Отправить сообщение
Свяжитесь мы
Selina

Номер телефона : +86 13989889852

WhatsApp : +8613989889852

Контролировать здоровье твердых органов после трансплантации используя бесклеточную ДНК

June 15, 2020

Диагностики основанные на кфДНА смогли сделать биопсию ткани устарелый
Дорогие и инвазионные биопсии ткани для того чтобы обнаружить сброс аллографт после трансплантации для того чтобы иметь многочисленные ограничения. Ассайс основанные на бесклеточной ДНК (кфДНА) — обеспечивая циркуляцию части ДНК выпустили от клеток, тканей, и органы по мере того как они проходят естественную клетку смерт-интенсивно были изучены недавно и смогли в конечном счете улучшить нашу способность обнаружить сброс, инструмент раньше изменяет в управлении, и даже увеличивает долгосрочное выживание трансплантированных органов.
Ассайс КфДНА которые избегают потребность для вс-генома секенсинг (WGS) и потребность для а приори знания оказывающих экономическую помощь и/или реципиентных генотипов имеют сильные логистические преимущества и в настоящее время под клиническим вникновением. К тому же, улучшать знание орган-специфической кинетики дарител-производной трансплантации кфДНА (дд-кфДНА) следовать также помогал оптимизировать эти ассайс. Лаборатории также ввели альтернативные методы для квантифицировать дд-кфДНА, как цифровая цепная реакция (PCR) полимеразы капельки и орган-специфические картины метилирования ДНК. Как таковой, поле минимально инвазионных диагностик основанных на кфДНА все больше и больше многообещающе, один день потенциально заменяя традиционные биопсии ткани.
РОЛЬ КФДНА В СБРОСЕ ОРГАНА
Сброс, ссылаясь на ушиб подаренного органа причиненного иммунной системой получателя, может причинить дисфункцию аллографт и даже терпеливую смерть. Сброс посредничанный Т-лимфоцитом острый клетчатый (ACR) происходит наиболее часто в пределах первых 6 месяцев пост-трансплантата (1). АКР включает накопление Т-лимфоцитов КД4+ и КД8+ в внутрипоровый космос аллографт по мере того как иммунная система получателя узнает антигены на подаренном органе как чужой. Эти Т-лимфоциты начинают иммунный каскад который в конечном счете водит к запрограммированному некрозу клеток (апоптосис) прицеленных клеток. По мере того как эти клетки умирают, генная ДНК колоть и части дд-кфДНА, измеряя приблизительно 140 низкопробных пар (bp) в длине, выпущены для присоединения к бассейна реципиентного кфДНА в крови и в конечном счете выделяны в моче (2).
Обеспечивая циркуляцию кфДНА недавно с внешним финансированием как диагностический инструмент для замены инвазионных биопсий в других зонах медицины, включая анализировать фетальные части ДНК в пределах материнской циркуляции для того чтобы определить генетические ненормальности ин утеро и секенсинг обеспечивая циркуляцию ДНК выпущенная от клеток опухоли для того чтобы определить связанные с рак перегласовки. В оба этих случая так же, как в трансплантации, секенсинг высоко-объема который определяет и квантифицирует разницы в последовательности ДНК различает между 2 различными населениями кфДНА производными от отдельных источников (2). 3 характеристики кфДНА делают им превосходный неинвазивный биомаркер выбранного для того чтобы обнаружить сброс после твердой трансплантации органа: Ее можно получить от простой притяжки крови, своей точно измеренной концентрации, и своей легко определенной последовательности нуклеотида. Используя кфДНА как биомаркер для АКР также выгодна в виду того что он выведена от раненых клеток подаренного органа и поэтому должна представить сразу измерение некроза клеток происходя в аллографт. Фуртерморе, кфДНА поддерживает все общие свойства рода первоначальной генной ДНК, позволяющ генетическому материалу выпущенному от подаренного органа, который нужно продифференцировать от кфДНА производного от клеток получателя которые проходят естественный апоптосис (3).
Частый и точный контроль здоровья аллографт необходим для выживания получателей трансплантата долгосрочного. Для трансплантации (HT) сердца, ендомйокардял биопсия (ЭМБ) настоящий золотой стандарт для обнаруживать АКР (4). Однако, ЭМБс дорого с значительными ограничениями, много чего общая ко всем биопсиям органа (5-7). Кроме того, инвазионная природа ЭМБс кладет пациентов ХТ в опасности для усложнений (6,8,9).
