KIR/HLA基因分型

KIR/HLA基因分型

杀伤细胞免疫球蛋白样受体（KIR）调控自然杀伤（NK）细胞的杀伤决策，并通过识别 HLA class I 影响其同种反应性，是异体/现货型 CAR-NK 与细胞治疗中供者选择与免疫遗传学背景表征的核心变量。我们提供覆盖基因含量、拷贝数、等位基因级别与单体型的 KIR/HLA 分型服务，并针对不同需求提供两种互补的检测策略——液相杂交捕获二代测序与三代长读长测序，为供者选择、主细胞库（MCB）/起始物料表征及 IND/BLA 注册申报提供分子层面证据。

1. 什么是 KIR

自然杀伤（NK）细胞属于先天免疫，依靠一组生殖系编码的激活型与抑制型受体实时决策杀伤与否；杀伤细胞免疫球蛋白样受体（KIR）家族是其中识别 HLA class I 的核心受体。KIR 分为长尾（抑制型，经胞内 ITIM 招募 SHP-1/2 压低杀伤）与短尾（激活型，经 DAP12 传递激活），两类信号的净结果决定 NK 的反应阈值。KIR 基因座位于 19 号染色体 19q13.4，区域长 100–350 kb，单体型携带 4–20 个基因、已知等位基因逾 600 个，并以着丝粒（Cen）与端粒（Tel）两半组合出 A、B 两类单体型；按 Cen/Tel 的 B 基序数可计算 0–4 的“B 含量评分”。这种结构与序列多态性的复杂度，使 KIR 成为人类基因组中最难精确分型的区域之一。

2. KIR × HLA：为什么必须联合检测

可以把 KIR 理解为“钥匙”、HLA class I 理解为“锁”：抑制型 KIR 只有在细胞表面存在其对应 HLA 配体时，才会被“读懂”并传递抑制信号。常见配对包括 KIR2DL1–HLA-C2、KIR2DL2/2DL3–HLA-C1、KIR3DL1–HLA-Bw4、KIR3DL2–HLA-A3/A11。然而 KIR（19 号染色体）与 HLA（6 号染色体）相互独立、并不连锁——只测 KIR 而不知 HLA 配体，无法判断哪些“刹车”真正成立。因此 KIR 必须与 HLA class I 联合检测与解读，这也是我们两种策略都把 HLA class I 纳入考虑的原因。需要说明的是，KIR/HLA 与移植或治疗结局的关联为关联性、具疾病特异性的证据，不构成对产品功效的预测或承诺。

3. 临床与转化价值

KIR 的免疫遗传学差异已在临床与转化研究中显示价值。移植方向：单倍体移植中，供者→受者方向的 KIR-配体错配可解除相应 NK 亚群的抑制、产生同种反应，与白血病复发减少相关（Ruggeri 等，2002）；以 B 含量评分挑选无关供者可改善急性髓系白血病（AML）的移植预后，且效应具疾病特异性（Cooley 等，2010）。细胞治疗方向：脐血来源抗 CD19 CAR-NK 的早期临床显示良好缓解率与安全性（Liu 等，2020）；NK 天然的缺失自我识别与较低的 GvHD 风险，使其适合发展为现货型产品，而供者 KIR/HLA 背景是其免疫遗传学表征的重要一环。

4. 检测分辨率层级

KIR 分型可按需求分为三个逐层递进的分辨率层级：基因含量（判断每个 KIR 基因有无，用于供者初筛与 B 含量评分）→ 拷贝数 CNV（在基因含量基础上加入重复/缺失等结构信息）→ 等位基因级别 + 着丝粒/端粒单体型（测到具体等位基因并重建完整单体型，用于确证与功能解读）。分辨率越高，信息量与对方法、样本质量的要求也越高。检测策略的选择，本质上是按用途匹配所需的分辨率层级。

