Частоты генов и генотипов иммуноглобулиноподобных рецепторов натуральных киллерных клеток в популяции Самарской области

Введение. Использование данных о иммуноглобулиноподобных рецепторах киллерных клеток (killer-cell immunoglobulin-like receptor, KIR) вызывает все больший интерес в клинической практике для выбора оптимального донора для аллогенной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток у пациентов онкогематологического профиля для снижения реакции «трансплантат против хозяина» и риска развития рецидивов. Вызывает также интерес изучение частот генов и генотипов KIR в различных популяциях. Для России частоты генов и генотипов описаны всего для нескольких относительно небольших выборок и изучены не в полной мере. Для популяции самарской области исследование частот генов и генотипов KIR до настоящего времени не проводилось.

Цель исследования – изучение частот генов и генотипов KIR в популяции самарской области и сравнение их с описанными ранее в российских популяциях.

Материалы и методы. Для изучения частот встречаемости генов и генотипов KIR было проведено молекулярногенетическое типирование 142 единиц пуповинной крови публичного банка пуповинной крови самарского областного медицинского центра «Династия». Молекулярно-генетическое типирование генов KIR осуществляли методом полимеразной цепной реакции с сиквенс-специфическими праймерами с последующей визуализацией продуктов амплификации в агарозном геле. Анализ проводили по 16 генам и псевдогенам KIR: 2DL1, 2DL2, 2DL3, 3DL1, 3DL2, 2DS1, 2DS2, 2DS3, 2DS4, 2DS5, 3DS1, 2DP1, 3DL3, 2DL4, 2DL5, 3DP1. частоты генов KIR определены путем прямого подсчета. генотипы были определены с помощью калькулятора и базы данных Allele Frequencies. Распределение на группы по B-контенту проводили с помощью калькулятора Donor KIR B-content group calculator. статистический анализ выполняли с использованием χ²-критерия.

Результаты. Наибольшая частота встречаемости генов ингибирующих KIR выявлена для KIR2DL1 (98,6 %), KIR3DL1 (98,6 %), KIR2DL3 (96,5 %), KIR2DL5 (46,5 %), KIR2DL2 (34,5 %). Наиболее часто среди генов активирующих рецепторов встречался KIR2DS4 (89,4 %), частоты встречаемости других генов активирующих KIR составили: KIR2DS2 – 45,1 %, KIR2DS1 – 35,9 %, KIR2DS3 – 33,8 %, KIR2DS5 – 26,1 %. сравнительный анализ частот встречаемости генов KIR в популяции самарской области и других российских популяциях выявил определенные особенности. Достоверные различия в частотах встречаемости были отмечены для KIR2DL3, KIR2DS4, KIR2DL2, KIR2DL5, KIR2DS3, KIR2DS5, а также для KIR2DP1 и KIR3DP1. при исследовании 142 образцов обнаружено 45 различных генотипов: генотипы AA выявлены в 30 %, генотипы Bx – в 70 % случаев. Обнаружен генотип АА ID195 с частотой 5,6 %, ранее не описанный в российских популяциях. среди выборки популяции самарской области выявлено, что всего 3,5 % имели статус “best”, 20,4 % – статус “better” и 76,1 % – статус “neutral” по B-контенту.

Заключение. полученные результаты по частотам генов и генотипов KIR несколько отличаются от ранее опубликованных данных по России. Интересен факт выявления большего разнообразия генотипов среди достаточно небольшой группы исследования, обнаружения нетипичного генотипа ID195, а также различия в представленности групп B-контента. Анализ генотипов KIR в популяции самарской области может быть использован в подборе оптимальных единиц пуповинной крови и доноров кроветворных клеток/костного мозга в дополнение к HLA-типированию. Изучение распределения частот генов и генотипов KIR и HLA может играть роль в исследовании фундаментальных аспектов иммунологии и популяционной генетики человека.

1. Dogra P., Rancan C., Ma W. et al. Tissue determinants of human NK сell development, function, and residence. Cell 2020;180(4):749–63. DOI: 10.1016/j.cell.2020.01.022

2. Sabouri Ghannad M., Hajilooi M., Solgi G. HLA-KIR interactions and immunity to viral infections. Res Mol Med 2014;2(1):1–20.

3. Freud A.G., Mundy-Bosse B.L., Yu J. et al. The broad spectrum of human natural killer cell diversity. Immunity 2017;47(5):820–33. DOI: 10.1016/j.immuni.2017.10.008

4. Marsh S.G., Albert E.D., Bodmer W.F. et al. Nomenclature for factors of the HLA system, 2002. Tissue Antigens 2002;60(5):407–64. DOI: 10.1034/j.1399-0039.2002.600509.x

5. Тыщук Е.В., Михайлова В.А., Сельков С.А., Соколов Д.И. Естественные киллеры: происхождение, фенотип, функции. Медицинская иммунология 2021;23(6):1207–28. DOI: 10.15789/1563-0625-NKC-2330

6. Schaffer M. HLA and KIR gene polymorphism in hematopoietic stem cell transplantation. Doctoral Thesis, Stockholm, 2006. 41 p.

