HLA快速配型软件在器官移植配型中的应用研究
【摘要】 目的 开发HLA快速配型软件并应用于器官移植供受者筛查。方法 供受者HLA分型采用单克隆抗体血清学方法和SSP基因分型方法。供受者HLA配型程序模块采用数据库表保存中间结果，以提高查找速度。按照HLA交叉反应组配型准则查找相配的供受者，设计“宽选”和“严选”两个选项，查找结果以报表形式显示或打印。结果 应用本软件从200人的器官移植受者库中找到与供者HLA配型最佳的受者仅需5s，而人工查找至少需要60min以上，且容易发生遗漏。此外，应用本软件有助于器官移植受者术后随访资料的管理和使用。结论该软件设计科学合理，操作简便，功能强大，运行稳定，实用性强，适合在各器官移植中心推广应用。
关键词 HLA配型 交叉反应组 器官移植 数据库 配型软件
【文献标识码】 A 【文章编号】 1606-8106(2003)11-1613-03
The study of a rapidly HLA matching software for
, 百拇医药
donor-recipients selection in organ transplantation
Li Liuyang，Zhou Guohong，Zhao Ming，et al.
Department of Organ Transplantation，Zhujiang Hospital，the First Military Medical University，Guangzhou 510282.
【Abstract】 Objective To develop a Delphi5.0software for rapidly screening the HLA matching in organ transplanted recipients.Methods Donor and recipient HLA classⅠtyping was performed with special monoclonal tray and HLA classⅡgene typing with micro-sequence-specific-primers(Micro-SSP).A relational database was designed for storing donors’and recipients’HLA data，and also to store the intermediate results to speed up searching.We first set up“strict choice”and“extended choice”as two standards and find out the matching recipients according to the HLA typing.The results of screening should be printed or displayed by a list.Results It only take five seconds to find the best HLA matching recipients from200people of organ transplanted recipients library，comparˉing to over sixty minutes using artificial method.Artificial mistakes were also avoided in the program and makes the management of postoperative information easier.Conclusion Using the software，the efficiency and accuracy of HLA matching are improved significantly compared to the used method.It should be introduced among the organ transplantaˉtion enters.
, 百拇医药
Key words HLA matching crossreactive antigen groups(CREGs) organ transplantation database matchˉing software
人类白细胞抗原(HLA)是介导移植物排斥反应的主要抗原，供受者之间良好的组织配型是提高移植成功率和移植物存活率的重要基础。由于人类HLA具有高度多态性，要在无关人群中为受者寻找HLA完全相配的供者几率很低 [1] 。Thompson等 [2] 研究认为同一交叉反应组(CREGs)内的抗原错配不会导致排斥反应的增加，而供受者间HLA的相配率却显著提高。为此我们参照美国国立器官分配中心(UNOS)制定的HLA一类抗原CREGs配型 [2]和二类抗原可接受性错配(Permissible Mismatch)原则 [3] 并加以改进，结合中国人群的HLA多态性分布特点，开发了一个器官移植供受者HLA快速配型软件，用于从等待器官移植的受者库中查找与供者HLA相配的最佳受者。不仅简便、快速、准确，而且解决了人工筛查容易漏选等问题。
