對(duì)于接受器官移植的人 - 例如心臟或腎臟 - 早期發(fā)現(xiàn)排斥可以顯著改善他們的長期健康，甚至生存。但到目前為止，醫(yī)生們很難監(jiān)測(cè)移植器官的健康狀況; 檢測(cè)排斥反應(yīng)需要進(jìn)行侵入性和風(fēng)險(xiǎn)性活檢。由斯坦福大學(xué)的一組研究人員開發(fā)的基因組測(cè)序技術(shù)的新應(yīng)用可能很快就能解決這個(gè)問題。

托馬斯·斯奈德及其同事證明，通過檢測(cè)來自移植器官(主要是外來遺傳物質(zhì))的DNA，當(dāng)患者的免疫系統(tǒng)攻擊移植器官時(shí)，釋放到受體的血液中，就像是危險(xiǎn)的一樣，可以非侵入性地識(shí)別器官排斥。感染。這是人類基因組計(jì)劃期間開發(fā)的基因組分析技術(shù)以及不斷降低的DNA測(cè)序成本如何開始影響醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的另一個(gè)例子。

器官移植的歷史可以追溯到很長一段時(shí)間，但直到免疫抑制藥物的發(fā)展，同種異體移植(從具有不同DNA的供體移植組織)總是以失敗告終?；旧?，受體的免疫系統(tǒng)將供體組織識(shí)別為外來物并進(jìn)行大規(guī)模攻擊以摧毀入侵者(移植器官)，從而導(dǎo)致器官被排斥。了解排斥反應(yīng)機(jī)制和開發(fā)環(huán)孢菌素等抑制藥物的機(jī)制，使外科醫(yī)生能夠更好地移植器官。盡管移植患者現(xiàn)在服用這些強(qiáng)效的免疫抑制劑，但這些藥物并不總能阻止組織排斥。

在移植心臟的情況下，醫(yī)生通過稱為心內(nèi)膜心肌活檢的程序確定新器官的健康狀況。基本上，將管穿過血管直至其到達(dá)心臟并且切出一小塊心臟組織并取回用于分析。當(dāng)免疫系統(tǒng)開始攻擊移植器官時(shí)，它開始緩慢，殺死移植心臟中的一些個(gè)體細(xì)胞，這可以在活組織檢查樣本中看到。

科學(xué)家們一直在研究其他非侵入性方法，主要是通過試圖評(píng)估供體免疫反應(yīng)的活動(dòng)。Snyder等人的方法的新穎之處在于，斯坦福大學(xué)的研究小組檢測(cè)到受體血液中供體DNA的存在是器官損傷的標(biāo)志。在排斥期間，移植器官中的細(xì)胞在稱為細(xì)胞凋亡的過程中開始死亡，將外源DNA片段釋放到血液中。

如果女性患者(有兩條X染色體)接受了男性捐贈(zèng)者(有一條X染色體和一條Y染色體)的器官，就有可能檢測(cè)到Y(jié)染色體中DNA的存在，但已經(jīng)收到的女性患者男性器官占移植患者的不到四分之一，因此普遍的方法代表了向前邁出的重要一步。在該研究中，從女性心臟移植患者獲得血液樣品，純化DNA然后測(cè)序。

通過尋找患者純合的單核苷酸多態(tài)性來鑒定供體DNA ，但供體是雜合的，或者是與不同變體的純合子。例如，如果兩個(gè)受體的基因在所討論的位點(diǎn)都有A，但是供體有一個(gè)帶有A的拷貝和一個(gè)有T的拷貝，或者帶有T的兩個(gè)拷貝，在測(cè)序期間找到T表示存在供體DNA。

當(dāng)患者健康并且排斥控制在控制之下時(shí)，血液中檢測(cè)到的DNA少于0.5%來自供體心臟。該研究發(fā)現(xiàn)，血液供體DNA的閾值超過2%時(shí)，組織排斥反應(yīng)的真陽性率為80%，假陽性率為15%。他們還能夠證明在拒絕癥狀發(fā)作之前隨時(shí)間檢測(cè)到的供體DNA的量增加，這是其他正在考慮的技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的。由于供體DNA可以比其他拒絕信號(hào)更早地被檢測(cè)到，因此醫(yī)生可能會(huì)使用該信息來增加免疫抑制，以便在發(fā)生排斥事件之前先進(jìn)行排斥事件，從而保持移植器官和患者接受者更健康。

“我很高興看到人類基因組計(jì)劃和下一代測(cè)序技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了意想不到的臨床應(yīng)用，”該論文的資深作者Stephen Quake博士說。雖然這項(xiàng)技術(shù)還沒有準(zhǔn)備好進(jìn)入臨床，但它代表了一種有前途的新工具，可以幫助治療器官移植患者。

閱讀研究：實(shí)體無創(chuàng)檢測(cè)實(shí)體器官移植排斥反應(yīng)，Proc。納特。科學(xué)院。科學(xué)。美國，2011年4月12日

4月還看到了NHGRI計(jì)劃的第一份出版物，該計(jì)劃整合了電子病歷和DNA生物庫。電子病歷和基因組學(xué)(eMERGE)網(wǎng)絡(luò)是一項(xiàng)多中心計(jì)劃，涉及華盛頓大學(xué)集團(tuán)健康合作社，馬什菲爾德診所，梅奧診所，西北大學(xué)和范德比爾特大學(xué)。每個(gè)機(jī)構(gòu)都將患者的電子病歷與匹配的DNA樣本聯(lián)系起來，以便利用這些資源探索遺傳變異與特定疾病或身體特征之間的關(guān)系; 癡呆，白內(nèi)障，糖尿病，外周動(dòng)脈疾病和心臟傳導(dǎo)。

該論文發(fā)表于“ 科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué) ”(Science Translational Medicine)，該論文表明，有可能鑒定具有所需表型的患者，其準(zhǔn)確度足以用于全基因組關(guān)聯(lián)研究。盡管這是第一次有可能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，通過優(yōu)化和更廣泛地使用電子病歷，這種方法可能會(huì)對(duì)臨床決策支持和個(gè)性化醫(yī)療產(chǎn)生巨大影響。