【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，安光所光電子技術(shù)研究中心生物醫(yī)學光學研究室聯(lián)合安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院，成功利用集成免疫細胞定位功能的微流控濃度梯度芯片，分析了膿毒癥患者中性粒細胞和T淋巴細胞的趨化遷移行為，并提出了一種基于多維度免疫細胞趨化運動參數(shù)的膿毒癥預后評估新方法。
 

　　膿毒癥是許多感染性和非感染性疾病如燒傷、創(chuàng)傷、胰腺炎等的共同病理生理過程，其病死率高，治療困難。全球每年約有2000萬人罹患膿毒癥，是兒科重癥監(jiān)護病房(ICU)的主要死亡病因。2016年世界危重癥醫(yī)學協(xié)會指出膿毒癥的實質(zhì)是機體在對抗病原或應激過程中所產(chǎn)生的免疫應答失控，從而導致的多臟器功能障礙。
 

　　所以，使用微流控免疫細胞分析新技術(shù)監(jiān)測膿毒癥患者免疫狀態(tài)具有重要臨床意義。集成化微流控技術(shù)能夠快速分選細胞(如中性粒細胞和T淋巴細胞)，并直接分析其生物物理功能(如遷移、吞噬、粘附、變形等)。其中，免疫細胞遷移是其參與炎癥反應和免疫應答的關(guān)鍵過程，對膿毒癥患者的免疫監(jiān)測至關(guān)重要。研究免疫細胞遷移的規(guī)律和機制，有望為膿毒癥的診斷和治療提供新的思路和方法。
 

　　安光所研究團隊利用微流控濃度梯度芯片監(jiān)測發(fā)現(xiàn)：膿毒癥患者與健康對照組的中性粒細胞的梯度感知時間、遷移距離、峰值速度、趨化指數(shù)、反向遷移率和停止遷移指數(shù)等多維參數(shù)存在顯著差異。基于此，建立了微流控膿毒癥中性粒細胞遷移功能綜合評價指數(shù)，并發(fā)現(xiàn)該指數(shù)與膿毒癥嚴重程度評估方法(SOFA和APACHE II)及常用生物標志物水平(hs-CRP和HBP)顯著相關(guān)，且預測膿毒癥死亡結(jié)局的特異性和敏感性分別達到了86.73%和86.71%，有望成為膿毒癥診斷、病情評估和預后監(jiān)測的有效新指標。相關(guān)成果以《整合6個基于微流控的中性粒細胞趨化遷移參數(shù)創(chuàng)建的膿毒癥患者預后評估新指標》為題發(fā)表于微流控領(lǐng)域知名期刊Talanta。
 

　　安光所光電子技術(shù)研究中心博士生楊逍和安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院蒲雪雪博士為共同第一作者，楊柯副研究員和安醫(yī)一附院邵敏教授為共同通訊作者。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.talanta.2024.126801
 

　　研究團隊進一步發(fā)展了微流控膿毒癥T細胞遷移功能分析方法，發(fā)現(xiàn)膿毒癥患者T細胞遷移功能受損，且胞內(nèi)NADH/NAD+水平明顯升高；進一步實驗發(fā)現(xiàn)膿毒癥患者血漿微環(huán)境會上調(diào)健康T細胞NADH/NAD+水平，提示血漿微環(huán)境的變化可能導致T細胞以線粒體為主的產(chǎn)生呼吸鏈功能障礙；采用線粒體靶向藥物MitoQ可以逆轉(zhuǎn)異常的NADH/NAD+水平，并改善T細胞的遷移能力。該研究揭示了膿毒癥患者T細胞功能受損與血漿微環(huán)境的改變相關(guān)，還提示MitoQ可作為膿毒癥候選藥物。相關(guān)成果以《D4芯片揭示膿毒癥中T細胞功能受損：來自血漿微環(huán)境分析和線粒體靶向治療的見解》為題發(fā)表于醫(yī)學領(lǐng)域知名期刊SHOCK。
 

　　光電子技術(shù)研究中心碩士生劉利娟為第一作者，楊柯副研究員、鄧國慶研究員、安徽大學任小歐副教授為共同通訊作者。安醫(yī)一附院邵敏教授、省立兒童醫(yī)院許愿愿教授等為論文合作者。論文鏈接：https://journals.lww.com/shockjournal/abstract/9900/d4_chip_reveals_impaired_t_cell_function_in.481.aspx
 

　　研究得到了國家自然科學基金、中國科學院青年創(chuàng)新促進會、安徽省自然科學基金以及醫(yī)工融合醫(yī)療裝備創(chuàng)新研究院培育項目的資助。
 

基于微流控技術(shù)創(chuàng)建膿毒癥患者預后評估新指標相關(guān)原理圖