关节置换失败的遗传基础

ExplantLab的科学家发现了一种与某些患者关节置换失败相关的基因型。基于这些发现，科学家们开发了一种名为Orthotype的机器学习算法，它使用患者的基因型和其他因素来准确预测关节置换手术的结果。

全球每年进行超过500万次关节置换手术。尽管大多数患者对手术结果感到满意，但由于不良的免疫反应，大量关节置换术早期失败。

关节置换术中最常用的植入材料之一是钴铬合金(CoCr)。当钴铬关节的小颗粒释放到血液中时，可能会引发免疫反应，导致一些患者疼痛和关节衰竭。

“从本质上讲，免疫系统攻击植入物的过程类似于患者排斥器官移植的过程，”ExplantLab主任DavidLangton博士解释道。“这种情况发生的速度是可变且不可预测的，但它似乎取决于材料的类型、释放的磨损碎片的量以及其他患者特定因素。”

这些患者特异性因素之一是他们的基因。HLA基因在免疫功能中发挥着核心作用，兰顿和他的同事确定，具有某些HLA基因型的患者可能会对含有CoCr的植入物产生反应。他们的研究结果发表在《通讯医学》杂志上。

进一步推进研究，ExplantLab与生物工程师、医务人员和合作机构的患者合作，开发了一种名为Orthotype的机器学习算法，该算法使用患者的基因型来提供该患者对CoCr过敏的风险概况。Orthotype是根据606名植入金属髋关节置换术和表面置换的患者的结果开发和验证的，每位患者的随访时间平均为10年。

这可能预示着一个新时代的到来，患者在接受医疗植入物之前接受基因检测将成为常规。Orthotype将识别更有可能对由CoCr组件制成的关节置换物产生反应的患者，帮助外科医生根据最适合患者个体的制造材料选择植入物。

兰顿说：“这代表了患者骨科护理的重大进步，通过避免重复手术，可能对全球医疗保健系统产生重大财务影响。”

随着世界各地人口老龄化和体重增加，关节置换术比以往任何时候都更加普遍。预计未来二十年全球进行的关节置换手术数量将增加一倍。