, http://www.100md.com
1 材料和方法
1.1 HLA分型试剂 HLA一类分型单克隆抗体湿板和 HLA二类DNA分型PCR-SSP试剂均购自美国One Lambda公司，Taq聚合酶购自美国PE公司。
1.2 供受者HLA分型 (1)HLA一类抗原分型:采用单克隆抗体一步法 [4] 。(2)HLA二类DNA分型:采用微量PCR-SSP法 [5] 。
1.3 软件设计 整个软件用Delphi5.0设计。数据库部分采用Paradox7.0。程序可在个人电脑或小型工作组的平台上运行，便于数据共享。由于需要判断的参数众多，程序采用数据库技术保存中间结果。这些中间结果可在不同的条件组合中重复使用。这一措施大大提高了查找速度和程序性能。
1.4 软件功能模块 本软件系统覆盖了对器官移植病人进行计算机管理的各个方面。包括:病人注册、术前检查、术中情况记录、术后检查用药随访、供受者HLA分型数据记录、供受者配型、移植物1～10年存活率统计、群体反应性抗体(PRA)变化曲线，以及多种其他统计报表输出。
, 百拇医药
2 结果
2.1 根据供者HLA分型结果查找最佳受者 分别将受者和供者的HLA分型结果输入数据库。然后用户从供者列表操作界面选择一条供者记录，单击“查找受者”按钮。程序提供“严选”和“宽选”两个选项。选择任一选项，程序都会迅速给出符合不同匹配水平的三组结果。“严选”是按抗原配型(AgM)原则，可给出0～1抗原错配(MM)、2MM和3MM三组查找结果;“宽选”则按照HLA-A、B符合CREGs (见表1)相配原则、HLA-DR符合可允许错配(见表2)原则而设计，可给出①5个以上抗原属交叉反应组错配(CREGs MM)或可接受性错配(Permissible MM);②4个抗原属CREGs或Permissible MM;③3个抗原属CREGs或Permisˉsible MM共三组查找结果。HLA抗原在供者数据中出现而在受者数据中空白的被认为是错配。
表1 HLA一类抗原CREGs配型标准略
, 百拇医药 表2 供受者可接受性错配的HLA-DR抗原略
2.2 HLA快速配型软件和人工查找法的比较 根据供者已知的HLA分型结果，分别从一个200人的器官移植受者库中查找配型最佳受者，结果发现:采用HLA快速配型软件仅需5s就能准确地从受者库中查找出与供者配型最好的受者，而采用人工查找法则至少需要60min以上的时间，不仅耗时长，而且很容易发生遗漏。
3 讨论
器官移植组织配型标准最早是由美国器官分配联合网(UNOS)于1987年提出的HLA-A、B、DR抗原配型(Antigen Matching，AgM)标准。由于HLA系统的高度多态性使得极难在无关人群中找到6个抗原相配的供受者。后来Maruya等人 [3] 提出了一种把HLA-A、B、DR错配分成“可接受性错配”与“具免疫原性错配”两个范畴的方法，主要依据回顾性研究结果将供受者间HLA配型数据进行分组。对于可接受性错配分组，他们观察到与HLA-A、B、DR零错配组相似的移植结果。近年来，根据HLA多肽链氨基酸残基是否相同，又提出了HLA-Ⅰ类氨基酸残基配型(Amino Acid Residue Matching，ResM)标准，又称交叉反应组配型(Crossˉreactive Antigen Groups Matching，CREGsM)标准。Res或CREGs匹配可以明显地增加患者获得移植的机会，提高供受者间的HLA相配率 [6]。谭建明等 [7，8] 在分析了5.6万例汉族人HLA抗原分布的基础上，提出了中国汉族人群HLA-Ⅰ类(10个组)和HLA-Ⅱ类(7个组)Res M标准。他们对316例首次尸肾移植进行临床研究，结果表明新的Res M标准可大幅度提高相配几率，具有实用性和可行性，适合汉族人器官移植临床应用。
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我们采用CREGs配型原则为高致敏受者(PRA>40%)选择最佳HLA配型供者，明显提高了供受者的HLA相配率、移植成功率和移植物长期存活率，缩短了高致敏受者等待移植的时间，降低了移植排斥反应的发生率，取得了令人满意的移植效果 [9] 。
目前国内很多移植中心已逐渐开展供受者HLA配型，但要根据HLA分型结果从成百上千个等待移植的病人列表中选择与供者HLA相容的受者，采用人工方式是非常困难的，不仅费时费力，而且容易造成漏选。我们根据国内各移植中心对自动化筛选、分配供受者并对病人术后随访记录进行计算机管理的迫切需要，开发了一个供受者HLA快速配型软件，经过两年多的临床应用，结果表明该软件能够按照HLA抗原配型原则、CREGs或氨基酸残基配型原则以及可接受性错配原则等多项条件，根据供者的HLA表现型 快速准确地查找到与之相匹配的受者，明显缩短了查找时间，简化了查找步骤，有效地避免了人工查找供受者时可能发生的遗漏，为将来各移植中心的资源共享和供体器官的合理分配与有效利用奠定了基础。对各器官移植中心和HLA配型实验室具有推广应用价值。
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参考文献
1 谭建明，周永昌，唐孝达.组织配型技术与临床应用.北京:人民卫生出版社，2002，396-403.
