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이 원고는 위와 더 낮은 기도의 점 막 내벽 액체 (MLF)을 합성 흡수 성 행렬 (SAM)를 사용 하 여 특히 비 강 및 기관지 흡수 기술의 사용을 설명 합니다. 이 메서드는 더 나은 표준화 및 기존 호흡기 샘플링 기법 보다 내성 제공합니다.
비 흡수 (NA)과 기관지 흡수 (바)의 방법 합성 흡수 성 행렬 (SAM)를 사용 하 여 인간의 호흡기의 점 막 내벽 유체 (MLF)을 흡수. 나, 비 열 등에서 액체를 흡수 하 고 최소한의 불편을 초래 하는 비-침략 적 기술입니다. 나는 상부 기도의 샘플링을 자주 반복 하는 기능 재현 가능한 결과 얻지 못했다.
비교 함으로써, 호흡기 점 막, 비인 두 포부 (경찰청) 등 기존의 보라고 샘플링의 대체 방법을 더 침략 적 이며 큰 데이터 변화 될 수 있습니다. 다른 방법 제한, 예를 들어, 생 검 및 기관지 절차는 침략 적가 래 포함 많은 죽은 죽어 세포 하며 액 화, exhaled 호흡 응축 (EBC) 포함 물과 타 액, 및 게 샘플은 희석과 변수입니다.
바 병원에 bronchoscope의 작업 채널을 통해 수행할 수 있습니다. 샘플링은 잘 용납 하 고 기도에 여러 사이트에서 수행할 수 있습니다. 바는 MLF 샘플 bronchoalveolar 게 (BAL) 샘플 보다 덜 묽 게 되 고 결과.
이 문서에서는 NA, BA의 기법 뿐만 아니라 원하는 다운스트림 biomarker 측정 되 고에 지 어질 수 있다 결과 샘플의 실험실 처리 합니다. 이러한 흡수 기술을 임상 호흡기 연구에 사용 되는 기존의 샘플링 기법 유용한 대안입니다.
대부분의 호흡기 질환 염증 반응, 원인과 알레르기 비 염, 바이러스 및 곰 팡이 감염, 결핵, 천식, 만성 폐쇄성 폐 질환, 폐에 호흡기 점 막 표면에서 샘플링에 대 한 긴급 한 필요가 있는 섬유 증 및 폐 암 1. 비인 두 aspirate (경찰청), 코 게 고 bronchoalveolar 게 (BAL) 위와 더 낮은 기도 샘플링에 대 한 일반적인 기술이 있습니다. 그러나, 이러한 기술은 현재 가난한 내성, 염증 성 중재자의 희석 및 샘플링2를 자주 반복 하는 무 능력을 포함 하 여 상당한 문제. 경찰청 샘플링 한 대안 면봉, 몰려들었다 나일론, 면의 사용 이다 또는 레이 온3,4, 하지만이 또한 한계를가지고, 이후 그들은 불편 하 고 비 강 상피, 그리고 일부 경우 돌이킬 수 없는 바인딩의 손상을 일으킬합니다 염증 성 중재자5. 이러한 기술은 일반적으로 한 시간 이상 연속적으로 반복 수 없습니다 그리고 대체 기술을 더 낮은 풍부 cytokines 및 발산5,6의 검출에 대 한 효과가 있을 수 있습니다. 또한, 이러한 기술과 관련 된 사용자 가변성 데이터를 더 큰 환자 동료의 요구의 결과로에 불일치를 생성할 수 있습니다.
또는, 천연 및 합성 스폰지를 사용 하 여 흡수 기술 점 막 표면에서 MLF 수집 하 사용 되었습니다. 안과 스폰지 천연 펄프 (예를 들어, Weck cel)의 구성 샘플 타 액, 자 궁 경부 및 질 분 비 물7에 사용 되었습니다. 또한, 폴 리 비닐 알코올 (PVA)에서 만든 합성 갯 솜 그리고 hydroxylated 폴 리 비닐 아세테이트 (HPVA) 활용된8되었습니다. 7 다른 흡수 성 물자 폴리우레탄 미니 스폰지 인간의 눈물10수집 하 사용 되었다 항 체9, 측정 전에 구두 액체를 샘플링에 대 한 비교 되어 있다.
