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前沿速递|STAR 工作组 2025 报告:供体来源游离 DNA(dd-cfDNA)检测的标准化之路与临床应用展望
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2026-02-01
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供体来源游离 DNA(dd-cfDNA)作为无创监测移植物损伤的生物标志物,近年来在实体器官移植领域的应用日益广泛。2023 年,移植致敏:风险评估(STAR)工作组专门成立研究团队,聚焦 dd-cfDNA 实验室检测的分析有效性与临床应用规范,其研究成果以《2025 年供体来源游离 DNA 报告:以分析有效性为基础,实现合理有效的临床应用》为题发表于《American Journal of Transplantation》2026 年第 26 卷。该报告系统梳理了 dd-cfDNA 检测的技术现状、影响因素及标准化路径,为临床规范应用提供了关键参考。

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Part.01

研究背景
dd-cfDNA 是移植物损伤时释放到受者循环中的供体来源游离 DNA,凭借无创性优势,已被多个移植学会认可用于移植物监测。然而,当前检测面临三大核心挑战:
1.技术方法异质性大,定量方式与阈值设定缺乏统一标准;
2.实验室质量保证体系尚未建立,去中心化检测的分析一致性不足;
3.生物变量与临床混杂因素影响检测结果解读,临床有效性需进一步明确。
STAR 工作组强调,建立标准化的 dd-cfDNA 检测体系是开展真实世界多中心研究、明确其临床应用场景的前提,对提升移植诊疗水平具有重要意义。

Part.02

dd-cfDNA 的生物学基础与临床价值

(一)生物学特性

  • 健康人血浆中游离 DNA(cfDNA)90% 源于白细胞,半衰期仅数分钟至 1 小时,受生理状态、生活方式及疾病影响;
  • dd-cfDNA 是移植物损伤(如排斥反应)时释放的特异性标志物,25 年前已通过 PCR 技术在大鼠及人类移植模型中证实;
  • 作为 "液体活检" 指标,dd-cfDNA 可反映移植物健康状态,但特异性有限 —— 感染、慢性损伤等非排斥因素也可能导致其升高。

(二)临床优势

与肌酐、eGFR、肝肾功能指标等传统标志物相比,dd-cfDNA 对急性移植物损伤的检测更敏感、更早:

  1. 作为筛查工具减少不必要的侵入性活检;
  2. 早期提示移植物损伤,为干预治疗争取时间;
  3. 辅助评估免疫抑制剂调整后的移植物 "静息状态",或预测远期不良事件风险。

Part.03

当前 dd-cfDNA 检测方法学现状

dd-cfDNA 检测的核心是通过遗传标记区分供体与受者 DNA 并定量,主流技术路径如下:

(一)技术演进

  • 早期:依赖定量 PCR 技术,以 HLA 或 Y 染色体为标记,但适用性有限,需供受者单独基因分型;
  • 突破:2011 年全基因组单核苷酸多态性(SNP) shotgun 测序技术问世,实现通用型检测;
  • 现状:形成随机测序与靶向检测两大技术方向,结合下一代测序(NGS)、数字 droplet PCR 等平台应用。
检测模式
特点
定量方式
优势说明
中心化检测
商业实验室集中检测,目前应用广泛
相对定量(% dd-cfDNA)为主
技术成熟,需外部送检,周转时间较长
去中心化检测
移植中心 HLA 实验室开展,使用商品化试剂盒
相对定量 + 部分平台支持绝对定量(供体拷贝数 /mL)
周转时间短,可整合供体特异性抗体数据,需实验室验证性能
注:绝对定量仅通过数字 droplet PCR 或特定 NGS 平台实现,与相对定量结合可提升排斥反应鉴别准确性;目前中心化检测多处于 β 测试阶段,市场定价尚未明确。

Part.04

影响检测有效性的关键因素

(一)分析前因素

  • 样本来源:血液 / 血浆、尿液、支气管肺泡灌洗液等样本中 dd-cfDNA 水平差异显著(如肾移植稳定受者血液中 dd-cfDNA<1%,尿液中为 0.54%-81%,中位数 39.5%);
  • 样本处理:采集储存条件、cfDNA 提取方法影响回收率与片段大小,进而干扰定量结果;
  • 供体 DNA 可及性:部分方法需供体基因分型,缺失时依赖生物信息学分析,不同平台性能差异较大。

(二)分析性能因素

  • 检测限值:不同方法的上下检测限差异显著,需结合生物变异设定阈值(健康人 cfDNA 个体内变异 25%、个体间变异 30%);
  • 器官特异性:稳定肾移植受者 dd-cfDNA 水平低于肺移植受者,且变异度不同(肾:个体内变异 21%、个体间变异 37%;肺:个体内变异 25%、个体间变异 53%);
  • 参考范围:需按样本类型(血浆、尿液等)和器官类型分别设定,目前缺乏统一标准。

