求臻医学ChosenOne599®泛癌种基因检测方案包含HLA分型分析算法，基于已有研究和中国人群数据研发，对HLA-I型基因（HLA-A、HLA-B、HLA-C）纯杂合分型进行检测，助力肿瘤患者免疫治疗后的生存获益评估，帮助患者从免疫治疗中最大化获益。
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关于HLA
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什么是HLA?
学习过免疫学的筒子们都应该知道HLA，HLA全名是人类白细胞抗原（Human Leucocyte Antigen, HLA），是目前所知人体最复杂的多态系统。它是具有高度多态性的同种异体抗原，按其分布和功能分为I类抗原（HLA-I）和II类抗原（HLA-II）。HLA基因是人类基因组中的最为多样化的基因之一，定位于人类第6号染色体短臂上，长约4000kb，其中的一些HLA基因亚型具有上千种等位基因，且呈共显性表达。
HLA在临床上的应用主要是器官移植方面进行供受体的配型，如果位点差异太大，会产生极大的免疫排异反应。
图片图1. HLA是人类白细胞表面具有高度多态性的同种异体抗原
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什么是HLA杂合性缺失？
人体细胞含有两套HLA分子编码基因：一套基因遗传自母亲，另一套基因遗传自父亲。基因发生变化可能会导致一套基因全部或部分丢失，这种情况我们称之为杂合性缺失（loss of heterozygosity, LOH）。当HLA基因位点上发生一套基因缺失的事件（LOH）时，它有潜力促进“免疫逃逸”，影响免疫治疗。
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为什么要分析HLA?
因为HLA呈现多态性（各个等位基因座是随机组合的，基因型可达1010以上，而共显性使人类HLA表型多样性达107数量级）的患者，能更多地获益于免疫检查点抑制剂治疗。反过来说，HLA杂合性缺失（HLA LOH），可导致抗原呈递障碍而发生“免疫逃逸”，从而导致免疫治疗耐药。
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HLA-I
人类白细胞抗原I类（HLA-I）分子在肿瘤细胞表面的表达，是以CD8+T细胞为主的免疫细胞识别及杀伤肿瘤细胞所必不可少的重要信号。I类基因区包括HLA-A、B、C位点的等位基因，编码HLA-A抗原、B抗原和C抗原等经典的I类抗原（分子）。HLA-I基因型与对感染、炎性疾病和自身免疫性疾病的不同免疫反应有关。每个HLA-I分子都结合细胞内蛋白质衍生的特定肽，并在细胞表面呈现给CD8+ T细胞。已有研究证明，免疫检查点抑制剂（immune checkpoint blockade, ICB）治疗的抗肿瘤活性取决于CD8+ T细胞和HLA-I依赖的免疫活性。
图2. HLA-I基因所在的位置和构成
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肿瘤与HLA
肿瘤细胞表面存在HLA，功能是参与抗原的处理和呈递。由于医学科技的发展和药物研发的进步，肿瘤治疗进入了免疫治疗时代，而HLA由于在抗原呈递过程中的重要性而逐渐受到癌症研究者的关注，但是既往的应用主要集中于新抗原预测方面。
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HLA-LOH与肺癌免疫逃逸
2017年10月《Cell》杂志在线发表的一篇重磅研究结果发现，40%的非小细胞肺癌（NSCLC）病例中检测到HLA LOH能够帮助肿瘤细胞逃避免疫系统的监察，这些数据提示着这种基因变化是在肿瘤进化的晚期发生的。
（1）研究人员开发出了一套全新的算法LOHHLA，特地针对HLA区域进行全面分析，结果证明LOHHLA可以准确估计HLA多个基因型的拷贝数变化。
（2）使用LOHHLA算法对来自TRACERx队列的90例肺腺/鳞癌患者的测序数据进一步分析发现40%（36/90）的患者检测到HLA LOH，除4例患者发生在主克隆时期外，其他大部分发生在亚克隆时期（见图3）。
（3）进一步分析表明HLA LOH与较高的亚克隆新抗原负荷、APOBEC介导的突变发生、细胞溶解活性上调和PD-L1阳性相关联，这凸显了免疫系统主动地塑造肿瘤，并提出HLA LOH肿瘤对通过免疫反应施加的选择压力做出了反应。
这些研究表明HLA LOH是一种免疫逃逸机制，在肿瘤进化的后期会受到强大的微环境选择压力。该研究刷新了我们对靶向新抗原的耐药机制和免疫治疗方法的理解，也为肺癌的免疫治疗如个体化肿瘤疫苗的开发提供了重要方向。
图3. NSCLC中HLA LOH的发生频率
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HLA的多样性与免疫药物疗效关系紧密
2017年底纪念斯隆-凯瑟琳癌症研究中心（MSKCC）在《Science》杂志上发表了一篇爆炸性文章“HLA-I基因型影响ICB的疗效”，让肿瘤免疫治疗界为之一振。
在这项研究中，一共纳入了两个ICB治疗的癌症患者队列：Cohort 1（369例黑色素瘤/NSCLC患者）和Cohort 2（1166例黑色素瘤/NSCLC患者）。研究发现对比HLA-I型基因均杂合的患者，至少一个基因座中的HLA-I为纯合子的患者ICB治疗后的生存率显著下降，并且与肿瘤突变负荷结
合后这种现象更加明显（见图4）。
图4. HLA-I杂合性，结合TMB与ICB治疗后的高生存获益相关
而HLA-I杂合性结合HLA-I的LOH分析同样能够预测ICB治疗疗效，如再结合TMB进行三联标志物分析也能够很好的区分ICB获益患者（见图5）。
图5.HLA-I杂合性结合LOH、TMB与ICB治疗后的高生存获益相关
研究结果表明HLA的表型，对免疫药物疗效影响甚大。HLA的多样性越多，能呈递新抗原的种类就越多，引起毒性T细胞反应，免疫药物的疗效就越好。而HLA LOH是肿瘤免疫逃逸的主要机制之一。HLA分型影响免疫治疗的获益提示临床应用上可以考虑癌症患者检测HLA状态提示免疫治疗方案设计和疗效预估。
参考文献：
1.McGranahan N, Rosenthal R, Hiley C T, et al. Allele-specific HLA loss and immune escape in lung cancer evolution[J]. Cell, 2017, 171(6): 1259-1271. e11.
2.Chowell D, Morris L G T, Grigg C M, et al. Patient HLA class I genotype influences cancer response to checkpoint blockade immunotherapy[J]. Science, 2018, 359(6375): 582-587.
3.李大金主编,临床免疫学,复旦大学出版社,2005,第546页
