奥根观点丨细胞输注后供体细胞的体内动态监测

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细胞输注之后,供体细胞何时发生损伤与死亡?相关信号如何随时间变化?这些变化与细胞持久性、治疗反应之间又有怎样的联系?

这些问题贯穿异体细胞治疗的研发与临床研究。要理解治疗细胞在体内的过程,需要在疗效评价之外,建立能够连续观察供体来源信号的检测方法。奥根诊断基于供体来源游离DNA(donor-derived cell-free DNA,dd-cfDNA)检测技术,探索为这一研究需求提供分子层面的观察依据。

细胞治疗研究需要连续的体内观察

异体细胞治疗的评价,需要关注输注后不同阶段的变化。早期的细胞损伤与死亡、后续的供体来源信号变化,以及治疗细胞的持续存在,分别提供不同层面的信息。连续采样能够帮助研究者观察这些过程,并将检测结果与给药时间、细胞剂量和治疗反应对应分析。

国际上,细胞动力学监测已被引入异体细胞治疗研究。2024年,TC BioPharm宣布与CareDx合作,在ACHIEVE临床试验中使用AlloCell评估异体γδ T细胞产品TCB008的扩增与持久性。[1] 这一实践体现了研发团队对细胞输注后定量监测的需求,也提示检测方案应与具体研究问题相匹配。

dd-cfDNA为损伤与死亡相关过程提供分子读数

供体细胞发生凋亡、坏死等过程时,可向循环中释放DNA片段。利用供体与受者之间的遗传差异,可以识别血浆中的供体来源游离DNA,并观察其比例随时间的变化。

这一思路已有细胞治疗研究支持。2023年发表的一项研究对10名接受异体间充质基质细胞(MSC)治疗的肾移植受者开展监测,在输注后4小时观察到MSC来源cfDNA升高,后续采样中该信号不再被检出。研究为利用供体来源cfDNA观察MSC死亡相关过程提供了临床研究依据。[2]

因此,通过输注前基线与输注后连续采样,研究者可以观察供体来源cfDNA信号的出现、升高、回落及可检测信号的持续时间。不过,血浆读数同时受到DNA释放、清除以及受者背景变化的影响。单独的dd-cfDNA定量不能区分凋亡与坏死,也不能直接换算为死亡细胞数量或死亡速率。

低丰度信号的识别,首先需要控制背景噪音

当供体来源DNA在样本中占比较低时,如何将真实信号与检测背景区分,是动态监测的重要分析问题。检测背景越低,越有利于识别微弱的供体来源信号。尤其在纵向随访中,低丰度阶段的检测表现,会影响研究者对信号变化的判断。

奥根诊断的专利申请《器官移植排斥风险检测方法及检测用分子标志物》公开了基于Indel标记、多重PCR建库与高通量测序的dd-cfDNA定量方法,并结合基因型及背景噪音模型对结果进行校正。[3]

根据该专利公开文本中的实施例,Indel方法的空白背景均值为0.08%,采用相同数量SNP标记的方法为0.36%,前者约降低78%;实施例报告的检测限(LOD)为0.1%,定量限(LOQ)为0.12%。[3]

降低背景干扰,并识别低丰度供体来源DNA,是奥根诊断开展动态监测研究的技术基础。

上述数值来自该专利的器官移植检测实施例,体现相应实验条件下的方法学表现。将这一方法用于具体细胞治疗产品时,仍需结合样本类型、DNA投入量与供者构成开展适用性验证,建立相应的检测与定量性能。

将动态信号与持久性研究相连接

在具体研究中,dd-cfDNA可以围绕不同阶段的观察需求进行布局:输注后早期,关注损伤与死亡相关信号的变化;连续随访时,观察信号回落或持续情况;重复给药研究中,比较不同给药周期的信号轨迹,并与其他研究指标共同分析。

持久性评估还需要进一步回答治疗细胞是否持续存在。血浆中供体来源cfDNA持续检出,不等于活细胞持续存活;未检出,也不能证明供体细胞已完全消失。因此,对扩增与持久性的研究,应结合经验证的细胞组分供体DNA检测、流式细胞检测或其他适合该细胞产品的证据。

同时,检测设计需要考虑供者构成。例如,造血干细胞移植后再接受第三方MSC治疗,样本可能涉及受者、造血供者和MSC供者三个遗传来源,需要验证对不同来源的区分能力。明确检测对象与解释边界,才能让纵向数据真正服务于研究问题。

奥根诊断助力异体细胞治疗监测研究

奥根诊断在移植领域积累了dd-cfDNA检测方法与应用研究经验。面向异体细胞治疗,低背景噪音的Indel检测方法,为探索供体来源信号的动态变化提供了技术基础。

奥根诊断期待与细胞治疗研发企业及临床研究团队合作,围绕具体细胞产品开展分析验证与纵向监测研究,探索供体来源cfDNA变化与细胞持久性、治疗反应之间的联系,为理解细胞输注后的体内过程增加分子证据。

资料来源

[1] TC BioPharm. TCBP Partners with CareDx to Support ACHIEVE Clinical Trial Using AlloCell for Pharmacokinetic Monitoring of Allogeneic Cell Therapy. 2024-12-11. https://www.prnewswire.com/news-releases/tcbp-partners-with-caredx-to-support-achieve-clinical-trial-using-allocell-for-pharmacokinetic-monitoring-of-allogeneic-cell-therapy-302327782.html

[2] Dreyer GJ, et al. Cell-free DNA measurement of three genomes after allogeneic MSC therapy in kidney transplant recipients indicates early cell death of infused MSC. Front Immunol. 2023;14:1240347. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10652747/

[3] 苏州奥根诊断技术有限公司. 器官移植排斥风险检测方法及检测用分子标志物:中国发明专利申请,公开号CN118406771A,公开日2024年7月30日. https://patents.google.com/patent/CN118406771A/zh