필터 종이 면 식물에서 자연 섬유의 구성 된 알람 및 199211,12,,1314, 동료의 선구적인 종이부터 비 강 분 비 물 흡수에 널리 이용 되는 15,,1617. 필터 종이 디스크 필터 카드 (예: Shandon)에서 생산 되어 고 후 비 강 알레르기 문제를 제어와 자연 알레르기 노출18,19 histamines 및 cytokines를 측정 하기 위해 활용 ,,2021. 그러나, 필터 종이의 다른 배치 단백질 바인딩 및 cytokines를 풀어 몇 가지 실패의 그들의 정도에서 변화 한다. 합성 흡수 성 매트릭스 (SAM)를 사용 하 여 방법 따라서 개발된2,,2223되었습니다. SAMs는 지금 일반적으로 사용 코 MLF를 없음. 이 흡수 성 물자는 편안 하 게 사용 하 고 얻을 수 있습니다 MLF 염증된 코 에서도 자주 시간의 연장된 기간 동안.
비 흡수는 SAM을 사용 하 여 상부 기도에 MLF의 샘플링에 대 한 정밀 점 막 샘플링의 형태입니다. 나 장치 의료 등급 재료 클린 룸을 사용 하 여 의료 기기 CE 표시로 제조 되 고 먼지와 알레르기의 자유롭다. NA 샘플러 핸들 및 샘 메 마른 cryotube에 구성 됩니다. 고분자, 일반적으로 섬유, 이루어져 SAM 하지만 그것도 거품으로 사용할 수 있고 이러한 부드럽고 샘플 컬렉션에 대 한 신속한 wicking으로 흡수 되도록 선택 됩니다. SAMs는 흡수 비의 효율적인 차입 수 있도록 최소한의 단백질 바인딩. 나는 모든 나가의 기증자에 수행할 수 있는 매우 온화 하 고, 비-침략 적 기술입니다. 또한, 직렬 샘플링, 심지어 몇 분 마다 가능입니다. 나 샘플링 기법5 기존의 상부 기도 대 한 검증 및 반복적인 샘플링 알레르기23,,2425, 기도의 도전 다음 운동 데이터의 생성을 허용 했다 세균도26 그리고 바이러스 형 TLR 촉진제 (Jha, A. 외., 원고 준비에서). 나는 또한 유아 아 토 피27,,2829 의 자연의 역사를 조사 하 고 바이러스 성 기관지염30에 사용 되었습니다.
Bronchoscopic microsampling (BMS)은 올림푸스31,,3233에 의해 개발 된 더 낮은 기도에 MLF의 컬렉션에 대 한 절차입니다. 불행 하 게도,이 BMS 시스템은 일본에서 라이센스만. 두 BMS 시스템을 공급 하는 올림푸스: 섬유 hydroxylated 폴리에스터 (FHPE) 하나34,35,,3637, 프로브 및 하나는 목화와 함께 조사33,38, 39 , 40 , 41 , 42 , 43. 주요 걸림돌 블록 천식 환자에서 사용 하는 BMS 프로브 출혈, 혈액으로 오염 하는 모든 샘플의 절반 점 막 접촉 발생 되었습니다. 저자는 그것이 가능한 샘플 MLF 천식 환자43주변 항공에서이 BMS 시스템을 사용 하 여 결론을 내렸다.
