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经典的HLA-Cw分子不仅呈递内源性抗原,而且作为杀伤细胞免疫球蛋白样受体(Killer Immunoglobulin-like Receptor,KIR)的配体,在调节NK细胞(NaturalKiller cells)的杀伤功能中起重要作用。随着HLA-Cw分子生物学功能、HLA-Cw基因与疾病,以及HLA-Cw基因与移植相关性等研究的开展和深入,人们对HLA-Cw基因的传统错误认识被逐渐打破。当前HLA-Cw等位基因多样性、全长序列SNPs多态性及表达调控的基础和应用研究正悄然升起。为此,我们进行HLA-Cw等位基因多样性、全长序列SNPs遗传多样的研究,基于所获取的全长序列,建立可靠的、适合于中国人群的高通量化HLA-Cw基因测序分型方法,该方法可用于骨髓库造血干细胞的HLA入库数据常规检测、中国人群HLA-Cw基因群体遗传学和组织配型等相关的研究和应用工作。
HLA-Cw等位基因多样性研究,本文首先对100份新疆维吾尔族随机个体的血样进行了HLA-Cw基因的第2和第3外显子测序分型,排除罕见等位基因后,出现模棱两可结果的比例占37%。共检出了27种等位基因,其中频率大于10%的2种常见等位基因为Cw*0602和Cw*0102。按与KIR分子识别方式的不同,第1组Cw*01,03,07,08,12,14和第2组Cw*02,04,05,06,15,16,17,18的频率分别为0.61和0.40,其频率的分布不同于汉族人群。我们在后来增加的29份维吾尔族随机捐血者样本检测时,检出了一个Cw*040105新等位基因。
其次是调查汉族人群HLA-Cw基因的分子遗传多态性,筛选、发现和鉴定可能的HLA新等位基因,探讨商品化试剂盒的PCR引物、测序引物与中国人群的匹配性,将所获得的HLA-Cw基因测序分型结果供骨髓移植患者查询和检索。共对734份汉族骨髓志愿捐献者样本采用Atria AlleleSEQR HLA-Cw Plus商品化试剂盒进行HLA-Cw基因第2、第3和第4外显子测序分型,共检出了41种等位基因,频率大于10%的3种常见等位基因为:Cw*0102>Cw*0702>Cw*0304,基因的多样性(DP)达0.9281,实际观察杂合度(H)为0.9196(675/734),纯合子样本比例占8.04%,表明汉族人群HLA-Cw基因为高度多态性位点。汉族HLA-Cw分子第1组Cw*01,03,07,08,12,14与第2组Cw*02,04,05,06,15,16,17,18组的频率分别为0.8243和0.1758,与KIR识别以HLA-Cw分子第1组为主。
734份汉族个体经Atria AlleleSEQR HLA-Cw Plus商品化试剂盒检出了8例PCR-SBT结果“异常”的样本,经分子克隆和单倍体测序,在1个样本中检出了Cw*0624新等位基因,另外的2个无关个体样本中均检出了Cw*075602新等位基因。其余的5例样本经分子克隆测序以及自行设计的PCR引物再测序,证实了这5例标本用Atria商品化试剂盒初次检测结果中,均存在Cw*0706等位基因漏检和丢失现象,未检出新等位基因。我们总结了这5例样本等位基因漏检和丢失的一般特点,阐明等位基因丢失的原因。这5例样本等位基因漏检和丢失现象提示:对HLA-Cw分子进行全长序列测定,在丰富和增加国际IMGT/HLA Database数据库中国人群HLA-Cw基因全长序列等基础数据的同时,建立适合于中国人群的测序分型方法十分必要。
为此,我们采用长距离PCR技术和Pfu酶,扩增HLA-Cw基因的全长目的全长序列片段4.5 kb,同时设计了12条测序引物进行全长序列双向测序。对28个汉族个体样本,我们共检测出22种等位基因,均向GenBank递交序列;其中Cw*0706,Cw*030301,Cw*140201的全长序列为首次报道,尤其是Cw*0706内含子序列的获得,使得我们能够重新设计对该等位基因测序分型的引物,解决Atria商品化测序分型试剂盒对这一等位基因漏检的问题。利用群体遗传学分析方法,将所得HLA-Cw56条序列用clustal软件进行序列排比,输入到DnaSP4.0进行多态性分析,共发现244个SNPs,10处插入/缺失多态性。发现HLA-Cw基因第四内含子及第五外显子受到平衡选择的作用,这些非编码区以及以前并没有受到关注的外显子(第五外显子)在进化中受到了特殊的选择压力,预示着它们在HLA-Cw基因在免疫系统的进化过程中扮演着重要的角色。
基于本文所测定的HLA-Cw基因全长序列和国际IMGT/HLA Database已有的全长序列,我们设计了1对PCR引物和6条测序引物,进行了PCR扩增和测序反应条件的优化,所获得的碱基序列无背景信号和杂峰,并与商品化测序分型试剂盒进行了质量对比,取得了理想的结果。
最后,论文针对当前骨髓志愿捐献者的HLA-Cw基因分型尚未纳入中华骨髓库HLA入库数据的常规检测、在统计分析当前中华骨髓库无关/供受者HLA匹配状况的基础上,阐明了增加骨髓捐献者的HLA-Cw基因分型和检索,可提高当前无关供/受者HLA-A、B、Cw、DRB1和DQB1基因配型检索完全相合的机率,同时这也暗示了HLA-Cw分型技术的建立具有良好实用价值和应用前景。