Immunology · 9.4
HLAタイピング
HLA typing
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🧠 HLAタイピングは「血清型と遺伝子型は必ずしも一致しない」という一点を軸に読む。 血清学的に同じ「DQ2」であっても、分子遺伝学的にはHLA-DQB10201+HLA-DQA10501という特定のアレル対応を意味し、命名法Nomenclature命名法(Nomenclature)Nomenclature(命名法)はより高精度な遺伝子解析法の登場に合わせて2年ごとに更新される。HLAは移植適合性判定・自己免疫疾患感受性の両方において中心的な役割を果たす。
MHC-I・MHC-IIの復習
| MHC-I | MHC-II | |
|---|---|---|
| 発現細胞 | すべての有核細胞all nucleated cells有核細胞(all nucleated cells)all nucleated cells(有核細胞) | 抗原提示細胞antigen-presenting cell (APC)抗原提示細胞(antigen-presenting cell (APC))antigen-presenting cell (APC)(抗原提示細胞)表面 |
| 構成 | α鎖alpha chainα鎖(alpha chain)alpha chain(α鎖)+β2ミクログロブリンbeta-2 microglobulinβ2ミクログロブリン(beta-2 microglobulin)beta-2 microglobulin(β2ミクログロブリン) | α鎖alpha chainα鎖(alpha chain)alpha chain(α鎖)+β鎖beta chainβ鎖(beta chain)beta chain(β鎖) |
| 提示する抗原 | 内因性抗原endogenous antigen内因性抗原(endogenous antigen)endogenous antigen(内因性抗原) | 外因性抗原exogenous antigen外因性抗原(exogenous antigen)exogenous antigen(外因性抗原) |
| 提示先 | CD8+ Tc細胞 | CD4+ Th細胞 |
| 主な機能 | 細胞傷害性の誘導 | 免疫系の活性化 |
MHC遺伝子座の構成
第6染色体上に、MHC-I領域(HLA-A, -B, -C、および非古典的non-classical非古典的(non-classical)non-classical(非古典的)なHLA-E, -F, -G, -H, -J, -X)、MHC-II領域(HLA-DP, -DQ, -DRのα・β鎖beta chainβ鎖(beta chain)beta chain(β鎖)遺伝子群)、MHC-III領域(古典的補体系complement system補体系(complement system)complement system(補体系)のC4A・C4B・Factor B・C2遺伝子、HSP-70、LTなどの非多型性polymorphic多型性(polymorphic)polymorphic(多型性)MHC様遺伝子)が並ぶ(04-1-antigen-presentation-and-mhcs参照)。
同定されているHLAアレル数はMHC-Iで約6,919、MHC-IIで約1,875にのぼる。
⭐ 多遺伝子性polygenic多遺伝子性(polygenic)polygenic(多遺伝子性)(個体レベル)×多型性polymorphic多型性(polymorphic)polymorphic(多型性)(集団レベル)×共優性遺伝codominantly inherited共優性遺伝(codominantly inherited)codominantly inherited(共優性遺伝)という3つの掛け算は既に学んだ通り。 一遺伝子座内での組換え(crossing over)を伴う一倍型遺伝はきわめて稀——通常、父方・母方それぞれの第6染色体由来のMHC一倍型がセットで遺伝する。各個人は、異なるペプチド結合能をもつ固有のMHC「プール」を持つことになる。
HLAタイピングの意義
HLA多型バリアント(アロタイプallotypeアロタイプ(allotype)allotype(アロタイプ))の決定は、①移植におけるドナー・レシピエントrecipientレシピエント(recipient)recipient(レシピエント)組織適合性関係、②組織適合抗原に対する感作の程度、③免疫疾患への素因となる一倍型(例:HLA-DQB10201+HLA-DQA10501)の同定、という3つの目的で行われる。
血清型 vs 遺伝子型
| 定義 | |
|---|---|
| 血清型 | MHC分子を抗原性antigenicity抗原性(antigenicity)antigenicity(抗原性)の違いで区別する |
| 遺伝子型 | MHC分子をコードするHLAアレルの同定により区別する |
💡 異なる遺伝子型が必ずしも異なる血清型を生むわけではない——アレル数の方が血清学的に区別できる型よりずっと多いため。 血清学的分解能serological resolution血清学的分解能(serological resolution)serological resolution(血清学的分解能)には限界があり、複数の異なるアレルが同一の血清型として現れることがある。
HLA命名法
| 時代 | 命名法Nomenclature命名法(Nomenclature)Nomenclature(命名法) |
|---|---|
| 旧命名法Nomenclature命名法(Nomenclature)Nomenclature(命名法) | 血清学的マーカーに基づく。HLA+大文字で遺伝子座を示す(例:HLA-A, B, C、HLA-DR, DQ, DP)。アレルは数字で区別(例:HLA-B27、HLA-B7) |
| 新命名法Nomenclature命名法(Nomenclature)Nomenclature(命名法) | HLA+大文字+4桁数字(例:HLA-B0801)。より新しい遺伝子タイピング法の精度向上に合わせ2年ごとに更新される |