대신, 바 이노6천식의 실험적인 감염 다음을 포함 하 여 더 낮은 기도의 bronchoscopic 조사 하는 동안 수행할 수 있는 부드러운 샘을 사용 하 여 개발 했습니다. 바 장치 구성: 외부 빈 카 테 테 르, 그 활성화에는 샘을 밀어냅니다 손을-조각 및 그것의 끝에 샘을 가진 중앙 플라스틱 가이드 와이어. 나, 서 바 키트 클린 룸을 사용 하 여 의료 등급 재료에서 제조 되 고 먼지와 알레르기의 자유롭다. 또한, 장치는 CE 표시 및 감마 방사선을 제공 됩니다. 샘 스트립, 흡수, 부드러운 이며 샘플 컬렉션에 대 한 신속한 wicking 있다. 그것은 또한 흡수 비의 효율적인 차입 수 있도록 최소한의 단백질 바인딩이 있다. 장치를 빠르게 사용할 수 있는 고 MLF는 기도 내 관심의 특정 사이트에서 샘플을 정확 하 게는 bronchoscope의 작업 채널을 통해 들어갈 수 있는. 발 또는 BMS와 달리 바 접촉 출혈 또는 수술 후 환자의 불편 함이 추가 되지는지 않습니다.
NA, BA 샘플의 처리에 신중한 고려를 주어져야 한다. 샘플 수 직접 냉동 고 일괄, 처리 또는 즉시 처리할 수 있습니다. 처리 유형 immunoassays cytokines, 발산 및 면역 글로불린, 또는 바이러스 성, 세균성, elutions를 포함 하 여 특정 다운스트림 응용 프로그램으로 맞출 수 있습니다 및 호스트 셀 RNA. 우리 임상 수집 및 연구소 임상 연구자에 대 한 가이드로 나 및 바와 관련 된 처리 기법 제시.
다음 프로토콜에 사용 되는 기법 있다 서쪽 런던 연구 윤리 위원회 (참조 번호 15/소호/0444)에 의해 승인 되었습니다.
1. 비 흡수 (없음)
2. 기관지 흡수 (BA)
3입니다. 나 및 바 샘플 처리
참고: 나와 바에서 발생 하는 샘플의 실험실 처리에 대 한 다양 한 옵션을 확인 하 고 있습니다. 이러한 프로토콜은 나중에 사용 하기 위해 샘플을 저장 하 고 SAM에서 MLF 샘플 elute 추구 합니다.
없음은 쉽게 다양 한 연구에에서 이용 되어 고 비 접촉 측정 점 막 염증. 코에 알레르기의 관리, 다음 스타 글란 딘-d 2 (PGD2) 수준 상승 하 고 분 (그림 1), 돛대 세포 degranulation (트와 츠 외, 원고 준비 중) 맞춰가 관찰할 수 있습니다. 또한, 중재자 타입 II 염증, IL-5 (그림 2, 24에서 허가로 증 쇄 하는), 등의 비 강 알레르기 도전23,24다음 시간에 측정할 수 있습니다. 알레르기 천식과 건강 한 컨트롤의 실험적인 감염, 나는 7 일 (그림 3, 6에서 허가로 증 쇄 하는)의 과정을 통해 인터페론 감마 (IFN-γ)를 포함 하 여 중재자의 패널을 측정 하 사용 되었다. 또한, 유아의 자연 호흡 syncytial 바이러스 (RSV) 감염, 나 비-RSV 기관지염와 건강 한 컨트롤 ( 유아 상대적인 IFN-γ 등 염증 성 cytokines의 높은 수준의 연관 RSV를 시연 그림 4, 30의 허가 함께 재발급). 흥미롭게도, RSV와 비-RSV 기관지염이이 차별 시간 일치 경찰청 샘플 (그림 4)에 중요 했다.
바 이노와 알레르기 천식의 실험적인 감염 동안도 사용 되었다. 하루의 4 rhinovirus 감염, 레벨의 IFN-γ, CXCL11에서 IL-10과 IL-5 기준선 (그림 5;에서 상승 했다 A, B, C, D, 각각). 또한,이 기술은 건강 한 컨트롤 (그림 5D) (그림 5 6에서 허가로 증 쇄 하는)을 기준으로 라 이노 바이러스 감염 시 알레르기 천식의 낮은 기도에 높은 IL-5 레벨을 시연 했다.
이러한 대표적인 결과 eluted 0.05% 트윈-20 및 1 %BSA 포함 분석 결과 버퍼를 사용 하 여 샘플에서 생성 된 ( 재료의 표참조).
