随着现代人生活压力的加大，饮食的健康程度下降，再加上世界人口老龄化严重，心脏病已成为人类头号杀手。
此图为柳叶刀的数据，各个年龄段的死亡人数和死因分布，图中红色三角形包含的深蓝色部分死因为心脏病 随着心脏病患病人数的急剧增加，发展相关的治疗手段也迫在眉睫。虽然心脏病的病因和治疗手段多种多样，今天我将重点讨论心脏移植。 由于手术水平和相关药物的逐渐改善，心脏移植已经逐渐成为一门成熟的心脏治疗方案。据专业人士统计，2015年前后，全球每年进行大约3500例心脏移植手术，这个数字每年都在增长[1]。和众多的器官移植手术面临的矛盾一样，心脏移植后的死亡诱因大多是器官排斥[2]。 目前监测排斥的“金标准”为【心内膜心肌活检术】。
心内取样示意图 这种方式无疑会给病人造成痛苦，尤其是这种入侵性很强的手术，会带来感染或某些不可预知的风险。另外，此手术费用很高，在美国医院中，心内膜心肌活检术（EMB）的平均价格为3297美金，将近两万元人民币。价格如此昂贵，手术入侵性又强，患者未来需要多次进行此手术来对心脏进行检测，这不但对患者的健康是一种风险，也会产生巨大的费用。另外，这种心脏的监测手段不是随时随地可以进行，很多时候心脏的问题都属于突发性质，和糖尿病一样，【预防】要比【应对】的意义要大很多。无疑，这种高风险，高费用的复杂手术无法满足这样的需求。 近些年来，Cell-free DNA（cfDNA）的检测技术得到了一些发展，相关的诊断方法可以克服以上所说的活检法的缺点。通过在体外对cfDNA的检测，患者可以对心脏的状态进行监控，积极预防心脏排斥反应，即时维护移植心脏，防止心脏坏死。 那么什么是cfDNA呢？通过字面理解，Cell-free即为在细胞外游离的DNA，那么为什么DNA跑到细胞外面去了呢？最主要有三个途径。 一. 细胞自然凋亡 人体在对组织更新换代时，细胞死亡后释放出胞内的DNA分子 二. 细胞分泌的DNA物质 一些细胞本身就会释放一些DNA物质。 三. 细胞的被动裂解 这样被释放出来的DNA片段，属于机体损伤的产物。来源基本为免疫系统对体内细胞的杀伤、物理或化学刺激产生的损伤。自身免疫性疾病、组织坏死、器官移植排斥等都会引发此途径。
细胞DNA进入血液的三种途径 有趣的是，正常人的细胞自然凋亡和平时分泌的DNA物质，会快速在血液中被代谢掉，所以血液中的cfDNA水平很低，唯有在第三种情况被触发时，血液中的cfDNA水平大大增加。 移植的心脏不属于患者本体，整个心脏的DNA都属于原捐献者。实验数据表明，在接受移植后的几星期，如果患者的身体接受了新的移植，患者体内游离的捐献者DNA将迅速减少。而对新心脏有排斥的患者体内，游离的捐献者DNA水平将居高不下[3]. 这对我们的启示是：对患者cfDNA水平进行监控，可以间接监控心脏的排斥情况，从而进行更有效的预防和治疗。 为了证明这个方案的有效性，以Iwijn De Vlaminck为首的一群科学家在斯坦福大学附属医院进行了实验。他们召集了65名病人，在他们进行心脏移植前，对他们和器官捐献者的DNA进行了测序。在移植手术结束后，在不同的时间点对这65名病人采血，并进行cfDNA分析，同时对65名病人进行心内膜心肌活检术。几个月后，分别用两种方法和实际发病情况进行比对，得出数据以将cfDNA监测法和活检法进行比较。
实验结果： 对65个病人的565份样本分析 cfDNA监测法的敏感度为58%，特异性为87% 和"金标准"活检法的敏感度为58%，特异性98% 从数据上看，cfDNA可以取代活检法，成为移植心脏排斥监测的主要手段。 cfDNA不但在数据上媲美活检法，而且具有更深远的临床意义。 首先，通过这个实验，科学家发现cfDNA监测法可以提前五个月探出排斥反应，机体如果排斥心脏，很早就会释放出信号，通过检测cfDNA,可以及时发现排斥征兆。而活检只能通过观察受损的组织进行诊断，器官如果已经受损，说明排斥反应已经存在很长时间了，这时才检测是不是为时已晚呢？ 并且，在排斥反应中，心肌受损不均匀，活检法很难采集到具有代表性的组织，也就是说，有可能在排斥严重的心脏中采集到略为健康的组织，而在轻度排斥的心脏中恰巧取到受损严重的部分。所以活检法几乎无法对排斥的严重性做出准确的判断，更多的可能是定性上的意义。而cfDNA监测法可以对游离DNA进行定量，有判断排斥严重程度的潜力，因而帮助医生进行更精准的治疗。 最后，cfDNA的检测手段仍可以改进，目标DNA的检测段数直接影响了实验中cfDNA的敏感性，所以改良后，cfDNA监测法的数据可能远远超过活检法。 基因检测是未来IVD的大趋势，cfDNA监测法也早在唐氏综合征和癌症领域证明了其巨大的优越性。目前还没有听说过将心脏移植cfDNA监测法商业化的公司。 让我们拭目以待。 引用：
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