HLA class II allele and haplotype frequencies in deceased kidney donors and the significance of HLA-DQ matching on allograft survival: a retrospective study from January 2019 to December 2024
Keywords:
HLA alleles, Haplotypes, Deceased donors, Kidney transplantation, อัลลีล HLA, ผู้บริจาคไตสมองตาย, การปลูกถ่ายไตAbstract
Abstract:
Introduction: Data on HLA-A, -B, and -DR allele frequencies in deceased kidney donors were reported, but HLA-DQB1 frequencies were not. HLA-DQB1 mismatch has been associated to increase the risk of graft rejection and is linked to DRB1 mismatch. Objective: This retrospective study aimed to determine the allele and haplotype frequencies of HLA-DRB1 and -DQB1, and to investigate whether HLA-DQB1 matching is associated with allograft survival in deceased kidney donors. Materials and Methods: HLA class II allele data from 1,557 deceased kidney donors between January 1, 2019, to December 31, 2024, were obtained and analyzed for HLA-DRB1 and -DQB1 allele frequencies from the ODC-TRC Program. HLA-DRB1-DQB1 haplotypes were deduced based on known linkage patterns of HLA-DRB1 and -DQB1 alleles in HLA-DR51, -DR52 and -DR53. The haplotype frequencies were calculated using Unequivocal haplotype assignment and the formula: (haplotype count ÷ 2N) x 100, where N is the number of individuals in the population. Data on graft outcomes provided from Thai Transplantation Society. Among 75 patients with zero HLA-ABDR mismatch and either HLA-DQ match or mismatch were analyzed. Results: Overall, 13 HLA-DRB1 alleles were detected among 1,557 deceased donors. Of these, DRB1*15 was the most frequent, followed by DRB1*12, DRB1*14, and DRB1*09, respectively. Additionally, seven HLA-DQB1 alleles were identified. The most common were DQB1*05, followed by DQB1*03 (DQ7), DQB1*02, and DQB1*03 (DQ9), respectively. Five HLA-DRB1-DQB1 haplotype frequencies, including DRB1*15-DQB1*05, DRB1*12-DQB1*03 (DQ7), DRB1*09-DQB1*03 (DQ9), DRB1*14-DQB1*05, and DRB1*07-DQB1*02, were frequently observed. Graft losses occurred in two patients, one with zero and one with a single HLA-DQ mismatch. Kaplan–Meier survival analysis showed that patients with two HLA-DQ mismatches had the lowest graft survival rates, and the difference among groups was statistically significant. Conclusion: This study identified HLA-DRB1 and -DQB1 allele and haplotype frequencies among deceased kidney donors, providing additional background information relevant to kidney allocation criteria.
บทคัดย่อ
บทนำ ข้อมูลของ human leukocyte antigen (HLA) ซึ่งเป็นความถี่อัลลีล HLA-A, -B, และ -DR ในผู้บริจาคไตสมองตายนั้นมีรายงานไว้ แต่ยังไม่มีข้อมูลความถี่อัลลีลของ HLA-DQB1 ซึ่งในการปลูกถ่ายอวัยวะ HLA-DQB1 mismatch ส่งผลต่อการเพิ่มความเสี่ยงต่อการปฎิเสธอวัยวะและเกี่ยวข้องกับ HLA-DRB1 missmatch วัตถุประสงค์ เพื่อศึกษาข้อมูลย้อนหลังความถี่อัลลีลและ haplotypes ของ HLA-DRB1 และ -DQB1 และ HLA-DQB1 matching มีผลต่อ graft survival ในผู้บริจาคไตสมองตายหรือไม่ วัสดุและวิธีการ เก็บข้อมูลผลการตรวจทางห้องปฏิบัติการในผู้บริจาคไตสมองตายจำนวน 1,557 ราย จากโปรแกรมของ ODC-TRC ตั้งแต่วันที่ 1 มกราคม พ.