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当HLA遇上NGS

人类白细胞抗原(HLA)的入门读物

人类白细胞抗原(HLA)系统是人类基因组中最令人兴奋的区域之一。研究表明,它负责向我们的免疫系统警示那些被感染的、不正常的或者外来的细胞。Illumina负责HLA市场开发的副总监Alex Lindell表示,新一代测序技术(NGS)正在被应用于这一领域,从而了解HLA区域的遗传特征,以帮助科学家更深入地了解其重要性。


HLA系统是什么?为什么NGS对我们了解HLA很关键?

在机体识别入侵的细胞并产生免疫反应、从而抵抗疾病和保持健康上,HLA发挥了很大的作用。它是非常重要的,但对其研究却不如对我们其他部分的DNA那么深入,这是因为它是基因组中最具多态性的区域之一,这意味着人群中存在着比其他基因家族更多的独特的HLA序列。它也有着高水平的序列同源性,意味着基因与基因之间存在相同的序列,这也是很难用传统测序技术进行测序的原因之一。

这些特点使得HLA区域成为基因组中最难研究的部分之一。要开发工具来帮助广泛分析HLA遗传特征(通常称为HLA分型)与各种健康结果之间的联系,是相当困难的。由于NGS能精确鉴定HLA基因序列,这一技术的引入为进一步研究HLA在疾病中的作用打开大门。


过去的HLA研究如何?那些信息用于哪些方面?

HLA分型的应用,最常见是在器官、骨髓和干细胞移植的受体与供体相匹配,尽量避免移植排斥方面。然而,传统HLA分型方法的复杂性局限了其在器官移植中和不良药物反应上的应用。要更深刻全面认识HLA在受其影响的各种人类疾病情况下所发挥的作用,现有对HLA的广泛研究还不能达到所需的程度。


随着研究的不断增多,对HLA分型的认识可能对其他哪些领域产生影响?

HLA突变几乎与所有的自身免疫疾病存在关联——在这些疾病中,免疫系统错误地攻击我们自身的组织。它们包括多发性硬化、类风湿性关节炎、1型糖尿病、乳糜泻、强直性脊柱炎、Graves病、狼疮、Crohn病、嗜睡症和牛皮癣等。

HLA也在HIV中发挥重要作用,因为某些HLA等位基因似乎帮助抵御HIV,而其他等位基因表现为使人易感HIV。此外,带有某些HLA等位基因的人对abacavir(一种抗逆转录病毒的药物)有不良反应。


HLA亚型是否在响应其他药物上起作用?

人们认为,HLA会影响许多药物的反应,包括抗生素、抗精神病药、抗惊厥药、抗病毒剂、抗凝血剂、非类固醇消炎药,甚至是阿司匹林等常用药物。


它是否有其他的作用?

出人意料的是,HLA还与择偶相关。研究表明,人类和小鼠都优先选择HLA亚型不同于自身的伴侣。这背后的科学因素还不是很清楚,但从进化的角度来看是有道理的,拥有不同HLA亚型的父母将产生遗传上更多样的后代,才能更好地抵御疾病。


Illumina提供哪些工具来协助研究HLA及其对人类健康的影响?

Illumina推出了供科研使用的TruSight HLA v2 Sequencing PanelAssign 2.0分析软件。这个从DNA到报告的解决方案在更短时间内实现了HLA基因的明确测序,减少了手工操作的时间和测序,在不到48小时内完成高分辨率的HLA分型。


*传统的HLA分型方法包括血清学,针对每个HLA已知等位基因的序列特异性寡核苷酸,基于PCR并在凝胶上分析的序列特异性引物,以及利用Sanger测序方法的序列分型。


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