К сожалению, в настоящее время доступные неинвазивные методы включая эхокардиографию или магниторезонансную отображая характерность недостатка (MRI) достаточную и чувствительность надежно для того чтобы обнаружить сброс (10-13). основанные на Кров биомаркерс, как кфДНА, представляют многообещающую альтернативу которая смогла охотно быть снабжена в клиническую практику (14-17).
КИНЕТИКА КФДНА ВО ВРЕМЯ НЕПОДВИЖНОСТИ И СБРОСА
В виду того что кфДНА возникает от естественно - происходя процесс апоптосис, все индивидуалы имеет обнаруженные уровни кфДНА в их крови (18). Для здоровых индивидуалов, большинство обеспечивая циркуляцию кфДНА приходит от хэматопоитик клеток которые проходили естественную смерть связанную с клетчатой оборачиваемостью. Уровни кфДНА изменяют по ряду причин включая инфекцию, хирургию, травму, или даже исчерпывающую тренировку (2,19). Поэтому, начинать основанный на кфДНА ассай для того чтобы обнаружить сброс требует определять предполагаемую кинетику отпуска дд-кфДНА в пост-трансплантат циркуляции получателя. Это рассмотрение особенно важно в виду того что отпуск с течением времени пост-трансплантата дд-кфДНА орган-специфический (20-22).
Например, на 1 пост-ХТ дня средний уровень дд-кфДНА 3,8 ± 2,3% (20). Однако, к 7 дней уровень дд-кфДНА склонял быстро и остается последовательно низким (<1> в отличие, нашли, что имели получатели двухсторонних трансплантатов легкего среднюю часть дд-кфДНА 26 ± 14% на первый послеоперационный день. Фуртерморе, уменьшение в дд-кфДНА было охарактеризовано уровнями дд-кфДНА которые просклоняли быстро в пределах первой недели но с другой стороны было замедлено и вообще оставать на 1%-3% (21). Однако, подобный трансплантатам сердца и почки во время эпизода острого сброса, уровень дд-кфДНА увеличил значительно, взбирающся к среднему 14%-15%.
Разницы в массе ткани и тарифах клетчатой оборачиваемости определяют эту изменчивость в уровнях пост-трансплантата выпущенного дд-кфДНА предыдущего и во время неподвижности. Например, разницы в обеспечивать циркуляцию уровни дд-кфДНА в спокойных трансплантатах двухсторонних и одно-легкего могут быть объяснены разницей в клетчатой оборачиваемости, был 107 против 58 клеток/во-вторых, соответственно (21). В противоположность, в спокойном трансплантированном сердце, клетчатый тариф оборачиваемости только 8 клеток/во-вторых (21-23). Таким образом, понимание предполагаемых уровней дд-кфДНА связанных с, который дали твердым органом необходимо для того чтобы облегчить развитие орган-специфических ассайс которые обнаруживают сброс. Как только поняты кинетики отпуска кфДНА для определенного органа, несколько методов существуют для квантифицировать относительное количество дд-кфДНА.
СТРАТЕГИИ ДЛЯ ТОГО ЧТОБЫ РАЗЛИЧИТЬ ПОЛУЧАТЕЛЬ ПРОТИВ ДОНОР-ДЭРИВЭД КФДНА
Секс-рассогласование Дарител-получателя
Для пересадок органов в которых даритель мужской и получатель женский, лаборатории могут левераге это рассогласование секса для того чтобы высчитать уровни дд-кфДНА изнутри бассейна кфДНА получателя полного (1ъ). Исследователи сперва продемонстрировали осуществимость этого подхода в пробы мочи принятые от женских ренальных получателей трансплантата которые получили почку от мужских дарителей и когда они испытали уровни продемонстрированные сбросом повышенные дд-кфДНА в их моче которая специфически содержала регионы найденные на хромосоме ы (1ъ). Хотя этот подход учитывает уверенный диагноз сброса в аллографт, секс-рассогласование между дарителем и получателем относительно нечасто и не универсально применимо.
Разницы в последовательности ДНК Дарител-получателя
Пересадку органов можно также сосчитать как трансплантат генома, по мере того как клетки внутри трансплантированный орган содержат генетическую информацию своего дарителя. Как таковой, концепция динамики (GTD) трансплантата генома полагается на присутсвии генетических разниц между дарителем и получателем на определенном локусе, который после этого может быть с внешним финансированием определить начало обеспечивая циркуляцию кфДНА (20-24). Идеально, получатель был бы хомозыгоус для одиночного основания (например, АА) и на таком же локусе даритель был бы хомозыгоус для различного основания (например, ГГ).
