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用DNA测序改进心脏移植排斥反应的检测

2018-12-19 10:55:12 • 来源：

由于希望降低与心脏移植相关的风险，科学家们一直在努力开发一种新的，侵入性较小的方法来检测排斥反应。当患者的免疫系统攻击并破坏新器官时，如果它是一种有害的病毒或细菌，就会发生排斥反应，目前通过切断一小块移植的心脏并检查它是否有细胞死亡(心内膜心肌活检)来检测。

用DNA测序改进心脏移植排斥反应的检测

然而，斯坦福大学的一组研究人员最近开发了一种新的测试，可以防止这种手术的需要。他们发现被拒绝的心脏内的垂死细胞释放出一小片DNA，称为无细胞，供体衍生的DNA(cfdDNA)，进入血液中，可通过简单的抽血检测到。

6月份的基因组月度进展以该小组的工作为特色，发表于2014年6月18日的“ 科学转化医学”杂志，该论文展示了如何使用cfdDNA的测序和定量来有效地确定心脏移植是否会被拒绝。

研究人员检测了cfdDNA监测在共有21名儿童和44名接受心脏移植的成年患者中的疗效。为此，他们在移植前从65名患者及其心脏供体中抽取血液样本，并测序其无细胞循环DNA。该序列用于筛选单核苷酸多态性(SNP)，其是DNA中常见的单核苷酸(A，T，C或G)变异，其可在人与人之间不同。鉴定了在每个供体/受体对之间不同的数千个SNP，以产生用于区分供体DNA和受体DNA的独特DNA谱或基因型。

在心脏移植后，常规取样接受者的血液以测量来自供体(cfdDNA)以及来自接受者的循环DNA的量。如果检测到异常高水平的cfdDNA，这表明受体的免疫系统开始攻击新心脏。

研究小组首先通过观察未经历排斥事件的患者的cfdDNA水平来确定移植后cfdDNA的正常量。在这些患者中，研究人员发现移植后第1天cfdDNA水平升高(高达总循环DNA的6%)，但在一周后降低至低基线水平(不到总循环DNA的2%) )它在整个第一年保持不变。相比之下，根据其反应的严重程度，在移植后一周至一年内确实经历过排斥事件的患者的水平增加，从2%到大于10%。

为了确定该方法的准确性，他们通过对每位患者进行两种方法，直接将cfdDNA监测与心内膜心肌活检进行比较，以诊断心脏排斥反应。他们发现，与被诊断患有轻度排斥反应的患者相比，确定无排斥(通过活组织检查)的患者的cfdDNA水平显着降低。此外，cfdDNA水平随着排斥事件(轻度，中度和重度)的严重程度增加而增加。这些研究结果表明，cfdDNA测量是一种定量方法，可以像活检一样准确地确定排斥事件的严重程度。

然而，当测量cfdDNA时，发现相对于心内膜心肌活检的cfdDNA监测的准确性水平是相关的，因为其性能在移植后直至改善4个月。随着患者年龄的增长，准确性也随之降低。这种可变性很可能是由与免疫反应的年龄相关的差异引起的，因为已知免疫系统的功能随着年龄而降低。

虽然这种方法的性能随着时间和年龄的变化而略有改变，但其卓越的检测排斥能力弥补了这些微小的缺点。科学家们发现cfdDNA水平显着升高长达5个月，然后通过心内膜心肌活检检测到排斥反应。因此，使用cfdDNA监测有可能比目前可能的几个月更早地识别排斥事件。

总体而言，该研究的作者证明，cfdDNA筛查是一种有效的，侵入性较小的移植监测方法。通过提供心内膜心肌活检的替代方法，该方法降低了目前与心脏移植排斥监测相关的风险，患者不适和费用。此外，他们的数据表明，通过允许早期诊断和治疗可以防止发生排斥事件，它将大大提高心脏移植受者的生存机会和良好健康状况。

有了这些显着的成果，下一个也是最重要的问题是：什么时候可以在诊所日常使用?该文章的资深作者之一Stephen Quake博士评论说：“这项研究表明，cfdDNA已准备好进行黄金时段使用，我预计它很快就会过渡到临床，可能早在2015年。” 对于那些正在等待新心的人来说，这确实是令人兴奋的消息。

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