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为解决肾移植后急性排斥（AR）相关问题，研究人员对儿童肾移植受者血浆 cfDNA 甲基化展开研究。发现 AR 与非 AR 样本间有 1269 个差异甲基化基因、533 条相关通路，涉及免疫、脂质代谢等，有助于理解 AR 病理机制。
在医学领域，肾脏疾病一直是困扰人类健康的难题，尤其是终末期肾病（ESKD）。在美国，近 6000 名儿童受其影响。肾移植是目前治疗 ESKD 的首选方案，然而现实却不尽如人意，移植肾的平均存活时间仅 10 - 20 年。急性排斥（AR）作为威胁移植肾寿命的重要因素，不仅会增加慢性排斥、移植物丢失和患者死亡的风险，还像一团迷雾，其背后的分子机制尚未完全明晰。
当前，虽然有一些检测 AR 的方法，比如供体特异性抗体检测、尿液和血浆生物标志物检测以及供体来源的游离 DNA（dd - cfDNA）检测，但这些方法都存在一定的局限性。dd - cfDNA 检测虽然在临床上可辅助诊断移植物损伤，但其作为筛查工具的实用性存疑，灵敏度波动大，且无法区分 AR 与其他形式的肾损伤，也难以揭示 AR 引发的分子变化机制。在这样的背景下，研究人员迫切需要找到新的突破点，深入探究 AR 的分子机制，以提高对 AR 的诊断和治疗水平。
来自国外 Children's Mercy Hospital 的研究人员勇敢地迎接了这一挑战。他们开展了一项针对儿童肾移植受者血浆游离 DNA（cfDNA）甲基化的研究，旨在阐明 AR 存在与否时血浆 cfDNA 甲基化的差异，期望借此发现参与排斥发病机制的基因和过程。最终，研究取得了令人瞩目的成果，该研究成果发表在《Clinical Immunology》上。这一研究对于深入理解 AR 的病理生理学机制具有重要意义，为未来开发更精准的诊断方法和治疗策略奠定了坚实基础。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，从儿童肾移植患者身上收集血浆样本，这些样本均来自于临床指示的肾脏活检当天，样本来源于一家独立儿童医院（Children's Mercy Hospital）。然后，对收集到的血浆样本中的 cfDNA 进行分离。最重要的是，采用全基因组亚硫酸氢盐测序（WGBS）技术，该技术能够在高深度下对样本进行分析，平均每个样本可识别约 110 万个 CpG 位点，且每个位点的覆盖度均大于 10 倍。
血浆 cfDNA 甲基化组景观的表征
研究人员从 2019 年 3 月至 2023 年 2 月，收集了 20 例儿童肾移植受者临床指示肾脏活检时的血浆样本，并对其中的 cfDNA 进行分离。通过 WGBS 技术对血浆 cfDNA 甲基化组景观进行了深入分析。结果显示，平均每个样本可识别出 110 万个 CpG 位点，且覆盖度良好。这一结果为后续分析奠定了坚实的数据基础。
差异甲基化分析
研究人员对比了急性排斥（AR）存在（N = 7）与不存在（N = 9）时的样本，以及临界排斥（N = 4）与排斥、非排斥样本。发现在 AR 与非 AR 样本之间，存在 1269 个差异甲基化基因，这些基因对应着 533 条信号通路。而且，与临界样本对比时，相关差异甲基化基因和通路的数量要多 4 - 13 倍。这表明 AR 与非 AR 样本之间的甲基化差异显著，且这种差异涉及众多基因和通路。
富集通路分析
进一步对 AR 与非 AR 样本之间的富集通路进行分析发现，这些通路与免疫细胞 / 炎症反应、脂质代谢以及色氨酸 - 犬尿氨酸代谢密切相关。这意味着这些通路的差异甲基化很可能在 AR 的发生发展过程中发挥着重要作用。
研究表明，血浆 cfDNA 甲基化在肾移植受者的 AR 病理生理学中具有重要意义。研究人员通过对血浆 cfDNA 甲基化组的研究，揭示了 AR 与非 AR 样本之间大量的差异甲基化基因和相关通路，为理解 AR 的分子机制提供了新的视角。这些发现不仅丰富了人们对 AR 发病机制的认识，还为开发基于血浆 cfDNA 甲基化的新型生物标志物和治疗靶点提供了理论依据，有望在未来改善肾移植患者的预后，提高移植肾的存活率，对肾移植领域的临床实践和研究发展具有深远的推动作用。