Данный генетическую разнородность между индивидуалами, десятки тысяч потенциально информативных локусов через геном можно опросить используя высоко-объем секенсинг для того чтобы различить дд-кфДНА от реципиентного кфДНА (20,24). Была проиллюстрированы, что используя накрененные образцы от сердечных дарителей получила эта концепция сперва а приори оказывающие экономическую помощь генотипы для каждого дуэта дарител-получателя. После извлечения и секенсинг кфДНА от каждого получателя, часть дарител-специфических молекул была решительна. В образцах принятых во время или немедленно прежде биопси-доказанного события сброса, была найдены, что увеличила пропорция дарител-специфических одиночных полиморфизмов (SNPs) нуклеотида от <1>3%-4% (24).
Это предыдущее ретроспективное исследование теперь было утвержено предполагаемо. Завербовали взрослые и педиатрические получатели трансплантата сердца и легкего и генотипы для каждого дарител-получателя пары были получены через ВГС с средним 53 423 информативных отметок СНП определили (20). Общее, раннее выявление острого сброса было главно к этому из АллоМап, первой еды и Администраци-одобренного лекарством неинвазивного подхода к обнаруживать АКР после того как ХТ основанный на анализе транскриптоме (25).
Исследование также показывало что ВГС не только обеспечивает информацию о прививке но также вироме пациента и общее государство иммуносупрессии. Это представляет потенциально большее преимущество недоступное другими ассайс (26-28).
Однако, ВГС смотрит на проблемы которые смогли предотвратить его от быть снабженным по заведенному порядку в клинической практике. Например, пока данные по получателя генетические можно легко получить, это всегда не истинно для дарителя. Кроме того, ВГС дорог, трудоемок, и требующ много времени.
Альтернативный метод использует панель генотыпед полыморфик СНПс определенного внутри бассейн извлеченного кфДНА таким образом исключая потребность для а приори знания генотипа дарителя специфического (29). Не похож на трансплантаты почки и печени, которые часто происходят между близко связанными индивидуалами, пары дарител-получателя для сердца и трансплантаты легкего типично не родственны. ГТД требует генотыпинг как получателя, так и дарителя трансплантата. Однако, на практике, оказывающие экономическую помощь данные по генотипа отсутствуют часто. Здесь, мы обращаемся к этому вопросу путем начинать алгоритм который оценивает уровни дд-кфДНА в отсутствии оказывающего экономическую помощь генотипа. Наш алгоритм предсказывает сброс аллографт сердца и легкего с точностью которая подобна обычному ГТД. Мы фуртерморе уточнили алгоритм для регуляции близко связанных получателей и дарителей, сценария который общий в костном мозге и пересадке почки. Мы показываем что возможно оценить дд-кфДНА в пациентах пересадки костного мозга которые самостоятельный или которые братья дарителей, используя спрятанную Марков модель. Поэтому, алгоритмы были начаты для сердца и трансплантаты легкего которые высказывают предположение о том, что генотип дарителя происходят на та же самой частоте как основное население. Основанный на этих частотах и сравнении к известному генотипу получателя, часть дд-кфДНА можно надежно оценить от полного бассейна кфДНА изолированного от образца плазмы получателя.
В случае трансплантации легкего, была найдены, что обеспечила эта модель одно-генома, сравниванный к методологии используя и оказывающие экономическую помощь и реципиентные генотипы, соответствующие части дд-кфДНА. Однако, когда исследователи приложили этот такой же алгоритм к ХТ, оцененные уровни дд-кфДНА как сильно не были сопоставлены как в трансплантатах легкего. Это могло быть связано с более низким абсолютным количеством дд-кфДНА присутствующим после ХТ. Это другой пример орган-специфической кинетики кфДНА которая может влиять на результаты ассай и должна быть учтена (30).
В случае ренальной трансплантации, предполагаемые исследования были проведены для того чтобы установить общее назначение уровней дд-кфДНА, определенное используя известное дарител-специфическое СНПс, как жизнеспособная отметка для сброса. В одном таком исследовании, завербовали от 14 клинических мест для того чтобы обеспечить 384 получателя почки пробы крови на запланированных интервалах и во время клинически показанных биопсий (31). Общий, исследование сфокусировало на корреляции между гистологией в 107 образцах биопсии от 102 пациентов и уровнями дд-кфДНА найденными в, который соответствуют образцах плазмы. Более конкретно, 27 образцов биопсии от 27 пациентов с активным сбросом были получены вместе с 80 образцами биопсии от 75 пациентов без активного сброса.
