اهمیت تعیین نوع HLA در ایمونوتراپی سرطان:
برای تولید واکسن شخصی‌سازی‌شده در درمان سرطان، شناسایی دقیق آنتی‌ژن‌های لکوسیتی‌انسانی (HLA) ضروری است.چرا که توانایی اتصال نئوآنتی‌ژن‌های توموری به HLA فرد بیمار، تعیین‌کننده موفقیت ایمونوتراپی خواهد بود.
کاربرد تعیین الل HLA:
با وجود شناسایی و گزارش بیش از ۲۶۰۰۰ آلل کلاس I و ۱۱۰۰۰آلل کلاس II در پایگاه داده IPD-IMGT/HLA، پلی‌مورفیسم بالای ژن‌های HLA و پیچیدگی ناحیه کمپلکس سازگاری بافتی اصلی (MHC) تعیین الل HLA را دشوار ساخته است.
اما شناسایی HLA با تفکیک‌پذیری (resolution) بالا، برای طراحی واکسن اختصاصی سرطان و همچنین پیوند عضو، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
پیچیدگی و اهمیت تعیین‌الل HLA:
روش‌های متعدد برای تعیین نوع HLA با توجه به دقت و تفکیک‌پذیری، کاربردهای متفاوتی دارند.
- روش سرولوژیکی: این روش در دهه ۶۰ میلادی معرفی شد و تنها گروه آللی HLA را شناسایی می‌کند و تفکیک‌پذیری پایینی دارد.
- روش‌های برپایه‌ی PCR: با ظهور تکنولوژی PCR، چندین تکنیک مولکولی برای تعیین الل HLA طراحی شدند.
تکنیک‌های مولکولی عموما تفکیک‌پذیری پایین و متوسط دارند و معمولا گروه اللی، زیرگروه آن را مشخص می‌کنند.
- توالی‌یابی سنگر(sanger sequencing): در این روش با تعیین توالی نوکلئوتیدی جایگاه‌های HLA معین به روش سنگر و مقایسه آن با پایگاه داده‌ای از آلل‌های توالی‌یابی شده، نوع الل HLA با قابلیت تفکیک بالا مشخص می‌شود.
ورود نسل جدید توالی‌یابی(NGS):
پلتفرم‌های نسل جدید توالی‌یابی مانند Illumina و Ion Torrent با تولید میلیاردها خوانش کوتاه، امکان تعیین الل HLA با دقت بالا و ابهام کم را فراهم می‌کنند.
در تعیین الل HLA از توالی‌یابی هدفمند و آنالیز داده‌ها، استفاده می‌شود.
این روش شامل تکثیر هدفمند ناحیه ژنی HLA، آماده‌سازی کتابخانه، توالی‌یابی و آنالیز نتایج است.
در مواردی که توالی WGS، WES و RNA-seqیک نمونه وجود داشته‌باشد، می‌شود از آن‌ها در شناسایی الل استفاده کرد.
مزایا و محدودیت‌های هر نوع داده NGS:
توالی‌یابی کامل ژنوم (WGS: Whole genome sequencing):
تصویر کاملی از ژنوم شامل نواحی کدکننده و غیرکدکننده ارائه می‌دهد و شناسایی الل‌های جدید و نادر را ممکن‌تر می‌سازد، اما نسبت به دو مورد دیگر زمان‌بر بوده و از نظر اقتصادی چندان به‌صرفه نیست.
توالی‌یابی کامل اگزوم:
آنالیز داده‌های WES غالبا با دقتی بیش از ۹۰% نوع الل HLA را مشخص می‌کند.
توالی‌یابی RNA:
استفاده از داده‌های RNA-seq سطوح بیان اختصاصی آلل‌ها در بافت‌های مختلف را مشخص می‌کند که برای ارزیابی سازگاری پاسخ ایمنی در پیوندها حیاتی است.
فناوری NGS حتی در حالتی که تصویر کاملی از ژنوم ارائه می‌دهد نیز به علت استفاده از خوانش‌های کوتاه و خطاهای alignment، اختصاص یک جفت HLA مشخص به یک نمونه را با محدودیت مواجه می‌کند.
نسل سوم توالی‌یابی؛ چشم‌اندازآینده:
نسل سوم توالی‌یابی بدون نیاز به PCR و تکثیر محتوای ژنی، خوانش‌های بلند از ژنوم ارائه می‌کنند.
توانایی این روش‌ها در تعیین الل HLA با وضوح بالا، فازبندی هاپلوتیپ‌ها و تجزیه و تحلیل کل نواحی MHC، آن‌ها را برای کاربردهای بالینی و تحقیقاتی ایده‌آل می‌کند.
فناوری PacBio HiFi یکی ازابزارهای امیدبخش نسل سوم و مبتنی بر single-molecule, real-time sequencing technology (SMRT) است که می‌تواند با خطای بسیار کم و با دقتی بسیار بالا نوع HLA را مشخص کند.
اگرچه اغلب فناوری‌‌های نسل سوم توالی‌یابی، با چالش‌هایی نظیر هزینه و خطای بالا رو به‌رو هستند.
شناسایی‌دقیق HLAبا استفاده از فناوری‌های‌نوین‌توالی‌یابی، نقشی‌کلیدی در موفقیت ایمنی‌درمانی‌سرطان و پیوندهای بافتی ایفا می‌کند.
نسل‌سوم‌توالی‌یابی با دقت بالا، نویدبخش آینده‌ای‌روشن در پزشکی شخصی‌سازی‌شده است.
عبارت‌کلیدی:
HLA Typing: تعیین نوع آنتی‌ژن‌های لکوسیتی‌انسانی جهت بررسی سازگاری‌بافتی
Next-Generation Sequencing: A Revolution in HLA Typing
