植入传感器检测小鼠器官排斥的早期迹象

《科学进展》杂志发表的一项新研究报告称，微孔支架可作为一种微创监测方法，在小鼠模型中检测移植失败前的排斥反应。

这些传感器是创建一种工具的第一步，该工具可以为医生提供有关移植患者器官排斥可能性的重要早期信息。

器官移植需要积极的免疫抑制治疗，以防止移植排斥。然而，过度的免疫抑制会增加罹患肿瘤和机会性感染的风险，而免疫抑制不足则会导致移植物损伤。

传统上，移植活检用于评估免疫抑制的有效性。然而，这些侵入性活检具有显著的变异性，并且是排斥反应的滞后指标。为了在移植失败前检测排斥反应，密歇根大学的一组研究人员使用了一种微孔支架，作为一种微创监测方法。

在小鼠接受心脏或皮肤移植后，微环境植入物会积累先天性和适应性免疫细胞，基因表达分析可以在移植失败的临床症状出现之前识别出急性细胞同种异体移植排斥 (ACAR) 的生物标志物。

初步研究将T细胞过继转移到不相容的同种异体移植物中，重点关注T细胞介导的排斥反应，随后在野生型动物中进行了验证研究。微环境支架允许频繁进行细胞采样，并且一组遗传生物标记物可以区分排斥同种异体移植物和健康移植物小鼠。

“由于免疫疗法的兴起，监测免疫反应的研究变得令人兴奋。这种对不良免疫反应的检测具有重要的医学意义，因为通常你直到器官开始失去功能时才知道有不良反应，”密歇根大学生物医学工程教授、该研究的共同作者 Lonnie Shi 说。

新工艺首先在皮下植入一个多孔支架，组织在支架的毛孔中发育。发育中的组织会血管化。最终效果是血管穿过这个空间，免疫细胞也在其中循环。

这种材料能够引发异物反应，从而募集免疫细胞。重要的是，这些细胞表现出组织特异性表型，而非循环表型，这使得研究人员能够随时间监测组织反应。

“当移植排斥的情况下免疫系统被激活时，你就可以在植入物上看到激活的免疫细胞，”石先生说。

评估组织免疫反应的能力可能成为研究免疫系统的有力工具。对细胞转录组进行序列分析，可以通过微创活检而非高风险的移植活检来检测潜在的器官排斥反应。

密歇根大学生物医学工程系博士后研究员 Russell Urie 表示：“实体器官移植存活被认为是现代医学最重要的成就之一，但我们常常忽视移植后维持移植器官健康所需的积极治疗。”

“这些植入式传感器可以检测到非常早期的排斥过程，这是迈向个性化移植后护理工具的第一步，并最大限度地减少移植接受者目前必须忍受的侵入性手术和毁灭性的副作用，”Uri 补充道。

“这对于儿童和青少年时期的器官移植接受者来说尤其重要，因为他们必须接受数十年的治疗和活检，甚至重复移植。”