文摘
审核的目的。巨大的努力正在取得在移植社区调查新型生物标记,使移植临床医生确定病人同种异体移植物排斥反应的风险或那些将开发宽容,这样免疫抑制可能是安全地最小化甚至理想撤回。尽管取得了重要进展在几个潜在的生物标记物的鉴定宽容,拒绝,或者两者兼有,验证和演示的临床效用仍然需要测试,这将需要国际合作网络。重要的是要注意,再现性的不同表达基因可能是受许多因素如基因排序和选择方法,固有的差异类型和阈值的选择。然而,由于微阵列分析是昂贵和费时和统计评估通常是非常困难的,基因表达分析使用RTPCR方法现在推荐。结论。在器官移植领域,gene-expression-based决定可能有助于改善病人和移植肝的结果也有大量的研究表明,基因表达分析是可行的。
1。介绍
尽管改善病人和短期移植肾存活在过去的十年中,可能是因为更新和更具体的免疫抑制药物除了改善手术和医疗关心,长期移植肾移植失败继续瘟疫immune-dependent和独立因素继续导致失败。即使是发病率和死亡率仍远高于一般人群,主要是由于免疫抑制治疗的并发症。许多有前途的观察人类肾脏收件人显示独特的蛋白质和基因签名可能识别损伤的生物标志物,以及潜在的治疗目标。其中一些可能是通过非侵入性方法和可能因此在临床领域是非常有用的(1,2]。
非特异性etiopathogenic贪污实质病变在同种异体移植物活检,移植肾功能进化使用代理标记移植功能障碍,如血清肌酐或蛋白尿,和间接测量同种免疫的反应的免疫抑制剂的使用血槽水平是当前标记使用全球在诊所在肾移植3]。
2。同种异体移植物的生物标志物的结果
移植社区调查中巨大的努力正在取得新的生物标记物在不同生物水平,使移植临床医生确定病人同种异体移植物排斥反应的风险,或者相反,免疫抑制的病人可以安全地最小化甚至理想撤回,因为他们的生物适应性接受肾移植。寻找生物标志物的公差或拒绝一直聚焦在不同生物的水平,包括分析血清寻找同种抗体,外周血单核细胞(PBMCs)使用不同的技术(流式细胞术、微阵列和逆转录PCR),分析尿液的蛋白质,肽或转录组水平,移植手术活检组织学评估,,最后,功能分析测量alloreactive或抗病毒PBMC反应。因为相对容易诱导永久接受肾移植与最少的免疫抑制小鼠,一些团体评估某些基因的表达在拒绝或永久贪污接受在外周血和移植物内组织。有趣的是,两个特定基因片段的评估如tolerance-associated基因1、线粒体蛋白t细胞凋亡(TOAG-1)和a - 1, 2-mannosidase (N-glycosylation相关基因的膜结合和分泌蛋白质)在肾和心脏移植大鼠模型被证明是表达下调在外周血和肾移植前和在急性和慢性排斥反应和移植物的诱导过程中高度表达和维护验收具有特异性高、重现性好(4]。
3所示。正在进行的研究
临床和实验观测表明,同种异体移植物排斥与多个组件是一个复杂的过程,至少部分,功能冗余。研究使用移植接受者缺乏某些基因包括趋化因子、细胞因子、和其他immune-associated基因会产生延迟的表型,但不是无限期的预防,但被拒绝。只有一小部分基因缺失(如TCR_或_,MHC I和II, B7-1 B7-2,和recombinase-activating基因)允许永久贪污接受暗示拒绝策划的一个复杂网络相关的炎症和免疫反应。调查这一复杂过程,寡核苷酸微阵列已经用于生成定量mRNA表达谱后移植。的基因表达模式和实时PCR数据证实。层次聚类算法明显分化的早期和晚期阶段被拒绝。自组织映射确定集群的协调调控基因。基因调节之前在早期阶段包括基因的生物功能与缺血有关,伤害,和Ag-independent先天免疫,而基因调节阶段末被浓缩与适应性免疫相关的基因(5]。
有几个阶段进行微阵列分析(6:微阵列的制备;代荧光目标的RNA样品杂交探针,数据采集:扫描的信号强度的杂化标记探针,然后数据分析通常实施的最具挑战性的组成部分。一般来说,互补脱氧核糖核酸微阵列实验需要超过50微克目标组织的总RNA,而5微克对益生元数组试验可能就足够了。此外,在一个芯片,控制样本(例如,正常与病变组织相比)同时分析以及测试样本在同一芯片。
高微阵列技术的发展评估多个基因的表达和蛋白质的定量的变化在人类细胞中,等离子体或tissues-will为小说提供机会洞察组织损伤和疾病的分子途径过程(7- - - - - -12]。最近,诊断的敏感性、特异性和准确性的组织学诊断使用这种技术已得到改进13,14)和生物标志物面板和个人生物标志物已确定在同种异体移植物改善诊断,预后和潜在治疗分类的急性排斥反应(15- - - - - -18]。
4所示。基因表达:新的诊断在器官移植手术
非侵入式如外周血来源越来越多的有针对性的提供器官移植领域的信息(19- - - - - -22]。
受体基因表达是移植物植入后发生了深刻的变化。这些拒绝伤害的变化特征。表达基因的生物功能主要包括生物类别的细胞过程相关免疫信号转导,细胞骨架重组、细胞凋亡和强调的参与cytokine-activated Jak-Stat通路和干扰素信号淋巴细胞活化增殖,趋化性和附着力23]。
科恩感到et al . 2010年,已经观察到等离子体蛋白质组的变化特点是平行的血浆蛋白的变化,包含过程与炎症有关,补体激活凝血,伤口修复,这明显不同患者群体有或没有活检确诊急性排斥反应(24]。