命名nomenclature命名(nomenclature)nomenclature(命名)の階層構造hierarchical structure階層構造(hierarchical structure)hierarchical structure(階層構造)(例:HLA-DQB1*02:01): 遺伝子名(HLA-DQヘテロ二量体heterodimerヘテロ二量体(heterodimer)heterodimer(ヘテロ二量体)のβ鎖beta chainβ鎖(beta chain)beta chain(β鎖)をコード)→アレル群名→特定のHLAアレル(アレル群内の特定ヌクレオチド配列、HLA-DQβ鎖beta chainβ鎖(beta chain)beta chain(β鎖)1型タンパクのアミノ酸配列amino-acid sequenceアミノ酸配列(amino-acid sequence)amino-acid sequence(アミノ酸配列)の違いに対応)。血清学的には「DQ2」という1つの型でも、分子遺伝学的にはHLA-DQB1*0201+HLA-DQA1*0501という具体的なアレルの組み合わせを意味する。
HLAタイピングの手法
| 分類 | 手法 | 特徴 |
|---|---|---|
| 血清学的・細胞学的手法 | マイクロサイトトキシシティ試験(Terasaki法)、クロスリアクション(PRA:パネル反応性抗体)、混合リンパ球培養mixed lymphocyte culture (MLC)混合リンパ球培養(mixed lymphocyte culture (MLC))mixed lymphocyte culture (MLC)(混合リンパ球培養) | 旧来のゴールドスタンダードgold standardゴールドスタンダード(gold standard)gold standard(ゴールドスタンダード)。安価・迅速だが分解能が低く、生細胞・大量の血液を要し、稀な抗原に対する抗血清の入手が困難 |
| 分子生物学的手法molecular diagnostic method分子生物学的手法(molecular diagnostic method)molecular diagnostic method(分子生物学的手法) | RFLP、配列特異的オリゴヌクレオチドプローブsequence-specific oligonucleotide probe (SSOP)配列特異的オリゴヌクレオチドプローブ(sequence-specific oligonucleotide probe (SSOP))sequence-specific oligonucleotide probe (SSOP)(配列特異的オリゴヌクレオチドプローブ)、配列特異的プライマーPCR、配列決定法sequence-based typing (SBT)配列決定法(sequence-based typing (SBT))sequence-based typing (SBT)(配列決定法)、参照鎖高次構造解析reference strand-mediated conformation analysis (RSCA)参照鎖高次構造解析(reference strand-mediated conformation analysis (RSCA))reference strand-mediated conformation analysis (RSCA)(参照鎖高次構造解析)(まれにしか使われない) | より特異的(明確に定義されたプローブ・プライマー)、より柔軟(新規アレル記載後すぐに新しいプローブ・プライマーを設計できる)、患者の生細胞の状態に依存しにくい |
Terasaki法: 同一パターン=同一HLA抗原を保有する細胞を意味する。混合リンパ球培養mixed lymphocyte culture (MLC)混合リンパ球培養(mixed lymphocyte culture (MLC))mixed lymphocyte culture (MLC)(混合リンパ球培養): ①末梢血からドナー・レシピエントrecipientレシピエント(recipient)recipient(レシピエント)細胞を単離(陽性選択positive selection陽性選択(positive selection)positive selection(陽性選択)または陰性選択negative selection陰性選択(negative selection)negative selection(陰性選択))、②混合リンパ球培養mixed lymphocyte culture (MLC)混合リンパ球培養(mixed lymphocyte culture (MLC))mixed lymphocyte culture (MLC)(混合リンパ球培養)を樹立——MHC-II(HLA-D)のみを検出する点に注意。
HLAと造血幹細胞移植
同種造血幹細胞移植allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (allo-HSCT)同種造血幹細胞移植(allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (allo-HSCT))allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (allo-HSCT)(同種造血幹細胞移植)における移植片対宿主病graft-versus-host disease, GVHD移植片対宿主病(graft-versus-host disease, GVHD)graft-versus-host disease, GVHD(移植片対宿主病)は、ドナー由来の免疫細胞immune cell免疫細胞(immune cell)immune cell(免疫細胞)がレシピエントrecipientレシピエント(recipient)recipient(レシピエント)の組織を攻撃・傷害することで生じ、ドナー・レシピエントrecipientレシピエント(recipient)recipient(レシピエント)間のHLA不一致がその主要な危険因子になる(免疫抑制薬immunosuppressant免疫抑制薬(immunosuppressant)immunosuppressant(免疫抑制薬)で治療、重症例の致死率は最大90%に達する)。