ศ. 2562 ถึงวันที่ 31 ธันวาคม พ.ศ. 2567 รวบรวมผลตรวจและวิเคราะห์ความถี่อัลลีลของ HLA-DRB1 และ -DQB1 รวมทั้งคำนวณเป็น HLA-DRB1-DQB1 haplotype frequencies ด้วยวิธี Unequivocal haplotype assignment และหาความถี่ด้วยสูตร : (haplotype count ÷ 2N) x 100 โดย N คือจำนวนของผู้บริจาคไตสมองตาย ผลการศึกษา ผู้บริจาคไตสมองตาย จำนวน 1,557 ราย พบอัลลีล HLA-DRB1 จำนวน 13 ชนิด อัลลีลที่พบบ่อยคือ DRB1*15, DRB1*12, DRB1*14 และ DRB1*09 พบอัลลีล HLA-DQB1 จำนวน 7 ชนิดที่พบบ่อย คือ DQB1*05 รองลงมาคือ DQB1*03 (DQ7), DQB1*02, และ DQB1*03 (DQ9) ตามลำดับ ความถี่อัลลีลทั้ง HLA-DRB1 และ -DQB1 ที่พบครั้งนี้ใกล้เคียงกับที่เคยมีรายงานไว้ในคนไทย การศึกษานี้ความถี่ของ HLA-DRB1-DQB1 haplotypes ที่พบบ่อย 5 แบบ คือ DRB1*15-DQB1*05, DRB1*12-DQB1*03 (DQ7), DRB1*09-DQB1*03 (DQ9), DRB1*14-DQB1*05 และ DRB1*07-DQB1*02 เมื่อวิเคราะห์ข้อมูลของ graft outcome ในผู้ป่วยที่ได้รับไตแบบ HLA-ABDR ตรงกันทั้งหมด และ HLA-DQ ตรงกัน หรือ HLA-DQ ไม่ตรงกัน จำนวน 75 ราย พบว่า ผู้ป่วยที่มี graft loss จำนวน 2 ราย มี 1 รายเป็น HLA-DQB1 ตรงกัน และอีก 1 รายเป็น HLA-DQB1 ไม่ตรงกัน 1 อัลลีล จากการวิเคราะห์ graft survival ด้วยวิธี Kaplan–Meier แสดงให้เห็นว่าผู้ป่วยที่มี HLA-DQB1 ไม่ตรงกัน 2 อัลลีล มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติเมื่อเทียบกับกลุ่มอื่น สรุป การศึกษานี้ได้รายงานความถี่อัลลีล และ haplotypes ของ HLA-DRB1 และ -DQB1 ในผู้บริจาคไตสมองตายเพื่อใช้เป็นข้อมูลเพิ่มเติมที่เป็นประโยชน์สำหรับการจัดสรรไตต่อไป
Downloads
References
Liwski R, Pena JR. The HLA system. In: Cohn CS, Delaney M, Johnson ST, Katz LM, Schwartz J, editors. Technical manual. Bethesda, MD: AABB; 2023. p. 503-28.
O-Charoen R, Kupatawintu P. Selection criteria for transplantation. In: Jirasiridham S, editor. Textbook of kidney donation for transplantation. Bangkok: Krungthepvejchasarn; 2001. p. 14-21.
O-Charoen R, Kupatawintu P, Sinsiri S, Salee S, Tatawatorn A, Nathalang O, et al. Preliminary results of selection criteria for cadaveric kidney transplantation by the Thai Red Cross. Transplant Proc. 2000;32:1574-5.
Chinbordee K, Kukhuntod D, Tatawatorn A, Phiencharoen S, Attajarusit Y, Dhitavat V, et al. Pre-transplant factors influencing HLA crossmatch in deceased donor kidney transplantation. J Hematol Transfus Med. 2020;30:247-53.
Opelz G. Correlation of HLA matching with kidney graft survival in patients with or without cyclosporine treatment. Transplantation. 1985;40:240-3.
Danovitch GM, Cecka JM. Allocation of deceased donor kidneys: past, present, and future. Am J Kidney Dis. 2003;42:882-90.
Opelz G, Döhler B. Effect of human leukocyte antigen compatibility on kidney graft survival: comparative analysis of two decades. Transplantation. 2007;84:137-43.
Frohn C, Fricke L, Puchta JC, Kirchner H. The effect of HLA-C matching on acute renal transplant rejection. Nephrol Dial Transplant. 2001;16:355-60.
Freedman BI, Thacker LR, Heise ER, Adams PL. HLA-DQ matching in cadaveric renal transplantation. Clin Transplant. 1997;11(5 Pt 2):480-4.
Lim WH, Chapman JR, Coates PT, Lewis JR, Russ GR, Watson N, et al. HLA-DQ mismatches and rejection in kidney transplant recipients. Clin J Am Soc Nephrol. 2016;11: 875-83.