(三)质量保证现状

  • 缺乏针对 dd-cfDNA 的外部能力验证(PT)程序,实验室间结果可比性差;
  • 无统一的 cfDNA 定量定义,阻碍不同实验室数据互认;
  • 现有去中心化检测试剂盒的性能验证多依赖与中心化实验室的一致性对比,缺乏第三方 unbiased 评估。

Part.05

临床有效性:这些因素影响结果解读
dd-cfDNA 与移植物状态的相关性受多种生物及临床因素影响,临床应用需重点关注:

(一)供受者与器官相关因素

影响因素
具体影响
供受者亲缘关系
  一级亲属移植需检测更多 SNP 以保证准确性,部分检测对近亲移植的精准度较低
供体器官质量与类型
  器官大小、移植类型(双侧肺 vs 单肺、全肝 vs 肝叶)影响基线水平;多器官移植受者即使无排斥,dd-cfDNA 也可能超阈值
器官特异性阈值
  心脏 / 胰腺异常阈值最低(心脏中位数 0.04%,四分位距(0.01%-0.10%),肾 / 肺约 1.2%,肝脏最高(5.3%)

(二)临床混杂因素

  • 受者特征:年龄(儿童心脏移植受者稳定期 dd-cfDNA 水平略高于成人)、白细胞异常(白细胞减少 / 增多)、基础炎症疾病、BMI(肾移植中 BMI 升高可能降低 dd-cfDNA 水平);
  • 干预与合并症:近期输血、血浆置换、感染(BK 病毒、CMV、COVID-19 等)、活检后机械损伤,均可能导致 dd-cfDNA 升高;
  • 免疫风险:高免疫风险受者(如高 PRA、交叉配型阳性)稳定期 dd-cfDNA 水平高于低风险者,需设定特异性阈值。

(三)移植时间窗影响

  • 早期(<1 个月):dd-cfDNA 水平最高,活体供肾移植受者早期水平低于尸体供肾,可能与缺血时间相关;
  • 中期(1-24 个月):多数受者稳定于<0.5%-1% 的基线水平,波动较小;
  • 远期(>3-5 年):总 cfDNA 下降导致 dd-cfDNA 相对比例升高,但绝对数量无变化,需避免误判。

(四)阈值设定:群体标准 vs 个体基线变化

  • 群体统一阈值:应用广泛,但受个体变异影响(稳定受者个体间变异 20%-40%);
  • 个体基线变化:纵向监测中,肾移植受者 dd-cfDNA 升高 149%、肺移植受者升高>73%,对亚临床损伤的检测敏感性更高;
  • 预警价值:心脏移植受者排斥反应发生前 1-2 个月、肾移植受者前 1-6 个月,即可出现 dd-cfDNA 升高。

Part.07

核心结论与临床应用建议

(一)关键结论

  1. dd-cfDNA 检测对急性移植物损伤的阴性预测值较好,但阳性预测值有限,无法单独作为病因诊断依据;
  2. 异常 dd-cfDNA 结果需结合活检进一步明确损伤原因(排斥 vs 感染等),不能替代侵入性检查;
  3. 去中心化检测是未来发展方向,但需先建立统一的实验室指南与质量控制标准;
  4. 分析有效性是临床有效性的前提,未解决检测标准化前,无法明确特定临床场景的应用规范。

(二)临床应用要点

  1. 结合检测平台特性、器官类型、移植时间窗及受者免疫风险解读结果,避免套用统一阈值;
  2. 排除感染、近期输血、活检损伤等混杂因素后,再判断是否提示排斥反应;
  3. 高免疫风险或近亲移植受者,需选择检测 SNPs 数量充足的平台,提升结果准确性。

Part.08

未来展望:标准化与临床转化之路

STAR 工作组提出,dd-cfDNA 检测的未来发展需聚焦三大方向:

  1. 建立标准化体系:制定去中心化检测的实验室指南、质量控制标准及外部能力验证程序,实现不同平台、实验室间的结果可比;
  2. 开展针对性研究:通过前瞻性多中心试验,明确不同器官、不同免疫风险人群的特异性阈值与诊断算法;
  3. 明确临床价值:评估 dd-cfDNA 监测对移植物存活率、患者预后及成本效益的影响,界定其在筛查、干预指导中的最佳应用场景。

随着标准化进程的推进,dd-cfDNA 有望成为移植后精准监测的核心工具,为实现个体化诊疗、改善患者长期预后提供有力支撑。

编辑:陈鹳颐


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