Stanford University -Forscher haben eine nicht-invasive Weise zu Herz - Transplantat-Abstoßung Wochen oder Monate früher als bisher möglich zu erkennen entwickelt . Der Test, der auf der Detektion von steigenden Mengen des Spenders DNA im Blut des Empfängers beruht , erfordert nicht die Entfernung von Herzgewebe .
"Dieser Test scheint sicherer , kostengünstiger und genauer als ein Herz Biopsie, die der derzeitige Goldstandard zu erkennen und zu überwachen Herztransplantatabstoßungzu sein", sagte Stephen Quake , PhD, Professor für Biotechnik und der angewandten Physik . "Wir glauben, es ist wahrscheinlich, sich als sehr nützlich in der Klinik. "
Quake , die Lee Otterson Professor an der School of Engineering und Howard Hughes Medical Institute Ermittler , ist leitender Autor der Studie , die in Science Translational Medicine veröffentlicht wurde. Kiran Khush , MD, Assistant Professor der Medizin , ist die andere leitende Autor . Postdoc-Stipendiat Iwijn De Vlaminck , PhD, ist der Hauptautor .
Der Test, genannt eine zellfreie DNA -Test unterscheidet sich von einer weiteren Blutprobe AlloMap , verwendet , um eine Abstoßung zu detektieren. Das im Handel erhältliche AlloMap verwendet eine Blutprobe , um die Expression in Abstoßung Immunsystem Gene zu analysieren. Die Forscher fanden heraus , dass die zellfreie DNA-Test übertraf AlloMap mit einer erheblichen Marge .
" Wir haben festgestellt , dass dieses zellfreien DNA -Test ist eine sehr genaue Methode, um akute Abstoßung , manchmal Wochen oder Monate zu diagnostizieren , bevor eine Biopsie nimmt keine Anzeichen ", sagte Khush . "Das frühere Erkennung kann eine irreversible Schädigung des transplantierten Organs zu verhindern. "
Empfänger mit Zeichen der Ablehnung auf anti- Ablehnung Medikamente platziert werden, um den Angriff des Immunsystems zu mildern. Manchmal jedoch ist die Abstoßungsreaktion zu stark und ein zweites Transplantat erforderlich.
Derzeit herztransplantierten Patienten unterziehen Dutzende von Herzbiopsienin den Monaten und Jahren nach der Transplantation. Bei einer Biopsie wird ein kleines Röhrchen durch die Halsschlagader in den Hals geschraubt , und eine Fächer Zange dient zur abzupfen kleine Stücke von Herzgewebe für die Analyse. Die Vorgehensweise ist unangenehm und kann zu Komplikationen wie Herzrhythmusstörungen oder Ventilschäden verursachen. Es ist auch teuer und zeitaufwendig, und liefert Ergebnisse, die subjektiv sein kann oder nach der Messstelle innerhalb des Herzens variiert .
Die Studie von 65 Patienten (21 Kinder und 44 Erwachsene ) erstreckt und bestätigt die Ergebnisse einer kleinen Pilotstudie im Jahr 2011 von den Stanford-Forscher abgeschlossen . Während die frühere Studie gespeicherten Blutproben und Krankengeschichten von sieben Menschen , die neue Studie gefolgt Patienten in Echtzeit vor und nach der Transplantation. Die Forscher direkt verglichen die Ergebnisse der gleichzeitig gesammelt Biopsien und Blutproben , und verfolgt , wie die Werte in der Ablehnung Prozess geändert.
Der zellfreie DNA-Technik hängt von der Existenz in dem Genom natürlich vorkommende Regionen Variations genannte Single -Nukleotid-Polymorphismen oder SNPs . Im Jahr 2008 Hannah Valantine , MD , dann ein Stanford-Professor von Kardiologie , Festgestellt, dass eine DNA - Sequenzierungstechnik in Quake Labor von Blut einer schwangeren Frau heraus geringe Mengen fötaler DNA entwickelt können auch nützlich sein , um das Schicksal eines transplantierten Organs zu verfolgen. ( Valantine , ein Co-Autor der neuen Studie , ist jetzt Amtsleiter für die wissenschaftliche Vielfalt in der Belegschaft an den National Institutes of Health . )
Der zellfreie DNA Test möglich ist , weil Herzzellen angegriffen und durch das Immunsystem getötet frei ihr genetisches Material in den Blutstrom . Es ist jedoch schwierig, von der überwältigenden Mehrheit der Empfänger-DNA im Blut zirkulierenden wählen Sie die winzigen Bruchteil der Spender-DNA .
