监测捐赠器官(如肾脏)的健康状况，可以通过寻找从供体排出的无细胞DNA进入受者的血液来加强。虽然结果通常以供体DNA相对于受体DNA的比例来报告，但Natera最近报道，宿主感染和拥有多个供体的器官可以改变这些水平。
这家总部位于加州圣卡洛斯的公司目前正在开发纠正这些变化的方法，并进一步完善其普洛斯佩拉测试，以监测肾移植排斥反应。
Natera合作2016年，加州大学旧金山分校的研究人员共同开发了肾移植监测测试，以及医疗保险承包商Palmetto GBA发布2019年普洛斯佩拉的当地覆盖决定草案。
就像该公司的旗舰无创产前检测(在母亲的血液中寻找胎儿DNA的比例)一样，肾移植检测使用大量的多重PCR和测序来询问大约14000个snp，并确定cfDNA的供体部分，以遗传不同的受体DNA的比例表示。
Natera器官健康部门的医学主任、普通肾病学家菲尔·戈捷(Phil Gauthier)在一次采访中说，该公司最近发现，有一些情况和条件可以改变供体或宿主的水平，从本质上扭曲了这个分数的分子或分母。
Guathier说:“我们已经理解了我们所谓的‘背景’无细胞DNA的重要性。”他说:“当这些测试最初开发时，选择了一个(截止)百分比，因为假设方程中的变量是供体cfDNA。”从本质上讲，假设受损的供体肾脏会释放越来越多的cfDNA，并且这一比例会增加，而背景或受体cfDNA保持不变。
“事实证明，这不是真的，”戈捷说。
Gauthier和他在Natera的同事在最近的美国肾脏病学会肾周虚拟会议上发表了一系列海报，描述了背景受体cfDNA因病毒感染而显著变化的病例。相反，他们也描述了由于多个捐赠者而增加的cfDNA。
Gauthier说，新数据“可能是第一次公开展示背景水平差异如此之大，并可能对测试表现产生深远影响这一事实。”
受体DNA的水平——本质上是移植监测测试分数的分母——可以波动。这与这类患者人群尤其相关，因为他们通常服用免疫抑制药物来帮助预防移植排斥反应，这使他们更容易受到病毒感染。
在一个案例研究中，研究小组发现，COVID-19的严重病毒感染导致宿主DNA水平增加了57倍。这些极高的水平有可能降低报告的供体分数，如果考虑到这些升高的水平，测试结果可能会更准确。
在这项研究中，一名50岁的女性在肾移植11个月后感染了COVID-19。她患上了急性肾损伤和败血症，需要一种称为肾脏替代疗法的治疗，其中包括透析等干预措施。在大约六周的时间里，她还接受了五次Natera prosperera测试，以监测肾脏排斥反应。
根据ASN海报，第一次测试是在入院后第23天进行的，当时患者的cfDNA水平是康复时最终稳定基线水平的57倍。
在另一张海报中，Natera的科学家和合作者对三名病毒感染后的肾移植患者进行了测试。
1例患者在移植后7个月出现BK病毒感染，移植后14个月出现单纯疱疹病毒和食管巨细胞病毒感染。他的测试显示，捐赠者来源的cfDNA的比例为0.38%，低于增加主动排斥风险的1%的临界值，但在一项单独的大型研究中，背景DNA的水平比中位数高出21倍研究．捐献肾脏的活检证实了急性T细胞介导的排斥反应。
第二名患者的供体来源的cfDNA分数为0.28%，但背景cfDNA升高了7倍。活检发现BK病毒相关肾病和急性T细胞介导的排斥反应。
第三个病人在移植一个月后得了登革热。6个月时，她的活检显示抗体介导的主动排斥反应，但普洛斯佩拉检测结果显示。16%来自供体的cfDNA。然而，她的背景cfDNA比标准中值高出13倍。
作者建议在病毒感染期间和之后对肾移植受者进行连续监测，以便正确解释cfDNA测量值。
Gauthier解释说，cfDNA是免疫反应的一部分，可以被细胞积极分泌，它也与细胞损伤有关，如严重的全身感染引起的细胞损伤。除了病毒感染，癌症和肥胖等其他疾病也会增加宿主的无细胞DNA水平。此外，Natera最近还介绍了数据在移植学会年会上发表的一项研究表明，肌肉损伤，比如手术后发生的肌肉损伤，可以使宿主cfDNA升高5倍。