В этом исследовании, активный сброс включил острый антител-посредничанный сброс (AMR), хронический АМР, и АКР. Ассай используемый в этом исследовании использовал выключение 1% для части дд-кфДНА для указания присутсвия или отсутствия активного сброса и был найдены, что имел характерность 85% (КИ 95%, 79%-91%) и чувствительность 59% (КИ 95%, 44%-74%). Чувствительность этого ассай была больше для различать между активным и отсутствующим АМР, по мере того как была найдены, что имела польза выключения дд-кфДНА 1% характерность 83% (КИ 95%, 78%-89%) и чувствительность 81% (КИ 95%, 67%-100%). В частности, в обоих случаях, чувствительность просклоняла существенно когда часть дд-кфДНА превысила 3%.
Для того чтобы улучшить характерность и чувствительность неинвазивного основанного на кфДНА ассай для того чтобы обнаружить, что сброс следовать ренальной трансплантацией, исследователи также исследовали абсолютного количества дд-кфДНА (32-33). Путем опрашивать абсолютное количество дд-кфДНА, одно может исключить искусственные изменения в части дд-кфДНА должной к повышениям полных уровней кфДНА причиненных событиями не-сброса, как инфекция, травма, или тренировка, потенциально создавая более точный ассай.
Для того чтобы расследовать эту возможность, одно исследование использовало 32 информативных варианта (CNVs) числа копий основанное на частотах населения, в отличие от относительных пропорций оказывающего экономическую помощь и получателя СНПс на, который дали локусах (32). Были приняты, что представили все КНВс не присутствующее внутри геном получателя но настоящий момент внутри извлеченное кфДНА поэтому дд-кфДНА.
Интересно, пока характерность и чувствительность улучшили полно с пользой абсолютных уровней дд-кфДНА, этот ассай также имел большую емкость различить между присутсвием и отсутствием активного АМР, в отличие от случаев активного АКР. К тому же, уровни креатинина сыворотки не были достаточны в различать между активным сбросом и неподвижностью, правоподобными потому что она более признаковая гломерулар функции в отличие от повреждения ткани почки (31-33).
Другое исследование исследовало абсолютные уровни дд-кфДНА в получателях трансплантата почки связанных с уровнями такролимус, иммуносуппрессант (33). Здесь, исследователи нашли что абсолютное количество дд-кфДНА было существенно выше в пациентах с более низким такролимус выравнивает (<8> лаборатории также предлагали альтернативы к ВГС. Наш секенсинг исследованный группой прицеленный 124 сильно полыморфик (небольшая частота аллеля [МАФ] >0.4) СНПс используя имеющуюся на рынке панель, следующее поколени секенсинг, и романный алгоритм (34). Этот подход значительно уменьшил полную сумму секенсинг необходим, уменьшая цены и время ассай, и включать быстрый анализ. Однако, в виду того что этот ассай полагается на разницах в МАФ между индивидуалами, он не был бы крепок для близко связанных пар дарител-получателя, как увиденный в связанном с жить пожертвовании почки. Он остается, что утвержен для обнаруживать умеренные или большие события сброса.
Лаборатории также исследовали используя полыморфик СНПс для того чтобы квантифицировать дд-кфДНА совмещенный с технологией цифрового ПКР капельки (30,35-37). Используя 41 сильно полыморфик СНПс, стабилизированная почка и получатели ХТ показали части дд-кфДНА 2%-3% с стабилизированными получателями трансплантата печени имея уровень 7% (35).
ЗАКЛЮЧЕНИЯ
Польза дорогой и инвазионной биопсии ткани обнаружить сброс аллографт имеет значительные ограничения. Как таковой, минимально инвазионный ассай который смогите сразу и точно определить здоровье всего трансплантированного органа представляет Святой Грааль в твердой трансплантации органа.
Польза кфДНА после того как трансплантация показывала некоторое начальное обещание, но более добавочно изучает и необходимо, что улучшает утверждение наше понимание как основной биологии кфДНА, так и своего пост-трансплантата поведения. В это время, ясно что важные орган-специфические разницы существуют, и картины отпуска кфДНА могут также отличаться в зависимости от типа события сброса. Однако, кфДНА представляет одно самых многообещающих технологий но начатое для того чтобы укомплектовать или даже в конечном счете заменить биопсию ткани.