福尔马林固定活检的分子谱型：诊断心脏移植排斥反应的新范式

引言：心脏移植中的诊断挑战

数十年来，心内膜心肌活检（EMB）一直是监测心脏移植受者排斥反应的金标准。然而，传统的组织学评估——依赖于Banff分类——存在固有的局限性。观察者间的一致性仍然较低，而光镜下可见的形态学变化往往代表了生物过程的终末阶段，而不是其初始阶段。在精准医疗时代，迫切需要客观、可重复且以分子驱动的工具来补充传统病理学。

尽管像分子显微镜诊断系统（MMDx）等分子诊断技术取得了显著进展，但它们通常需要新鲜冷冻组织，这使临床工作流程和物流变得复杂。Giarraputo等人最近发表在《欧洲心脏杂志》（2025年）上的研究介绍了一项突破：一种专门用于心脏移植排斥反应的分子诊断系统，使用福尔马林固定、石蜡包埋（FFPE）活检样本。这一发展允许使用标准临床样本，可能彻底改变全球心脏排斥反应的诊断和管理方式。

研究亮点

1. 开发并验证了首个使用标准FFPE-EMB样本的心脏排斥反应分子诊断系统。
2. 对抗体介导排斥（AMR）和急性细胞介导排斥（ACR）的诊断准确性高，ROC-AUC值均超过0.80。
3. 识别出不同的转录组特征：AMR涉及干扰素-γ和内皮激活；ACR涉及T细胞受体和CD28信号传导。
4. 实施自动化报告系统，弥合复杂基因组数据与临床决策之间的差距。

未满足的医疗需求：超越传统组织学

心脏移植排斥反应仍然是移植受者发病率和死亡率的重要原因。急性细胞介导排斥（ACR）和抗体介导排斥（AMR）需要不同的治疗策略。误诊可能导致治疗不足，增加移植物丢失的风险，或过度治疗，增加感染和恶性肿瘤的风险。

现有的分子工具显示出前景，但由于需要特殊组织处理而受到限制。FFPE样本是全球每个病理科的标准。通过解锁这些保存组织中的分子信息，临床医生可以在不改变既定临床工作流程的情况下，更深入地了解移植物内的生物学环境。

研究设计和方法

这项国际多中心研究（NCT06436027）建立了一个深度表型化的队列，以开发和验证分子分类器。研究人员利用了Banff人体器官移植（B-HOT）小组，这是一种靶向基因表达谱型工具，旨在评估与移植生物学相关的转录本。

队列特征

该研究共包括671例活检。主要队列包括591例活检，进一步分为衍生集（n = 475）和内部验证集（n = 116）。为了确保结果的普遍性，还使用了80例活检的外部验证队列。活检样本代表了一系列临床状态，包括AMR（n = 188）、ACR（n = 289）和匹配的非排斥对照（n = 114）。

分子分类

使用B-HOT小组，研究人员分析了FFPE-EMB样本中的基因表达模式。他们开发了特定的分子分类器用于AMR和ACR，通过区分（ROC-AUC）和校准指标评估其性能。结合临床数据和组织学分级，为验证这些分子特征提供了全面的框架。

关键发现：定义排斥反应的分子景观

该研究揭示了不同类型排斥反应相关的不同生物学途径，提供了对移植物免疫反应的机制见解。

抗体介导排斥（AMR）

AMR的特征是涉及干扰素-γ（IFN-γ）通路的强大分子特征。鉴定出的显著转录本包括：
1. 内皮激活：反映供体特异性抗体（DSAs）在移植物血管内的主要靶点。
2. 单核细胞-巨噬细胞募集：强调先天免疫细胞在抗体结合后介导组织损伤中的作用。
3. 补体激活：虽然不是唯一驱动因素，但经典补体级联反应相关通路上调。

急性细胞介导排斥（ACR）

相比之下，ACR表现出以T细胞介导的免疫为主的特征。关键转录本包括：
1. T细胞受体（TCR）信号传导：表明受者T淋巴细胞直接识别同种异体抗原。
2. CD3和CD28信号传导：T细胞激活和共刺激的标志物，对于效应T细胞的增殖至关重要。
3. 细胞毒性分子：颗粒酶和穿孔素，反映细胞毒性T细胞对心肌细胞的主动破坏。

诊断性能

分子分类器表现出令人印象深刻的准确性。在内部验证队列中，AMR的ROC-AUC为0.812，ACR为0.849。这些结果在外部验证队列中得到了验证（AMR AUC：0.822；ACR AUC：0.815）。此外，分子评分与根据Banff分级定义的病理严重程度高度相关，表明随着组织学损伤的进展，分子信号增强。

专家评论：连接病理学和精准医学

FFPE基础系统的开发是一项重要的物流胜利。以前的分子系统需要“稳定”的组织，这意味着临床医生必须额外取活检专门用于分子检测——这一过程并不总是可行或具有成本效益。通过使用与组织学相同的切片，该系统确保分子数据与病理学家查看的组织完全对应。

该研究最创新的方面之一是自动报告。基因组数据对执业临床医生来说可能过于庞大。通过将原始表达数据转换为包含明确概率评分的标准化报告，该工具从研究奇观转变为实用的“伴随诊断”。

然而，需要注意的是，目前应将分子诊断视为组织学的“伴随”而非替代。有些情况下，尽管存在组织学变化，但分子“静止”（潜在组织学过诊）；有些情况下，分子“炎症”先于组织学损伤（潜在早期检测）。未来前瞻性试验将确定仅根据分子评分治疗患者是否能改善长期预后。

结论

Giarraputo及其同事的研究标志着心脏移植医学的新篇章。能够在标准FFPE活检上进行靶向基因表达谱型分析，提供了一种可扩展、准确且可重复的方法来精确诊断移植物排斥反应。通过识别移植物内活跃的具体分子通路，临床医生可以更好地调整免疫抑制治疗，有望减少移植物失败的发生率，提高心脏移植受者的生活质量。

资助和临床试验信息

该研究已在ClinicalTrials.gov注册，标识符为NCT06436027。资金由各种国际心血管研究拨款和致力于移植创新的机构支持提供。

参考文献

1. Giarraputo A, Coutance G, Patel JK, 等. 心脏移植物排斥反应：移植物内靶向基因表达谱型的分子诊断. 欧洲心脏杂志. 2025年12月4日:ehaf949. doi: 10.1093/eurheartj/ehaf949. PMID: 41342627.
2. Loupy A, 等. 基因表达谱型和心脏移植活检的未来. 心脏和肺移植杂志. 2023年.
3. Haas M, 等. 2019年Banff肾脏会议报告（与移植小组开发相关）. 美国移植杂志. 2020年.