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美国HLA频率区域分布及其对TCR疗法的影响

期刊:Journal for Immunotherapy of CancerDOI:10.1136/jitc-2024-011441

这篇文档属于类型a,即报告了一项原创研究。以下是对该研究的学术报告:

作者与机构

该研究的主要作者包括Christian Roy、Tomasz Sewastianik、Ileana Saenz、Gregory J. Opiteck、Sean Stagg、Martin Maiers和Dirk Nagorsen。研究由Affini-T Therapeutics Inc.(位于美国马萨诸塞州沃特敦)和NMDP/CIBMTR(位于美国明尼苏达州明尼阿波利斯)共同完成。研究发表于《Journal for Immunotherapy of Cancer》2025年第13卷,文章编号为e011441。

学术背景

该研究的主要科学领域是免疫治疗,特别是基于T细胞受体(TCR)的疗法。随着TCR疗法在实体瘤治疗中的应用日益广泛,理解HLA(人类白细胞抗原)频率的地理分布变得至关重要。HLA是TCR疗法发挥作用的关键因素,因为TCR疗法依赖于患者体内特定的HLA等位基因。然而,目前缺乏关于HLA等位基因在美国地理分布的高分辨率数据,这给临床试验的患者招募和多样性带来了挑战。此外,HLA等位基因频率与种族或民族群体密切相关,因此需要结合人口统计数据进行分析。本研究旨在通过整合美国HLA频率数据和人口普查数据,开发一种方法来创建高分辨率的HLA I类基因型频率地图,以优化临床试验的招募策略并促进试验多样性。

研究流程

研究流程主要包括以下几个步骤:

  1. 数据收集与整合
    研究首先从Gragert 2013研究中获取了HLA频率数据,并将其与美国2020年人口普查数据相匹配。Gragert 2013研究提供了2341个HLA I类等位基因的频率数据,涵盖了五个广泛的种族类别。2020年人口普查数据则提供了全国、州、县和人口普查区(census tract)级别的自报种族人口分布。

  2. HLA频率调整
    研究人员根据每个地理区域(如州、县、人口普查区)的种族人口比例,对HLA等位基因频率进行了调整。具体方法是将Gragert 2013中的等位基因频率乘以相应种族的百分比,得到基于种族的调整后等位基因频率(AF),然后通过Hardy-Weinberg公式将其转换为基因型频率(GF)。

  3. 地理匹配与验证
    为了验证调整后的基因型频率的准确性,研究人员将其与NMDP(国家骨髓捐赠计划)的实际观察数据进行了比较。NMDP数据包括超过800万美国捐赠者的HLA基因型信息,为研究提供了高置信度的参考数据。

  4. H3六边形分析
    为了克服美国各州和县人口分布不均的问题,研究人员采用了H3地理空间索引系统。H3系统通过分层网格系统提供不同级别的空间分辨率,使研究人员能够在更精细的地理尺度上分析HLA频率。

  5. 癌症中心捕获区分析
    研究人员还将调整后的HLA频率数据映射到美国国家癌症研究所(NCI)指定的癌症中心捕获区,以评估不同癌症中心的潜在患者招募能力。

主要结果

  1. HLA-A*11:01的频率分布
    研究发现,HLA-A*11:01的基因型频率在美国全国平均为11.2%,但在西部州(如加利福尼亚和华盛顿)的频率显著高于全国平均水平,特别是在加利福尼亚的湾区,频率高达15%-20%。这一结果对于选择临床试验地点具有重要意义,因为HLA-A*11:01是KRAS新抗原突变的关键等位基因,被TCR T细胞疗法所靶向。

  2. HLA-B*58:01的频率分布
    研究还发现,HLA-B*58:01在美国南部的频率较高,特别是在密西西比州,基因型频率达到3.98%。这一等位基因与痛风药物别嘌呤醇的严重皮肤不良反应相关,因此研究结果可以为公共卫生宣传和临床指南提供依据。

  3. H3六边形分析结果
    通过H3系统,研究人员能够在更精细的地理尺度上识别HLA频率的分布。例如,在加利福尼亚的H4六边形分析中,湾区的高频率区域得到了更精确的定位。

  4. 癌症中心捕获区分析结果
    研究显示,斯坦福大学癌症中心的捕获区HLA-A*11:01频率最高(15.57%),但由于其捕获区人口较少,潜在患者数量相对较少。相比之下,加州大学旧金山分校(UCSF)的捕获区虽然频率略低(14.72%),但由于其捕获区人口较多,潜在患者数量增加了66%。

结论

该研究首次详细绘制了美国HLA频率的地理分布图,涵盖了州、县和人口普查区等多个地理尺度。通过整合人口普查数据和HLA频率数据,研究提供了一种高分辨率的HLA频率分析方法,能够有效支持临床试验地点的选择和患者招募策略的优化。此外,研究结果还为HLA相关的药物反应和公共卫生宣传提供了重要参考。

研究亮点

  1. 高分辨率HLA频率地图
    研究首次在美国范围内创建了高分辨率的HLA I类基因型频率地图,填补了该领域的空白。

  2. H3地理空间索引系统的应用
    研究采用了H3系统,克服了传统地理边界分析中人口分布不均的问题,提供了更精细的空间分辨率。

  3. 临床试验优化
    研究结果直接支持了临床试验地点的选择,特别是在HLA-A*11:01和HLA-B*58:01等关键等位基因的分布区域。

  4. 公共卫生意义
    研究结果还为HLA相关的药物反应(如别嘌呤醇的不良反应)提供了重要依据,支持了公共卫生宣传和临床指南的制定。

其他有价值的内容

研究还提供了代码和数据链接,使其他研究人员能够复制其方法。此外,研究强调了未来更新HLA频率数据的重要性,特别是在2030年人口普查后,随着种族和民族分类的进一步细化,HLA频率的估计将更加准确。

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