Skulratanasak P, Luxsananun T, Larpparisuth N, Premasathian N, Vongwiwatana A. Variations in de novo donor-specific antibody development among HLA-DQ mismatches in kidney transplant recipients. PLoS One. 2025;20:1-15.
Meneghini M, Crespo E, Niemann M, Torija A, Lloberas N, Pernin V, et al. Donor/recipient HLA molecular mismatch scores predict primary humoral and cellular alloimmunity in kidney transplantation. Front Immunol. 2021;11:623276. doi: 10.3389/fimmu.2020.623276.
Kosmoliaptis V, Gjorgjimajkoska O, Sharples LD, Chaudhry AN, Chatzizacharias N, Peacock S, et al. Impact of donor mismatches at individual HLA-A, -B, -C, -DR, and -DQ loci on the development of HLA-specific antibodies in patients listed for repeat renal transplantation. Kidney Int. 2014;86:1039-48.
Ounjai S, Ponraweethitikorn P, Kanunthong S, Srisuddee A, Phiencharoen S, Kupatawintu P, et al. HLA-A, -B, and -DR frequencies in deceased kidney donors of the Organ Donation Centre, Thai Red Cross Society. J Hematol Transfus Med. 2019;29:175-81.
Tupmongkol T, Khanunthong S, Boonpokkrong P, Tatawatorn A, Nathalang O, Attajarusit Y, et al. Implementation of real-time PCR for HLA typing in deceased donors. J Hematol Transfus Med. 2017;27:217-24.
Robinson J, Barker DJ, Georgiou X, Cooper MA, Flicek P, Marsh SGE. The IPD-IMGT/HLA database. Nucleic Acids Res. 2020;43:D948-D955.
Holdsworth R, Hurley CK, Marsh SGE, Lau M, Noreen HJ, Kempenich JH, et al. A summary of HLA-A, -B, -C, -DRB1/3/4/5 and -DQB1 alleles and their association with serologically defined HLA-A, -B, -C, -DR and -DQ antigens. Tissue Antigens. 2009;73:95-170.
Stephens HA, Chandanayingyong D, Kunachiwa W, Sirikong M, Longta K, Maneemaroj R, et al. A comparison of molecular HLA-DR and DQ allele profiles forming DR51-, DR52-, and DR53-related haplotypes in five ethnic Thai populations from mainland southeast Asia. Hum Immunol. 2000;61:1039-47.
Kupatawintu P, Pheancharoen S, Srisuddee A, Tanaka H, Tadokoro K, Nathalang O. HLA-A, -B, -DR haplotype frequencies in the Thai Stem Cell Donor Registry. Tissue Antigens. 2010;75:730-6.
Romphruk AV, Romphruk A, Kongmaroeng C, Klumkrathok K, Paupairoj C, Leelayuwat C. HLA class I and II alleles and haplotypes in ethnic Northeast Thais. Tissue Antigens. 2010;75:701-11.
Chandanayingyong D, Stephens HA, Klaythong R, Sirikong M, Udee S, Longta P, et al. HLA-A, -B, -DRB1, -DQA1, and -DQB1 polymorphism in Thais. Hum Immunol. 1997;53:174-82.
Begovich AB, McClure GR, Suraj VC, Helmuth RC, Fildes N, Bugawan TL, et al. Polymorphism, recombination, and linkage disequilibrium within the HLA class II region. J Immunol. 1992;148: 249-58.
Nathalang O, Intharanut K, Apipongrat D, Suttanon P. Association between HLA class II polymorphism and knee osteoarthritis in a Thai population. Clin Lab. 2023;69:975-83.
Binder TM, Kelsch R, Wikner JM, Aly L, Brendel C, Alster I, et al. A rare ancestral HLA-DRB1*15:01-DQB1*02:01 haplotype and its reversion in the same Western European family. Hum Immunol. 2015;76:124-8.
Meneghini M, Tamber AR. HLA-DQ antibodies in alloimmunity, what makes them different. Curr Opin Organ Transplant. 2023;28:333-9.
Thammanichanond D. Human leukocyte antigen matching in kidney transplantation. J Hematol Trasfus Med. 2014;24:99-101. (in Thai).
Zachary AA, Leffell MS. HLA mismatching strategies for solid organ transplantation - A balancing act. Front Immunol. 2016;7:575.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Journal of Hematology and Transfusion Medicine
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