2 Thompson JS，Thacker LR.CREG matching for first cadaveric kidney transplants(TNX)performed by SEOPF centers between1987and1995.Clin Transplant，1996，10:586-593.
3 Maruya E，Takemoto S，Terasaki PI.HLAmatching:identification of perˉmissible HLA mismatches.In:Terasaki PI，Cecka JM，eds.Clinical Transplants.UCLA Tissue Typing Laboratory，1993，511-520.
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4 Lee JH，Lias M，Geng CT，et al.A one-step monoclonal antibody typˉing procedure that simplifies HLA classⅠandⅡtyping.Tissue Antiˉgen，1994，44(1):34-42.
5 李留洋，赵明，林民专.聚合酶链反应对人类白细胞抗原的基因分型.中华检验医学杂志，2000，23(4):234-236.
6 Starzl TE，EliaziwM，Gjertson D，et al.HLA and cross-reactive antigen group matching for cadaver kidney allocation.Transplantation，1997，64(7):983-991.
7 谭建明，唐孝达，谢桐.人白细胞抗原-氨基酸残基配型标准与免疫反应性研究.中华医学杂志，1999，79(11):810-813.
8 谭建明，唐孝达，周永昌.器官移植人类白细胞抗原-氨基酸残基配型标准与临床应用.中华外科杂志，2000，38(1):31-33.
9 李留洋，岳良升，赵明.高致敏肾移植供受者的HLA配型研究.中华泌尿外科杂志，2000，21(12):721-723.
作者单位:1 510282广州第一军医大学珠江医院器官移植科
2 首都医科大学生物医学工程学院
(编辑 李年令), http://www.100md.com
关键词 HLA配型 交叉反应组 器官移植 数据库 配型软件
【文献标识码】 A 【文章编号】 1606-8106(2003)11-1613-03
The study of a rapidly HLA matching software for
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donor-recipients selection in organ transplantation
Li Liuyang，Zhou Guohong，Zhao Ming，et al.
Department of Organ Transplantation，Zhujiang Hospital，the First Military Medical University，Guangzhou 510282.
【Abstract】 Objective To develop a Delphi5.0software for rapidly screening the HLA matching in organ transplanted recipients.Methods Donor and recipient HLA classⅠtyping was performed with special monoclonal tray and HLA classⅡgene typing with micro-sequence-specific-primers(Micro-SSP).A relational database was designed for storing donors’and recipients’HLA data，and also to store the intermediate results to speed up searching.We first set up“strict choice”and“extended choice”as two standards and find out the matching recipients according to the HLA typing.The results of screening should be printed or displayed by a list.Results It only take five seconds to find the best HLA matching recipients from200people of organ transplanted recipients library，comparˉing to over sixty minutes using artificial method.Artificial mistakes were also avoided in the program and makes the management of postoperative information easier.Conclusion Using the software，the efficiency and accuracy of HLA matching are improved significantly compared to the used method.It should be introduced among the organ transplantaˉtion enters.