7. Vilches C., Parham P. KIR: diverse, rapidly evolving receptors of innate and adaptive immunity. Annu Rev Immunol 2002; 20:217–51. DOI: 10.1146/annurev.immunol.20.092501.134942

8. Martin A.M., Freitas E.M., Witt C.S. et al. The genomic organization and evolution of the natural killer immunoglobulinlike receptor (KIR) gene cluster. Immunogenetics 2000;51(4–5): 268–80. DOI: 10.1007/s002510050620

9. Hsu K.C., Chida S., Geraghty D.E. et al. The killer cell immunoglobulin-like receptor (KIR) genomic region: gene-order, haplotypes and allelic polymorphism. Immunol Rev 2002;190: 40–52. DOI: 10.1034/j.1600-065x.2002.19004.x

10. Marsh S.G., Parham P., Dupont B. et al. Killer-cell immunoglobulin-like receptor (KIR) nomenclature report, 2002. Tissue Antigens 2003;62(1):79–86. DOI: 10.1034/j.1399-0039.2003.00072.x

11. Martin A.M., Kulski J.K., Gaudieri S. et al. Comparative genomic analysis, diversity and evolution of two KIR haplotypes A and B. Gene 2004;335:121–31. DOI: 10.1016/j.gene.2004.03.018

12. Uhrberg M., Parham P., Wernet P. Definition of gene content for nine common group B haplotypes of the Caucasoid population: KIR haplotypes contain between seven and eleven KIR genes. Immunogenetics 2002;54(4):221–9. DOI: 10.1007/s00251-002-0463-7

13. Hsu K.C., Liu X.R., Selvakumar A. et al. Killer Ig-like receptor haplotype analysis by gene content: evidence for genomic diversity with a minimum of six basic framework haplotypes, each with multiple subsets. J Immunol 2002;169(9):5118–29. DOI: 10.4049/jimmunol.169.9.5118

14. Khakoo S.I., Carrington M. KIR and disease: a model system or system of models? Immunol Rev 2006;214:186–201. DOI: 10.1111/j.1600-065X.2006.00459.x

15. Vilches C., Castaño J., Gómez-Lozano N., Estefanía E. Facilitation of KIR genotyping by a PCR-SSP method that amplifies short DNA fragments. Tissue Antigens 2007;70(5):415–22. DOI: 10.1111/j.1399-0039.2007.00923.x

16. Gonzalez-Galarza F.F., McCabe A., Melo Dos Santos E.J. et al. Allele frequency net database (AFND) 2020 update: gold-standard data classification, open access genotype data and new query tools. Nucleic Acids Res 2020;48(D1):783–8. DOI: 10.1093/nar/gkz1029

17. Robinson J., Mistry K., McWilliam H. et al. IPD – the Immuno Polymorphism Database. Nucleic Acids Res 2010;38:863–9. DOI: 10.1093/nar/gkp879

18. Урыбин И.Ю., Хамаганова Е.Г., Кузьминова Е.П. KIR полиморфизм русских, осетин и бурят. Гематология и трансфузиология 2020;65(S1):229.

19. Хамаганова Е.Г., Сучкова М.В., Элижбаева М.А., Судариков А.Б. Гены KIR-иммуноглобулиноподобных рецепторов естественных киллерных клеток в двух популяциях Российской Федерации. Иммунология 2011;32(6):284–91.

20. Соколова Ю.В., Чечеткин А.В., Павлова И.Е. и др. KIR-гены у доноров стволовых гемопоэтических клеток Республиканского регистра. Вестник гематологии 2015;11(2):31–2.

21. CiangaV.A., Rusu C., Pavel-Tanasa M. et al. Combined flow cytometry natural killer immunophenotyping and KIR/HLA-C genotyping reveal remarkable differences in acute myeloid leukemia patients, but suggest an overall impairment of the natural killer response. Front Med 2023;10:1148748. DOI: 10.3389/fmed.2023.1148748

22. Norman P.J., Abi-Rached L., Gendzekhadze K. et al. Unusual selection on the KIR3DL1/S1 natural killer cell receptor in Africans. Nat Genet 2007;39(9):1092–9. DOI: 10.1038/ng2111

23. Wang H.D., Zhang F.X., Shen C.M. et al. The distribution of genetic diversity of KIR genes in the Chinese Mongolian population. Hum Immunol 2012;73(10):1031–8. DOI: 10.1016/j.humimm.2012.07.317

24. Cooley S., Weisdorf D.J., Guethlein L.A. 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):2411–9. DOI: 10.1182/blood-2010-05-283051

25. Robinson J., Halliwell J.A., McWilliam H. et al. IPD – the Immuno Polymorphism Database. Nucleic Acids Res 2013;41(1):D1234–40. DOI: 10.1093/nar/gks1140

26. Соколова Ю.В., Бубнова Л.Н., Павлова И.Е., Бессмельцев С.С. Частота встречаемости KIR-генотипов, оказывающих наиболее благоприятный клинический эффект при трансплантации, у доноров Республиканского регистра. Вестник гематологии 2013;9(2):65–6.