Gauthier说，这种现象已知也会发生在液体活检和无创产前检查中。例如，一个审查今年发表的一篇论文发现，NIPT测试的不应试率随着母亲肥胖的增加而增加。在NIPT测试中，该测试未能检测出相对于母亲分数的显著胎儿分数。
总的来说，这些结果“极大地改变了我们对这项测试表现的理解，”Gauthier说。特别是，这一结果“引起了人们对这样一个事实的关注，即患有各种感染的患者可能有非常高的背景，然后抑制供体部分，即使存在排斥反应，也可能导致假阴性测试。”
由于这些背景发现，Natera正致力于改进其prosperera测试，将背景水平整合到测试结果中。该公司推出了一项大型多中心试验，名为通过检测背景细胞游离DNA水平来增强普洛斯佩拉测试，或PEDAL目标在多个移植中心招募500名患者。
Gauthier说，具体来说，该试验旨在通过将普洛斯佩拉结果“不仅仅作为一个分数，而是作为一个根据背景水平进行某种调整的分数”来提高测试的敏感性和特异性。潜在的调整包括将结果表示为根据背景水平调整的百分比，或者将供体来源的cfDNA的百分比乘以背景以得出供体cfDNA的原始数量。
Natera还在整理重复移植的数据，在重复移植中，一个样本中可能有多个供体DNA来源。
Guathier说，接受肾移植的患者通常不会摘除自己的肾脏，这一点并不为人所知。取而代之的是宿主的肾脏原位，供体肾脏被放置在骨盆下部，这样患者在手术后通常有三个肾脏。
Gauthier说，如果第一次肾移植失败，有时需要进行第二次肾移植，并将其移植到骨盆的另一侧。
大约10%的肾移植符合这种描述，在这种情况下，患者最终会有四个肾脏，其中两个可能会脱落两个不同捐赠者的cfDNA。
Natera在ASN上展示了一项小型研究的数据，该数据显示，在第二次移植后稳定的患者中，供体来源的cfDNA的总体水平略高，但结果没有统计学意义。尽管如此，那些经历了第二肾排斥反应的患者与没有经历排斥反应的患者相比，cfDNA仍然显著升高。
Gauthier说:“像这样的测试是否适用于拥有不止一个非自我cfDNA来源的患者一直是一个争论的焦点。”
类似的情况也会发生在患者接受多个捐赠者的器官捐赠时，比如一个捐赠者的肾脏和另一个捐赠者的肝脏。
最近的一次估计这为Natera的肾移植监测提供了20亿美元的市场机会，每年有2万例新的肾移植手术，超过20万名患者患有移植手术。
cfDNA肾移植监测领域的竞争对手包括CareDx的Allosure。对于其他实体器官，TAI诊断公司有一种名为MyTAI heart的心脏移植排斥测试曾说过该公司还打算将其技术应用于肾脏移植。vwin德赢ac米兰合作移植基因组公司最近收购了有一个测试叫做TruGraf但该测试使用的是基于血液的生物标志物检测，而不是来自捐赠者的cfDNA水平来检测排异反应。
Gauthier说，Natera的竞争优势来自于其检测到的大量snp，以及在非侵入性产前检测方面的丰富经验。
他说:“我们在移植中对供体部分进行分馏的方式与我们在产前[检测]中所做的完全相同，自2009年以来，我们已经进行了超过200万次无细胞DNA检测，今年可能会超过300万次。”
Gauthier说，该公司也开始利用肿瘤学和移植监测之间的协同作用，“肿瘤学和移植之间有很大的相互作用。”
接受组织移植的病人患新创和复发性癌症，因为他们需要接受免疫抑制疗法。也有癌症可能导致需要移植。
该公司已经成立了一个名为NITO的委员会，即Natera移植和肿瘤创新委员会，并将启动三个多中心试验，利用其肿瘤测试Signatera来帮助移植患者，并利用其移植测试Prospera来帮助癌症患者。
这三项研究分别为:肾移植候选者中的结直肠肿瘤研究(CONCERT)、肝癌中的Signatera研究(SIGNAL)和癌肾移植受者中的普洛斯佩拉研究(PARC)。
Gauthier说:“目前还没有其他无细胞DNA公司在移植和肿瘤学领域都有产品，很多从事移植手术的人对此非常感兴趣。”
Gauthier说，任何测量非宿主DNA占宿主DNA百分比的测试都可能存在类似的问题。他说:“我们的测试的不同之处在于，我们已经找到了一种方法，可以在不改变工作流程的情况下测量每个样本的背景水平。”