HLA-Typisierung

Auf rund 3,6 Megabasen liegen ueber 200 Gene, viele davon mit Immunfunktion. Die klassischen HLA-Gene sind extrem polymorph: Fuer HLA-B sind mehrere tausend Allele bekannt. Diese Vielfalt ist evolutionaer ein Vorteil gegen Krankheitserreger, macht die Typisierung aber technisch anspruchsvoll. Eng benachbarte Loci, hohe Sequenzaehnlichkeit zwischen Allelen und Genkonversion erschweren die eindeutige Zuordnung zusaetzlich.

Genome nutzt HLA*LA (Dilthey et al., 2019). Statt einer linearen Referenz dient ein Populations-Referenzgraph (PRG) des MHC, der bekannte IMGT/HLA-Allele aller klassischen Loci direkt als alternative Pfade kodiert. Reads aus dem MHC-Bereich des Alignments werden auf diesen Graphen projiziert, sodass auch stark abweichende Allele zugeordnet werden, die gegen eine einzelne lineare Referenz schlecht mappen. Aus den projizierten Read-Pfaden leitet HLA*LA pro Locus die wahrscheinlichste Allel-Kombination ab. Die Spalten chr1 und chr2 sind Ausgabespalten von HLA*LA und keine Phasierungsaussage, da die Calls nicht ueber verschiedene Loci hinweg phasiert sind.

Genome interpretiert die Hauptausgabe R1_bestguess_G.txt als G-Gruppen-Ausgabe: Class-I-Calls beziehen sich auf Exon 2 und 3, Class-II-Calls auf Exon 2. Eine G-Gruppe fasst Allele zusammen, die in den antigen-relevanten Exonen identisch sind, weshalb fuer dieselbe G-Gruppe mehrere kompatible IMGT/HLA-Allele in Frage kommen koennen; Genome zeigt dann den ersten Eintrag als Top-Kandidaten und fuehrt weitere kompatible Kandidaten im Anhang. Die ueblicherweise berichtete Aufloesung reicht bis zur Zwei-Feld-Ebene (Allel-Familie und Protein), waehrend tiefere Felder fuer synonyme oder nichtkodierende Unterschiede aus Short-Read-WGS oft nicht aufgeloest werden. Als Qualitaetswert ist Q1 der zentrale HLA*LA-Score und liegt typischerweise nahe 1; Q2 wird gemaess HLA*LA-Dokumentation nicht als Berichtskriterium gewertet und nur als Rohmetrik mitgefuehrt. Ein Flag perfectG=1 zeigt eine perfekte Uebersetzung des internen Calls in die G-Gruppen-Aufloesung an; bei perfectG ungleich 1 sollte zusaetzlich die unuebersetzte Ausgabe R1_bestguess.txt geprueft werden.

Short-Read-WGS liefert kurze Fragmente, die einzelne Allele oft nicht eindeutig voneinander trennen, weil die unterscheidenden Positionen weiter auseinander liegen als die Leselaenge. Innerhalb einer G-Gruppe sind die antigen-relevanten Exonen identisch, sodass mehrere Allele dieselben Reads erklaeren und nur als kompatible Menge berichtet werden koennen. Hinzu kommt, dass zwei Haplotypen gleichzeitig vorliegen und der Graph beide Pfade auseinanderhalten muss, was bei aehnlichen Allelen und ungleicher Coverage scheitern kann. Deshalb fuehrt Genome neben dem Top-Kandidaten Coverage- und Plausibilitaetsmetriken und kennzeichnet Calls als eindeutig, mehrdeutig oder nicht typisiert. Fuer transplantationsrelevante Entscheidungen bleibt eine bestaetigende Labortypisierung der Standard.

Einzelne HLA-Allele sind eng mit Erkrankungen verknuepft, etwa HLA-DRB1*15:01 mit Multipler Sklerose, HLA-B*27 mit Spondylitis ankylosans oder HLA-B*57:01 mit der Abacavir-Ueberempfindlichkeit. Genome stellt die Typisierung als technische Evidenz dar und trennt diese Evidenz von der Interpretation. Sie ersetzt keine qualifizierte aerztliche Bewertung und keine akkreditierte Labortypisierung.