In der Pilotstudie des Jahres 2011 erste nutzten die Forscher das Vorhandensein des Y-Chromosoms , die Spender-DNA zu verfolgen , wenn eine Frau hat ein Herz aus einem männlichen Spender . Dann stießen sie auf mit Unterschieden in SNPs statt ; Diese Methode erfordert keine geschlechtsspezifischen Diskrepanz zwischen Spender und Empfänger . Sie fanden heraus , dass bei Transplantatempfängern nicht erlebt Ablehnung entfielen auf die Spender-DNA weniger als 1 Prozent der zellfreien DNA im Blut des Empfängers . Während einer Abstoßungs jedoch der Anteil der Donor-DNA erhöht, um etwa 3 bis 4 Prozent.
In der neuen Studie , überwachten die Forscher 565 Proben von den 65 Patienten , um den Test unter Echtzeit klinischen Bedingungen zu beurteilen. Sie fanden sie in der Lage , die beiden wichtigsten Arten der Ablehnung ( Antikörper-vermittelte Abstoßung und akute zelluläre Abstoßung ) in 24 Patienten mit mittelschweren bis schweren Abstoßungsreaktionen , von denen erforderte eine zweite Transplantation erlitten genau zu erfassen waren . Sie waren auch in der Lage, Anzeichen von Ablehnung bis zu fünf Monate zu erkennen, bevor die Biopsien angegeben etwas beunruhigend.
"Wir wollten , um diese Technik in einem größeren Maßstab zu testen ", sagte Quake . "Dies ist fast 10 Mal die Anzahl der Patienten und 10 Mal die Anzahl der Proben , die in der Pilotstudie untersucht. Es wurden die zellfreie Spender-DNA- Test ist eindeutig besser als eine Biopsie oder einen der anderen derzeit zur Überwachung Methoden Transplantationspatienten . "
Auch wenn noch viel zu tun , um die Technik in die Klinik für den Routineeinsatz zu bringen - zum Beispiel die Optimierung Scale-up und die Straffung der Analyse , so dass einzelne Proben schnell verarbeitet werden können - die Forscher sind optimistisch, dass Biopsien wird schließlich nur verwendet werden, wenn ein Bluttest zeigt ein mögliches Problem . Sie sind auch hoffnungs kann verallgemeinert werden, um die Zurückweisung der anderen als der Herzorganeerfassen und andere Probleme wie Infektionen, Organtransplantation plagen diagnostizieren.
"Dieser Test hat das Potenzial , um die Versorgung unserer Patienten revolutionieren ", sagte Khush . " Es kann auch ermöglichen es uns, mehrere diagnostische Tests gleichzeitig durchzuführen. Zum Beispiel könnten wir auch für mikrobielle Sequenzen sehen in der Blutprobe , um auszuschließen, Infektion oder andere Komplikationen manchmal von Transplantationspatienten erlebt . Es könnte es uns ermöglichen, festzustellen, ob Kurzatmigkeit von einem Patienten erfahren wird, ist durch eine Infektion oder der Beginn einer Abstoßungsreaktion . Es könnte ein one-stop shop für mehrere mögliche Probleme zu sein. "
Stanford hat ein Patent im Zusammenhang mit der in dieser Studie beschriebenen Test angewendet . Quake ist ein Berater für und hält Beteiligungen in CareDX Inc., ein Molekulardiagnostik-Unternehmen , das ein Patent von der Stanford auf ein Verfahren in der Studie im Zusammenhang lizenziert hat und entwickelt sie für die klinische Anwendung .