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Key words HLA matching crossreactive antigen groups(CREGs) organ transplantation database matchˉing software
人类白细胞抗原(HLA)是介导移植物排斥反应的主要抗原，供受者之间良好的组织配型是提高移植成功率和移植物存活率的重要基础。由于人类HLA具有高度多态性，要在无关人群中为受者寻找HLA完全相配的供者几率很低 [1] 。Thompson等 [2] 研究认为同一交叉反应组(CREGs)内的抗原错配不会导致排斥反应的增加，而供受者间HLA的相配率却显著提高。为此我们参照美国国立器官分配中心(UNOS)制定的HLA一类抗原CREGs配型 [2]和二类抗原可接受性错配(Permissible Mismatch)原则 [3] 并加以改进，结合中国人群的HLA多态性分布特点，开发了一个器官移植供受者HLA快速配型软件，用于从等待器官移植的受者库中查找与供者HLA相配的最佳受者。不仅简便、快速、准确，而且解决了人工筛查容易漏选等问题。
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1 材料和方法
1.1 HLA分型试剂 HLA一类分型单克隆抗体湿板和 HLA二类DNA分型PCR-SSP试剂均购自美国One Lambda公司，Taq聚合酶购自美国PE公司。
1.2 供受者HLA分型 (1)HLA一类抗原分型:采用单克隆抗体一步法 [4] 。(2)HLA二类DNA分型:采用微量PCR-SSP法 [5] 。
1.3 软件设计 整个软件用Delphi5.0设计。数据库部分采用Paradox7.0。程序可在个人电脑或小型工作组的平台上运行，便于数据共享。由于需要判断的参数众多，程序采用数据库技术保存中间结果。这些中间结果可在不同的条件组合中重复使用。这一措施大大提高了查找速度和程序性能。
1.4 软件功能模块 本软件系统覆盖了对器官移植病人进行计算机管理的各个方面。包括:病人注册、术前检查、术中情况记录、术后检查用药随访、供受者HLA分型数据记录、供受者配型、移植物1～10年存活率统计、群体反应性抗体(PRA)变化曲线，以及多种其他统计报表输出。
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2 结果
2.1 根据供者HLA分型结果查找最佳受者 分别将受者和供者的HLA分型结果输入数据库。然后用户从供者列表操作界面选择一条供者记录，单击“查找受者”按钮。程序提供“严选”和“宽选”两个选项。选择任一选项，程序都会迅速给出符合不同匹配水平的三组结果。“严选”是按抗原配型(AgM)原则，可给出0～1抗原错配(MM)、2MM和3MM三组查找结果;“宽选”则按照HLA-A、B符合CREGs (见表1)相配原则、HLA-DR符合可允许错配(见表2)原则而设计，可给出①5个以上抗原属交叉反应组错配(CREGs MM)或可接受性错配(Permissible MM);②4个抗原属CREGs或Permissible MM;③3个抗原属CREGs或Permisˉsible MM共三组查找结果。HLA抗原在供者数据中出现而在受者数据中空白的被认为是错配。
表1 HLA一类抗原CREGs配型标准略
, 百拇医药 表2 供受者可接受性错配的HLA-DR抗原略
2.2 HLA快速配型软件和人工查找法的比较 根据供者已知的HLA分型结果，分别从一个200人的器官移植受者库中查找配型最佳受者，结果发现:采用HLA快速配型软件仅需5s就能准确地从受者库中查找出与供者配型最好的受者，而采用人工查找法则至少需要60min以上的时间，不仅耗时长，而且很容易发生遗漏。
3 讨论
器官移植组织配型标准最早是由美国器官分配联合网(UNOS)于1987年提出的HLA-A、B、DR抗原配型(Antigen Matching，AgM)标准。由于HLA系统的高度多态性使得极难在无关人群中找到6个抗原相配的供受者。后来Maruya等人 [3] 提出了一种把HLA-A、B、DR错配分成“可接受性错配”与“具免疫原性错配”两个范畴的方法，主要依据回顾性研究结果将供受者间HLA配型数据进行分组。对于可接受性错配分组，他们观察到与HLA-A、B、DR零错配组相似的移植结果。近年来，根据HLA多肽链氨基酸残基是否相同，又提出了HLA-Ⅰ类氨基酸残基配型(Amino Acid Residue Matching，ResM)标准，又称交叉反应组配型(Crossˉreactive Antigen Groups Matching，CREGsM)标准。Res或CREGs匹配可以明显地增加患者获得移植的机会，提高供受者间的HLA相配率 [6]。谭建明等 [7，8] 在分析了5.6万例汉族人HLA抗原分布的基础上，提出了中国汉族人群HLA-Ⅰ类(10个组)和HLA-Ⅱ类(7个组)Res M标准。他们对316例首次尸肾移植进行临床研究，结果表明新的Res M标准可大幅度提高相配几率，具有实用性和可行性，适合汉族人器官移植临床应用。
