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镰刀型细胞贫血病（SCD）临床监测缺乏有效标志物和方法。研究人员提出新机械标志物 —— 特定剪切速率下呈现坦克履带样运动的红细胞比例（fTT）。发现fTT在 SCD 患者中更低，与多项指标相关，可辅助临床监测，为 SCD 诊疗带来新方向。
镰刀型细胞贫血病（Sickle Cell Disease，SCD）是全球常见的遗传性血液疾病，折磨着近 800 万人，患者不仅日常负担沉重，平均寿命还会减少 30 年。这种病的特点是溶血性贫血和难以预测的血管阻塞危象（Vaso-occlusive crises，VOC），后者会引发剧痛，严重时甚至致命，还会损害器官。SCD 的发病机制关键在于僵硬且黏附的红细胞堵塞毛细血管，而这是由于红细胞中的血红蛋白 S（HbS）在脱氧或脱水时聚合成纤维，使红细胞变硬、变形，丧失了正常通过小血管的能力。更糟糕的是，即使重新获得氧气，HbS 的聚合也只是部分可逆，随着一次次的脱氧 - 再氧合循环，红细胞的变形能力持续下降，不同年龄的红细胞经历的循环次数不同，导致其变形能力差异很大。
目前，临床监测 SCD 急需新的标志物、护理标准和诊断工具。然而，测量红细胞变形性在常规使用中困难重重。现有的测量方法，如广泛应用的激光衍射法（ektacytometry），主要反映细胞膜的柔韧性，无法全面评估红细胞变形性；更复杂的氧梯度激光衍射法虽有所改进，但操作复杂；单细胞测量技术如光镊、微吸管吸吮等不仅通量低，还需要专业技术人员操作；微流控技术相关方法也存在各种问题，要么对细胞质粘度不敏感，要么设备昂贵、操作要求高，而且很少在 SCD 临床试验中得到验证。
为了解决这些难题，艾克斯 - 马赛大学（Aix Marseille Univ）等机构的研究人员开展了一项关于 SCD 的重要研究。他们提出了一种简单的机械标志物，并建立了相应的测量方法。研究结果显示，该标志物在 SCD 患者和健康对照者之间存在显著差异，而且与 SCD 的关键生物学参数密切相关，在血管阻塞危象发生前会明显下降。这一发现意义重大，它为 SCD 患者的临床监测提供了新的思路和方法，有望用于管理或预防血管阻塞危象，还可能推动即时检测（point-of-care）或伴随诊断设备的发展，实现个性化医疗。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员开展研究时用到了以下几个主要关键的技术方法：
- 样本采集：收集 21 名 SCD 患者的毛细血管血样本，每周采集一次，持续 6 个月；同时收集 55 份其他血液标本作为对照，包括 SCD 患者、HbS 杂合子和正常个体的样本。
- 样本处理：将血液样本进行稀释等处理，用于后续实验。对于毛细血管样本，稀释后再进行分析；对于静脉样本，先分离红细胞并储存，使用前再稀释。
- 实验观察：在特定的剪切流条件下，通过显微镜观察红细胞的运动，并记录视频。利用自行编写的 Matlab 程序对视频进行处理，判断红细胞的运动模式，计算呈现坦克履带样运动的红细胞比例（fTT）。
- 统计分析：运用 SPSS 软件进行统计分析，比较不同组之间的差异，分析fTT与各种生物学参数和临床特征的相关性。
下面介绍研究的具体结果：
- fTT在 SCD 患者与对照中的差异：研究人员观察到，SCD 患者样本中fTT低于健康对照者和 HbS 杂合子。随着剪切速率增加，两组样本的fTT都上升，但 SCD 患者样本的fTT始终较低，在高剪切速率下，SCD 患者样本的fTT最高只能达到 82%，而对照样本大多能达到 96% 以上，这表明 SCD 患者中可变形红细胞的比例更低。
- fTT对细胞密度和水含量的敏感性：研究发现，fTT对红细胞密度和水含量敏感。对对照和 SCD 患者的血液样本按密度分层后检测，发现随着红细胞密度增加，fTT显著下降，SCD 患者中这种下降更明显；同时，通过改变外部渗透压模拟红细胞脱水，发现随着脱水程度增加，fTT急剧下降，且 SCD 患者的fTT在任何高渗条件下都低于对照。
- fTT与生物学参数的相关性：在 21 名 SCD 患者中研究发现，fTT与胎儿血红蛋白（HbF）水平呈正相关，这符合 HbF 抑制脱氧 HbS 聚合、改善红细胞变形性的已知作用；fTT与网织红细胞计数和血清乳酸脱氢酶（LDH）水平呈负相关，表明溶血率越高，红细胞变形性越低。
- fTT与临床参数的相关性：对 19 名 SCD 患者的研究显示，fTT与疼痛水平相关，疼痛需要住院治疗（疼痛水平 2）的患者，其fTT值低于无痛患者（疼痛水平 0）；此外，使用降压药与较高的fTT值相关，但与羟基脲治疗无明显相关性。
- 稳态和血管阻塞危象期间fTT的变化：每周对 19 名患者测量fTT，并对 7 名因 VOC 住院的患者进行监测。发现 VOC 期间患者的fTT值低于稳态时均值减去两倍标准差；在另外 4 名患者的 5 次 VOC 住院期间检测发现，入院时fTT值较低，在 VOC 缓解过程中fTT值显著升高 。
在研究结论和讨论部分，该研究引入的机械标志物fTT为评估红细胞变形性提供了一种简单可靠的方法，尤其适用于 SCD 患者红细胞变形性的研究。fTT受细胞密度和脱水程度影响，间接反映了 SCD 患者中与病情相关的因素，可作为评估治疗效果或患者依从性的潜在指标。虽然该研究仅涉及中度病情患者，但fTT与 HbF、网织红细胞计数等参数相关，对预测疾病长期严重程度有一定价值；同时，它对脱水等快速变化的参数敏感，可能有助于预测短期事件如 VOC。此外，fTT还可能作为其他与红细胞僵硬相关疾病的潜在标志物。不过，目前对于使用降压药与fTT的关系还需进一步研究确认。总体而言，fTT有望成为 SCD 患者临床监测的重要工具，为改善患者的诊疗提供有力支持。