⭐ HLA適合の目標は「移植片対宿主病graft-versus-host disease, GVHD移植片対宿主病(graft-versus-host disease, GVHD)graft-versus-host disease, GVHD(移植片対宿主病)を起こさない、最良のドナー・レシピエントrecipientレシピエント(recipient)recipient(レシピエント)ペアを見つけること」。 ドナー候補は一卵性双生児monozygotic twins一卵性双生児(monozygotic twins)monozygotic twins(一卵性双生児)>二卵性双生児/同胞/家族>血縁者blood relative血縁者(blood relative)blood relative(血縁者)>非血縁ドナー登録という優先順位で検討される。
適合度の判定基準
| 適合度 | 基準 |
|---|---|
| フルマッチ | 最低6/6(HLA-A, B, DRB1)。HLA-C・DQB1を加えれば10/10マッチ。8/8(HLA-A, B, C, DRB1) |
| ハプロ一致haploidenticalハプロ一致(haploidentical)haploidentical(ハプロ一致)からの逸脱 | 1抗原の逸脱:HLA-A, B, C, DRB1で最低7/8。半合致(ハプロ一致haploidenticalハプロ一致(haploidentical)haploidentical(ハプロ一致))逸脱:最低4/8 |
HLA一致同胞が見つかる確率: 1−(0.75)ⁿ(nは同胞数)という式で近似され、同胞1人で25%、2人で44%、5人で76%、10人で94%まで上昇する。
HLAと自己免疫疾患の関連
| 疾患 | HLA型 | 陽性率・意義 |
|---|---|---|
| 強直性脊椎炎ankylosing spondylitis強直性脊椎炎(ankylosing spondylitis)ankylosing spondylitis(強直性脊椎炎)(AS) | HLA-B27 | AS患者の約78%がHLA-B27陽性(メタアナリシスの統合有病率prevalence有病率(prevalence)prevalence(有病率))1。ただし陽性率は集団で大きく異なり、白人では9割前後、日本人では5割台にとどまる。健常白人集団での保有率は7%(スカンジナビアでは24%まで上昇) |
| セリアック病(グルテンglutenグルテン(gluten)gluten(グルテン)過敏性腸症) | HLA-DQ2・HLA-DQ8 | 患者の約98%が保有——既知のHLA関連の中で最も強く、病態生理も最もよく理解されている。健常白人集団でのHLA-DQ2保有率は約30% |
⚠️ HLA型陽性は「発症リスクの増加」を意味するにすぎず、それだけで発症するわけではない——これはすべてのHLA関連疾患に共通する原則。 HLA-B27陽性者の大多数はASを発症しない。セリアック病でもDQ2・DQ8保有者の大部分は無症状——DQ2・DQ8は他のMHC型よりも脱アミド化グリアジンdeamidated gliadin脱アミド化グリアジン(deamidated gliadin)deamidated gliadin(脱アミド化グリアジン)への親和性が高いことがその病態機序として最もよく解明されている例だが、それでも「保有=発症」ではない点が重要。
まとめ
- HLAはMHC-I(HLA-A,B,C)・MHC-II(HLA-DP,DQ,DR)・MHC-III(補体遺伝子)の3領域からなり、既知アレル数はMHC-Iで約6,919、MHC-IIで約1,875ときわめて多い。
- 血清型と遺伝子型は必ずしも一対一で対応せず、命名法Nomenclature命名法(Nomenclature)Nomenclature(命名法)は血清学的マーカーベースの旧法から、2年ごとに更新される4桁数字ベースの新法(例:HLA-DQB1*02:01)へ移行してきた。
- タイピング手法は血清学的手法Serological diagnosis血清学的手法(Serological diagnosis)Serological diagnosis(血清学的手法)(Terasaki法・MLC、旧ゴールドスタンダードgold standardゴールドスタンダード(gold standard)gold standard(ゴールドスタンダード)だが分解能が低い)と分子生物学的手法molecular diagnostic method分子生物学的手法(molecular diagnostic method)molecular diagnostic method(分子生物学的手法)(PCR-SSOP・SBT等、より特異的・柔軟)に大別される。
- HLA不一致は同種造血幹細胞移植allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (allo-HSCT)同種造血幹細胞移植(allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (allo-HSCT))allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (allo-HSCT)(同種造血幹細胞移植)におけるGVHDの主要な危険因子であり、適合度(6/6・8/8・10/10等)とハプロ一致haploidenticalハプロ一致(haploidentical)haploidentical(ハプロ一致)からの逸脱度でドナー選択を判断する。
- HLA型は自己免疫疾患(強直性脊椎炎ankylosing spondylitis強直性脊椎炎(ankylosing spondylitis)ankylosing spondylitis(強直性脊椎炎)とHLA-B27、セリアック病とHLA-DQ2/DQ8)と強く関連するが、いずれも「リスク増加」であって「発症の確約」ではない。
出典
- 1.Prevalence of peripheral and extra-articular disease in ankylosing spondylitis versus non-radiographic axial spondyloarthritis: a meta-analysis(Arthritis Research & Therapy・2016)強直性脊椎炎患者におけるHLA-B27陽性率のメタアナリシスによる統合有病率は78.0%(95%信頼区間73.9〜81.9%)であり、非放射線学的体軸性脊椎関節炎(77.4%)と有意差がないことを確認した。閲覧 2026-08-02