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我们采用CREGs配型原则为高致敏受者(PRA>40%)选择最佳HLA配型供者，明显提高了供受者的HLA相配率、移植成功率和移植物长期存活率，缩短了高致敏受者等待移植的时间，降低了移植排斥反应的发生率，取得了令人满意的移植效果 [9] 。
目前国内很多移植中心已逐渐开展供受者HLA配型，但要根据HLA分型结果从成百上千个等待移植的病人列表中选择与供者HLA相容的受者，采用人工方式是非常困难的，不仅费时费力，而且容易造成漏选。我们根据国内各移植中心对自动化筛选、分配供受者并对病人术后随访记录进行计算机管理的迫切需要，开发了一个供受者HLA快速配型软件，经过两年多的临床应用，结果表明该软件能够按照HLA抗原配型原则、CREGs或氨基酸残基配型原则以及可接受性错配原则等多项条件，根据供者的HLA表现型 快速准确地查找到与之相匹配的受者，明显缩短了查找时间，简化了查找步骤，有效地避免了人工查找供受者时可能发生的遗漏，为将来各移植中心的资源共享和供体器官的合理分配与有效利用奠定了基础。对各器官移植中心和HLA配型实验室具有推广应用价值。
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参考文献
1 谭建明，周永昌，唐孝达.组织配型技术与临床应用.北京:人民卫生出版社，2002，396-403.
2 Thompson JS，Thacker LR.CREG matching for first cadaveric kidney transplants(TNX)performed by SEOPF centers between1987and1995.Clin Transplant，1996，10:586-593.
3 Maruya E，Takemoto S，Terasaki PI.HLAmatching:identification of perˉmissible HLA mismatches.In:Terasaki PI，Cecka JM，eds.Clinical Transplants.UCLA Tissue Typing Laboratory，1993，511-520.
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4 Lee JH，Lias M，Geng CT，et al.A one-step monoclonal antibody typˉing procedure that simplifies HLA classⅠandⅡtyping.Tissue Antiˉgen，1994，44(1):34-42.
5 李留洋，赵明，林民专.聚合酶链反应对人类白细胞抗原的基因分型.中华检验医学杂志，2000，23(4):234-236.
6 Starzl TE，EliaziwM，Gjertson D，et al.HLA and cross-reactive antigen group matching for cadaver kidney allocation.Transplantation，1997，64(7):983-991.
7 谭建明，唐孝达，谢桐.人白细胞抗原-氨基酸残基配型标准与免疫反应性研究.中华医学杂志，1999，79(11):810-813.
8 谭建明，唐孝达，周永昌.器官移植人类白细胞抗原-氨基酸残基配型标准与临床应用.中华外科杂志，2000，38(1):31-33.
9 李留洋，岳良升，赵明.高致敏肾移植供受者的HLA配型研究.中华泌尿外科杂志，2000，21(12):721-723.
作者单位:1 510282广州第一军医大学珠江医院器官移植科
2 首都医科大学生物医学工程学院
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