01.
临床背景
心脏移植是终末期心脏病最有效的治疗方法，全球每年的心脏移植数量超过7000例。免疫抑制治疗显著延长了移植心脏的寿命，也显著提高了术后存活率。然而，在术后第一年内，13%-24%的患者可能出现心脏异体移植排斥反应（CAR）。尽管心肌内膜活检（EMB）是诊断CAR的金标准，但受到有创性、并发症发生率较高（约4%）和组织病理学解释的可变性的限制，可能导致免疫抑制治疗的不足或过度。在过去的二十年里，分子（组学）诊断和循环生物标志物的研究取得了显著进展，为CAR的非侵入性诊断带来了新的可能。
02.
现有外周血无创免疫排斥监测方式
现在国际上已经存在多种无创CAR监测方式，包括基于外周血的细胞游离DNA（基因组学）和基因表达谱（GEP，转录组学），它们在美国已广泛用于临床，以减少EMB的监测频率。MicroRNA虽然被证明在检测急性细胞介导的排斥反应（ACR）和急性抗体介导的排斥反应（AMR）方面具有潜力，但仍需更多的临床验证。以下对目前研究较为广泛的三种无创CAR监测方式进行简要介绍：
01
供体来源的细胞游离DNA（dd-cfDNA）
Donor-Derived Cell-Free DNA
图1. dd-cfDNA监测移植物损伤的原理
细胞游离DNA是一种存在于体液中的双链DNA（长度为20-166个碱基对），其来源包括细胞核、线粒体或病原体。当CAR发生时，来源于供体移植物的细胞游离DNA进入血液中。通过计算外周血中供体来源的细胞游离DNA（dd-cfDNA）的含量或比例，可反映移植物的损伤情况，从而帮助判断是否发生CAR。
斯坦福大学的研究首次证明了细胞游离DNA可用于CAR评估，外周血dd-cfDNA百分比为0.25%时，与活检证实的ACR≥2R级或AMR相关（AUC为0.83）。随后，移植基因组研究联盟（GRAfT）开展的多中心研究验证了该技术的有效性，显示dd-cfDNA阈值为0.25%时，诊断ACR≥2R级或AMR≥1级的AUC为0.92。目前，dd-cfDNA检测方法已商业化，以Allosure®为代表的检测技术无需供体和受体基因分型，已通过多中心注册研究（D-OAR研究）验证。当临床怀疑ACR或AMR，优先推荐dd-cfDNA检测以减少不必要的活检。
02
基因表达谱（GEP）
Gene Expression Profiling
图2. AlloMap通过基因表达谱监测宿主免疫反应状态
基因表达谱（GEP）是由11个基因组成的评分模型。通过对外周血单个核细胞中7000多个候选基因的分析，CARGO研究形成了AlloMap®模型，用于区分ACR≥3R级患者。研究表明，该模型的阴性预测值（NPV）超过99%。随后进行的IMAGE研究显示，与EMB相比，GEP监测在移植后≥6个月的低风险患者中表现出非劣效性，其两年事件发生率相似（EMB组15.3%，GEP组14.5%）。
03
微小RNA
MicroRNAs
图3. MicroRNAs评分动态监测宿主免疫反应状态
MicroRNAs (miRs)是一种调节蛋白质表达的微小RNA序列（约22个核苷酸）。随着二代测序技术的发展，在人类中已经发现了超过2000个miRs，已知一半以上的蛋白质编码基因受miRs调控。Duong Van Huyen及其同事的一项研究最初评估了MicroRNA在CAR监测的运用。该研究分析了14个预先选择的miRs在监测CAR的潜力，最终在组织和血液中识别出4个与ACR和AMR相关的miRs，AUC为0.90，并发现可以区分ACR和AMR的特定表达模式。其后，GRAfT研究开发了一套基于miRs的评分模型，可用于ACR和AMR的诊断，并可用于ACR和AMR的动态监测，AUC分别为0.94和0.82。尽管这些方法表现出良好的潜力，但其临床适用性仍需进一步验证。
03.
分子诊断实施的障碍和限制
当前分子诊断的发展面临多种挑战，包括：
1. 缺乏标准化的生物标志物开发流程；
2. 外周血无创监测方法的阳性预测值（PPV）较低，主要用于低风险患者的监测；
3. 技术复杂性和高成本限制了其广泛应用。此外，许多分子技术仅在移植后早期进行了研究，无法直接用于治疗指导。
04.
未来的发展方向
未来，分子生物标志物可能在明确诊断CAR的不同亚型方面发挥更大作用，并允许基于真正的“液体活检”开启靶向治疗。例如，结合dd-cfDNA、MicroRNA和GEP的多标志物检测有望在敏感性和NPV上实现突破，同时提高特异性和PPV。同时，随着CAR病理生理学研究的深入，除了作为生物标志物的作用外，这些基因组分子还可能参与CAR新治疗策略的研发。从COVID-19大流行中，已经证明升高的游离DNA具有免疫原性。这些理论有助于开发新的治疗策略，如运用重组人DNA酶和Dornase α降解患者的细胞游离DNA，有望改善患者预后。
文章总结
通过基因组学、转录组学和蛋白质组学的多组学分析，心脏移植排斥反应的监测正趋向更加个性化和精准化。结合dd-cfDNA、MicroRNA和GEP的检测，未来有望实现不依赖EMB的ACR或AMR诊断，为患者带来更精准的治疗策略。
参考文献：
写在最后
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图文：三观
审核：往观
编辑：往观
编审：仓观
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