HLA 分型技术演变

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HLA 分型技术演变
从血清学到高通量测序的分辨率提升
第一代 血清学 / 细胞学
第二代 PCR-SSP / PCR-SSO
第三代 (金标准) SBT (Sanger 测序)
最新一代 NGS (高通量测序)

HLA 检测技术演进反映了临床医学对免疫识别精度需求的不断提升。从早期的仅能区分抗原类别(低分辨),发展到如今能精确读取碱基序列(高分辨),技术的迭代直接提高了器官移植的存活率和肿瘤免疫治疗的有效性。

目前,临床上根据需求不同,通过低、中、高三种分辨率的手段并存,但 NGS 技术正逐渐成为精准医疗的主流选择。

技术迭代路线图

HLA 分型技术经历了从蛋白质水平到基因水平,再到全基因组水平的三个阶段:

   血清学 (CDC)
   
   PCR 分子法 (SSP/SSO)
   
   SBT 测序
   
   NGS 全长测序

各阶段技术客观评价

1. 血清学与细胞学方法 (已淘汰/辅助用)

早期主要利用微量淋巴细胞毒试验 (CDC)。

  • 原理:利用抗原-抗体反应来判断 HLA 类型。
  • 局限:只能达到“低分辨”水平(2位数字),无法区分基因亚型,且需要活细胞,样本保存困难。目前主要用于移植前的最终交叉配型,而非定型。

2. PCR 分子生物学方法 (SSP/SSO)

随着 PCR 技术的普及,基于 DNA 的分型成为主流。

  • PCR-SSP (序列特异性引物):引物特异性扩增,扩增出来即阳性。速度极快,适合急诊器官移植(如尸体肾移植)。
  • PCR-SSO (序列特异性寡核苷酸探针):适合大规模样本初筛(如骨髓库入库)。
  • 客观评价:虽然比血清学准,但通常只能达到“中低分辨”,无法解决相位模糊(Phase Ambiguity)问题。

3. SBT 直接测序法 (曾经的金标准)

基于 Sanger 测序原理的 Sequence-Based Typing。

  • 优势:可以直接读取外显子序列,达到“高分辨”(4位数字)。
  • 缺陷:由于 Sanger 测序读长限制,且双链同时测序,常常出现“模棱两可”的碱基读取,需要依靠软件推测,无法覆盖内含子信息。

4. NGS 高通量测序 (当前前沿)

利用边合成边测序(SBS)或单分子测序技术。

  • 优势
    • 超高分辨:可提供 6-8 位甚至全基因组序列。
    • 全覆盖:覆盖全长基因(含内含子和非翻译区),彻底解决了等位基因模棱两可的问题。
    • 通量大:一次可检测数千个样本。
  • 挑战:实验周期相对 PCR 方法较长,数据分析对生物信息学算法要求极高[1]

技术参数对比

主流 HLA 分型技术客观参数对比
技术指标 PCR-SSP PCR-SBT NGS
分辨率 低-中分辨 (2位) 高分辨 (4位) 超高分辨 (6-8位)
检测通量 低 (单样本) 极高
相位模糊 无法解决 部分存在 彻底解决
适用场景 急诊移植配型 常规临床确诊 骨髓库详查、肿瘤疫苗研发

参考文献

  1. Hosomichi K, et al. The impact of next-generation sequencing technologies on HLA research and diagnostics. Journal of Human Genetics. 2015.
分子诊断技术导航
基础技术 PCRSanger测序电泳探针杂交
高通量技术 NGS全外显子测序单细胞测序
应用场景 HLA配型肿瘤基因检测伴随诊断