Martinez-Llordella et al ., 2008年报道,测量少量的基因的表达水平在外周血可能有助于准确地识别肝脏受者能够接受他们的移植没有药理的免疫抑制。验证这些发现的潜在的免疫抑制断奶试验敞开大门的撤军的可能性高的移植受者的免疫抑制药物的可能性被宽容。此外,功能的表达模式的分析表明,分子途径参与先天免疫细胞的激活和功能类型(NK和TCR + T细胞)是中央维护操作肝移植后宽容。所有这些发现解释的价值外周血转录分析肝移植受者的免疫监控,并提供洞察人类同种异体移植物耐受的发病机理(25]。
在这个方向,不同的效应,监管和细胞毒性细胞因子的基因表达,也被分析。不同的表达模式的选择基因已经被报道在同种异体移植物排斥反应调节或表达下调(T细胞或抗体介导),在nonimmune-mediated移植同种异体移植物功能障碍或有稳定运作。初步报告,从两大财团,表明患者观察到类似的观察宽容,以增加b细胞基因的表达与患者在常规免疫抑制(26,27]。有趣的是,在这样的方向,低的mRNA表达b细胞标记CD20已经观察到在移植失败由于t细胞或抗体介入拒绝与那些有良好的课程(28]。此外,南特集团表明增加mRNA水平的两个有趣的标记(granzyme B和Tribbles-1)评估患者的外周血和移植组织接受慢性抗体介入拒绝与nonimmune-mediated慢性移植物功能障碍患者(29日,30.]。
松井等。31日)确定两个基因(H2-Ea和Frzb)长期存活的心脏移植中高度表达。此外,另一组最近报道的一个有趣的upregulation组特定的基因(TGF-b2, ppENK, GM2a、GITR IL-1R2)在调节性T细胞亚群)与宽容的皮肤移植(32,33]。
一些报道评估基因表达谱(GEP)在肾移植在不同的设置。使用DNA微阵列,它允许详细的测量基因表达在全球范围内,在移植组织样本和外周血,已被广泛应用。Sarwal et al。34]调查急性排斥的分子基础分析基因表达模式在67年使用DNA微阵列同种异体移植物活检。有趣的是,患者的广泛差异基因表达相同的组织学观察模式的急性排斥反应。这种差异与不同的免疫和细胞功能以及不同的临床结果。
分子描述使用Affymetrix DNA微阵列(http://affymetrix.com)已经被Flechner评估等。35),同时使用外周血和移植组织样本在同一时间。他们能够显示一个独特的签名与表达upregulation某些免疫/炎症和profibrotic / fibrotic-associated基因高班夫得分病变患者,患者在钙调磷酸酶抑制剂(CNI),和运作良好的移植患者移植。
5。器官移植领域的临床应用
在同一个方向,Mas et al。36),使用Affymetrix微阵列在17从18肾移植患者肾组织样本,确定一套728 -探针与免疫反应相关基因(细胞因子、趋化因子和受体的基因)和纤维化和细胞外基质沉积,11之间差异表达与组织学证实肾脏损伤的慢性排斥反应和七个移植控制。
另一方面,Brouard et al。37)报道,一个潜在的宽容基因签名使用pan-genomic互补脱氧核糖核酸微阵列和实时(RT)在PBMCs pcr。有趣的是,他们能够屏幕17肾移植患者操作宽容和与病人发生急性或慢性排斥反应相比,其他有运作良好的移植和健康志愿者。宽容“足迹”的49位基因能够正确地分离宽容和慢性排斥反应特异性高的表型(100%)和敏感性(90%)。同时,他们可以识别这个基因签名六22名患者的免疫抑制。八个健康的重要的是,没有一个年龄组的显示,“宽容的指纹,”表明它不仅是基因签名的免疫抑制。costimulatory基因的表达和早期和晚期的标志t细胞活化在宽容的病人减少,许多改变growth-factor-beta-regulated基因被有趣的调节。类似的,但在肝脏移植手术设置,Martinez-Llordella et al。38),使用微阵列分析其次是rt - pcr、能够描述一个宽容基因表达特征在一组初始的17宽容和21 nontolerant肝移植受者最初包含68个基因,它由大量的记录与自然杀伤和gdT细胞。
在肺移植受者,徐et al . 2005年,利用这个高度敏感的方法使用小,诊断了同种异体的活检标本。记录签名通过这种方法表明,气道和肺泡对拒绝的反应不同,支气管活检标本评估淋巴细胞性支气管炎和慢性排斥反应但不代表transbronchial活检标本。此外,他们揭示气道变化所涉及的特定基因的表达宿主防御和改造建议测量记录相关的淋巴细胞性支气管炎可能对组织病理学诊断代课(39]。邓et al . 200640)报道,基因表达检测可以检测缺乏中度/重度rejection-although这需要更多临床experience-thus避免活检在某些临床设置心脏移植受者。
Bodonyi-Kovacs et al . 201041)已经表明,炎症和免疫活动的生物标志物检测在术中肾移植同种异体移植物活检与短期posttransplantation不良临床结果。此外,他们认为有针对性的聚合酶链反应的基因表达分析捐赠肾脏移植的时候可以预测2年post-transplantation临床结果。
重要的是要注意,再现性的不同表达基因可能是受许多因素如基因排序和选择方法,固有的差异类型和阈值的选择。然而,由于微阵列分析不但昂贵而且耗时和统计评估通常是非常困难的,基因表达分析使用RTPCR方法现在推荐(42]。
6。结论
在器官移植领域,gene-expression-based决定可能有助于改善病人和移植肝的结果也有大量的研究表明,基因表达分析是可行的。