5. 两种检测策略

针对不同的分辨率需求与通量场景，我们提供两种互补策略，可单独使用，也可由二代筛查、三代确证组合使用：

策略一 · 液相杂交捕获二代测序：以溶液相靶向探针在同一反应内富集 13 个 KIR 基因与 HLA class I，经 Illumina 短读长测序并以 PING 流程判读，一次给出基因含量、拷贝数与等位基因级别基因型，并同步 HLA class I 分型。优势在于 KIR 与 HLA 同测、可规模化，适合供者筛选与起始物料/群体表征。详见二级页《KIR 基因分型 · 液相杂交捕获二代测序》。

策略二 · 三代长读长测序：以单分子长读长（PacBio HiFi / Oxford Nanopore）直接读出 KIR 基因的完整序列，解开高度同源的旁系基因、直接重建着丝粒/端粒完整单体型并呈现结构变异。优势在于等位基因级最高分辨与完整相位，适合主细胞库/起始物料确证与二代结果确证。详见二级页《KIR 基因分型 · 三代长读长测序》。

图1. 两种 KIR 检测策略与分辨率层级示意图

6. 选型建议（按用途）

7. 应用场景

异体 / 现货型 CAR-NK：供者与起始物料的 KIR/HLA 免疫遗传学背景表征。

移植供者选择：在 HLA 配型基础上加测 KIR，评估 B 含量评分与 KIR-配体错配方向。

起始物料 / 主细胞库（MCB）：供者来源细胞的遗传背景建档与放行支持。

群体与队列研究：大样本 KIR/HLA 基因型与疾病或疗效的关联研究。

IND/BLA 表征：为细胞治疗产品的供者选择与免疫遗传学表征提供支持性证据。

8. 合规与方法状态

KIR/HLA 分型并非法规强制的放行属性，而是供者选择与起始物料/主细胞库免疫遗传学背景表征的科学输入。本服务可在 FDA《Considerations for the Development of CAR T Cell Products》（2024）、ICH Q5D（细胞基质的来源与表征）、ICH Q2(R2)（分析方法验证）及中国 NMPA《细胞治疗产品研究与评价技术指导原则（试行）》（2017）与 CDE《免疫细胞治疗产品药学研究与评价技术指导原则（试行）》（2022）的框架下作为支持性证据；方法可按研究阶段以 fit-for-purpose 确认或依 ICH Q2(R2) 完整验证。两种策略的详细参数、样本要求与交付内容，见对应的二级页面。

9. 参考文献

[1] Norman PJ, et al. Defining KIR and HLA Class I Genotypes at Highest Resolution via High-Throughput Sequencing. Am J Hum Genet. 2016;99(2):375–391. doi:10.1016/j.ajhg.2016.06.023

[2] Marin WM, et al. High-throughput Interpretation of KIR Short-read Sequencing Data with PING. PLoS Comput Biol. 2021;17(8):e1008904. doi:10.1371/journal.pcbi.1008904

[3] Downing J, et al. Allele-level KIR genotyping by long-read Oxford Nanopore sequencing. HLA. 2025;106(3):e70400. doi:10.1111/tan.70400

[4] Cooley S, Weisdorf DJ, Guethlein LA, et al. Donor selection for natural killer cell receptor genes leads to superior survival after unrelated transplantation for acute myelogenous leukemia. Blood. 2010;116(14):2411–2419. doi:10.1182/blood-2010-05-283051

[5] Ruggeri L, Capanni M, Urbani E, et al. Effectiveness of donor natural killer cell alloreactivity in mismatched hematopoietic transplants. Science. 2002;295(5562):2097–2100. doi:10.1126/science.1068440

[6] Liu E, Marin D, Banerjee P, et al. Use of CAR-Transduced Natural Killer Cells in CD19-Positive Lymphoid Tumors. N Engl J Med. 2020;382(6):545–553. doi:10.1056/NEJMoa1910607

[7] Milius RP, Mack SJ, Hollenbach JA, et al. Genotype List String: a grammar for describing HLA and KIR genotyping results in a text string. Tissue Antigens. 2013;82(2):106–112.

[8] ICH. Q2(R2): Validation of Analytical Procedures. Step 4 version, 2023.