Zirkulierende freie DNA aus dem Transplantat als Biomarker für den Organschaden in der frühen Phase nach Nierentransplantation

Abstract

In dieser monozentrischen prospektiven Kohortenstudie wurde über einen Beobachtungszeitraum von 12 Monaten bei 189 Patienten das Verhalten von zellfreier DNA aus Nierentransplantaten untersucht. Es wurde die Kinetik unmittelbar nach Transplantation sowie der Einfluss verschiedener patientenseitiger Aspekte wie Art der Organspende und das immunologische Risiko erfasst. Außerdem wurde der Einfluss von Akutereignissen im Beobachtungszeitraum wie Verschlechterung der Transplantatnierenfunktion, Rejektionen und Infektionen auf die Level der donorspezifischen zellfreien DNA betrachtet. In der untersuchten Kohorte erhielten 62% das Organ im Rahmen einer Verstorbenenorganspende, 32% durch Lebendspende, wovon 34% AB0-inkompatibel transplantiert wurden. Die immunsuppressive Therapie wurde bei 74% der Patienten mit dem IL2-Antagonisten Basiliximab induziert, bei 14% mit ATG. Im Rahmen der AB0-inkompatiblen Transplantationen wurde zusätzlich Rituximab appliziert. So erhielten 11% des Kollektivs Rituximab und Basiliximab und 1% der Patienten Rituximab und ATG. Die Erhaltungstherapie bestand in der Regel aus einer Tripletherapie mit Tacrolimus, Mycophenolsäure und Prednisolon. In den Ergebnissen zeigte sich eine Ausscheidungskinetik der donorspezifischen zellfreien DNA mit kontinuierlichem Abfall nach Transplantation und Stabilisierung auf ein Basislevel um den 8. Postoperativen Tag. Es zeigte sich ein statistisch signifikanter Unterschied zwischen Lebend- und Verstorbenennierentransplantationen mit niedrigeren Werten der gcfDNA bei Lebendtransplantationen, was eine Assoziation mit der Kinetik des Biomarkers mit dem Ischämie-Reperfusionsschaden nach Transplantation nahelegt. Eine signifikante Assoziation zwischen erhöhtem immunologischem Risiko und vermehrter Freisetzung von donorspezifischer zellfreier DNA gelang nicht. Hinsichtlich der Akutereignisse zeigte sich ein signifikanter Anstieg der donorspezifischen zellfreien DNA bei akuter Verschlechterung der Transplantatnierenfunktion. Eine Unterscheidung hinsichtlich Ursache der Funktionsverschlechterung anhand der Level an donorspezifischer DNA gelang nicht. Als klinischer Nutzen ergibt sich eine Möglichkeit des nicht-invasiven Monitorings der Transplantatgesundheit mit frühem Erkennen von akuten Schäden mit Transplantat sowie besserer Indikationsstellung zur Durchführung einer Transplantatnierenbiopsie: 110 zellfreie DNA-Level über dem Cut-Off können die Dringlichkeit zur Biopsie verstärken wohingegen bei Werten unterhalb des Cut-Offs auf die Biopsie verzichtet werden kann. Die digital droplet PCR als in unserer Studie verwendete Messmethode für zellfreie DNA kann die zellfreie DNA sicher messen und scheint gegenüber den etablierten Assays bei Next Generation Sequencing Vorteile bei der Detektion von kleinen DNA- Fragmenten zu haben. Mangels Vergleichsstudien zu den vorhandenen Messverfahren kann hierüber jedoch aktuell keine endgültige Aussage erfolgen. Die hier für die Auswertung verwendete Ausgabe der donorspezifischen zellfreien DNA-Level als absolute Werte mittels Kopien pro ml Plasma zeigt sich entsprechend der aktuellen Datenlage vorteilhaft gegenüber der Verwendung des prozentualen Anteils an der gesamten zellfreien DNA, insbesondere hinsichtlich der fehlenden Bias durch Varianz an gesamter zellfreier DNA und besserer Performance bei der Abgrenzung von Rejektionen.