新技术识别血液中的致病颗粒

他们采集血液样本，不久之后，研究人员就可以发现一个人是否正在发展为红斑狼疮——或已经患病的迹象。这项革命性的技术可以成为诊断更多自身免疫性疾病的重要工具。

　　

   

   

post.doc Kristian Juul-Madsen(右)解释说:“我们可以在屏幕上跟踪这个过程，这让我们发现狼疮患者的血液中有更高浓度的大颗粒。”

图片来源:Simon Byrial Fischel

自身免疫性疾病——即我们自身免疫系统损害身体的疾病——正在增长，但我们对引发它们的原因知之甚少。

研究人员现在离找到解释又近了一步。在一项新技术的帮助下，奥尔胡斯大学的研究人员成功地识别出血液中决定自身免疫性疾病发展的颗粒。他们发现，患有自身免疫性疾病系统性红斑狼疮(系统性红斑狼疮或红斑狼疮)的患者，会在血液中形成一种此前未知的蛋白质颗粒，这种颗粒非常大，会进入血管壁，造成损害。这种疾病有潜在的威胁生命的危险，例如会导致血凝块以及关节和器官的炎症。

“我们可以看到，患者血液中大颗粒的比例较高。奥尔胡斯大学生物医学系的博士后克里斯蒂安·朱尔-马德森解释说:“由于它们的大小，它们恰好分布在血管的边缘，在那里它们可能最终进入血管壁并引发炎症。”

他是最近发表的一项研究的主要作者，该研究描述了研究人员如何能够利用一种新技术，使他们能够跟踪患者血液样本中的特定蛋白质颗粒，并测量它们的纳米尺寸。通过这样做，我们清楚地认识到颗粒的范围和结构对疾病的发展至关重要。

“我们将蛋白质颗粒与小的金属颗粒连接起来，这些金属颗粒在激光照射下会发出强烈的荧光。我们可以在屏幕上跟踪这个过程，这让我们发现狼疮患者的大颗粒浓度要高得多，”克里斯蒂安·Juul-Madsen解释说。

“这项技术使识别一些罕见但对狼疮患者病情发展至关重要的东西成为可能。我们认为，为了避免这种疾病，你必须保持在一个关键水平以下。

早期诊断该病很重要，因为治疗可以减少症状，防止器官损伤。因此，对研究人员来说，在临床环境中提取血液样本，五分钟后就能知道病人是正在发展为红斑狼疮还是已经患病，这也是非常有趣的。

已采集的血液样本

狼疮患者的研究是与奥尔胡斯大学医院风湿科合作建立的，该医院的首席注册主任Anne Margrethe Troldborg，也是生物医学系的助理教授，已经收集了丹麦最广泛的狼疮队列之一。她对狼疮患者的研究为研究人员提供了一个先机，因为他们已经收集了患者和对照组的血液样本——否则这将需要几年的时间。

人们期望这项新技术能在5-10年内成为奥尔胡斯大学医院的临床诊断工具。

专利技术

致病颗粒的发现使人们对该病发生的原因有了更好的了解。从长远来看，它有望有助于防止狼疮的发展，并提高研究人员对遗传和其他因素的知识。Kristian Juul Madsen与Thomas Vorup-Jensen教授一起申请了这项技术的专利，他们称之为NIP-Q(纳米级免疫活性蛋白定量)。

起初，该专利只适用于分析狼疮患者体内的蛋白质，但研究小组认为，该技术也可以用于诊断类风湿关节炎等其他炎症性疾病。

“在研究界，重点是炎症疾病如何导致血液中DNA的释放，以及这个过程在一定程度上可以激活免疫系统。但通过对血液成分的大小分析，我们获得了一个全新的认识。Thomas Vorup-Jensen说:“看到我们如何利用这项新技术来发现颗粒大小和免疫反应之间的关系是非常令人着迷的。”

他解释说，医生通常很难做出准确的诊断并监测自身免疫性疾病的发展。这可能使有关药物的决定和衡量其效果变得困难。

“然而，自身免疫性疾病的费用继续增加，这既是由于其发病率增加的结果，也是与昂贵新药的开发同步的结果。Thomas Vorup-Jensen说:“因此，为了能够以一种对卫生保健和卫生经济学负责的方式规范治疗，有必要采用更好的测量方法。”

 

研究结果-更多信息:

• 这项研究是对蛋白质结构的实验分析，既有纯形式的，也有与从狼疮患者身上采集的血液样本进行比较的。在实验所得蛋白质粒径(流体动力半径)值的基础上，对已知血管直径和血压条件下蛋白质颗粒在血液中的分布进行了理论计算。这项研究还包括在老鼠身上进行的实验。

• 这项研究是由奥胡斯大学、奥胡斯大学医院、哥本哈根大学和美国马里兰州国家卫生研究院的研究人员合作进行的。

• 这项研究得到了奥尔胡斯大学研究基金会、诺和诺德基金会和伦德贝克基金会的支持。

• 该研究小组已经为这项发明提交了专利申请，奥胡斯大学是该发明的所有者。

• 这项研究发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上:(https://doi.org/10.1073/pnas.2106647118)

文章标题

Characterization of DNA–protein complexes by nanoparticle tracking analysis and their association with systemic lupus erythematosus