般可以检测11个位点,即HLA -A, -B, -C, -DRB1, -DRB3, -DRB4, -DRB5, -DQA1, -DQB1, -DPA1, 和 -DPB1,从而提供等位基因或等位基因组合。该技术可以将高分辨率HLA分型的成本降低到常用的低分辨率或中等分辨率方法的成本,同时保证方法和应用的等效简单性。
二、方法构建
传统的HLA分型以血清学和细胞学方法为主,HLA基因分型技术是近年来发展起来的一种分子生物学技术。目前HLA基因分型主要运用PCR技术,结合等位基因特异的寡核苷酸(allele-specific oligonucleotide,AS0ASO)或序列特异的寡核苷酸探针(sequence-specific oligonucleotide probes, SSO)对HLA系统进行DNA分型。通过二代测序数据分析进行HLA分型,可获得小至单个SNV 基因型的多态性,大至单体型信息。通过捕获测序技术,可针对MHC区域进行捕获,使得测序深度和准确性更高。HLA分型的分辨率可以分为以下四类:
a. 2位为等位基因;
b. 4位为特定HLA 蛋白质;
c. 6位为特定HLA 编码序列(CDS);
d. 8位特定的HLA 基因序列包括未翻译区和内含子。
三、技术原理
基于液相DNA探针杂交捕获技术,通过生物素标记的DNA探针与HLA区域基因DNA序列进行液相杂交捕获及高效富集,经PCR线性扩增后进行文库质检,合格即可在Illumina平台上进行高通量、高深度测序,通过生物信息学分析完成HLA分型。
四、技术优势
1. 准确性高:分型精度一般为4位,可高达8位精度分型。
2. 稳定性好:相比于血清法和细胞法具有更好的稳定性。
3. 捕获率高:捕获效率60%-70%(不含侧翼区)/捕获效率95%(包含侧翼区)。
4. 覆盖度高:覆盖度达97.22%,且覆盖均一性好,推荐测序深度≥100x。
5. 针对性强:针对HLA区域DNA序列进行捕获测序,无需通过全基因组测序或外显子测序进行HLA分型,更高效。
五、应用领域
1. 适于移植免疫相关的疾病或特殊疾病的研究。
2. 适于临床移植的高分辨配型。
3. 适用于HLA科研项目和研究其遗传变异。