그림 1 : 빠른 생성 및 비 강 알레르기 도전 다음 스타 글란 딘-d 2의. 디 모 데 잔디 꽃가루와 비 강 알레르기 도전 다음 직렬 샘플에 비 흡수 있다에서 스타 글란 딘-d 2 (PGD2)의 레벨 측정 (n = 5). 각 줄은 한 개인에서 데이터를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2 : IL-5 비 강 알레르기 도전 다음의 운동 측정. 비 강 알레르기 도전 다음 직렬 비 흡수 샘플에서 IL-5의 생산. 3 알레르기 도전 연구를 실시 했다, 참가자와 함께 반복 (n = 19) 위약 (파란색)을 받고, 낮은 복용량 (10 mg) 경구 프레드 니 손 (오렌지), 또는 높은 복용량 (25mg) 경구 프레드 니 손 (빨간색) 알레르기 관리 이전 1 시간. 라인은 표시 하 고 오차 막대는 모든 참가자의 95% 신뢰 간격. (그림 2017 Leaker 외, 점 막 면역학에서 허가로 증 쇄). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3 : Rhinovirus 감염 시 인터페론-γ의 유도. 건강 한 성인의 감염 도전 중 (n = 11, 블루)와 알레르기 천식 (n = 28, 레드) 이노-16, 비 흡수 샘플링 인터페론-γ (IFN-γ)의 레벨을 측정 하기 위해 사용 되었다. 데이터는 interquartile 범위를 나타내는 오차 막대와 개인 및 B) 중간 레벨의 A) 원시 스파게티 플롯으로 표현 됩니다. (그림은 헨젤과 그 외 여러분 에서 허가로 증 쇄 6). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 4 : Nasosorption 유아의 RSV 감염 연관 높은 인터페론-γ 차별. 비 흡수와 비인 두 열망 (경찰청) 기관지염 호흡 syncytial 바이러스 (RSV) 감염과 관련 된 유아의 인터페론-γ 수준을 측정 하는 데 사용 했다 (빨강, n = 12), 비-RSV 호흡기 병원 체 (녹색, n = 12), 그리고 건강 한 컨트롤 (블루, n = 9). 데이터 Kruskall-월리스 테스트를 사용 하 여 여러 비교를 Dunns 정정 분석 했다 (* * *p< 0.001). 라인 중간 값 나타냅니다 있으며 오차 막대 interquartile 범위. (트와 츠 외 허가 수정 그림 30). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 5 : 기관지 흡수 샘플 rhinovirus 감염 동안에 염증 성 중재자.
건강 한 컨트롤의 이노 16 감염 다음 (n = 10, 파랑) 및 알레르기 천식 자원 봉사자 (n = 23, 레드), 기관지 흡수 기준선에와 감염의 날 4 D) IL-5, C) IL-10, B) CXCL11, A) IFN-γ의 수준을 측정 하는 데 사용 되었다. 데이터 Wilcoxon 분석 평가 테스트 (일치 샘플)와 맨-휘트니 테스트 (최고의 샘플) 서명. 헨젤 외 에서 허가로 증 쇄 하는 그림 6 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
기존 기도 샘플링 기법에서 결과 높은 변수;로 간주 다른 샘플링 기법 표준화 연구5이 분야 내에서 필요 합니다. NA, BA 비-침략 적 방식으로 MLF의 샘플링을 허가 있고 흥미로운 가능성이 건강 하 고 병 항공에 면역 반응 측정. 이 제공 하는 수많은 잠재적인 이점이 큰 내성, 샘플링의 속도, 샘플링, 자주 반복 하는 기능을 포함 하 여 기존 기술, 낮은 간 사용자 가변성, 기술과 면역 중재자5의 희석을 감소 . 기간 흡수 및 사용 처리 기술을 각 연구에 대 한 최적화와 샘플링 이벤트 사이 엄격 하 게 유지 있어야 합니다. 또한, 학사, 경우 기도 내에서 샘플링의 사이트 복제 되어야 합니다 신중 하 게 개인 사이.
나, 그리고 특히 바, 임상 연구에 대 한 여전히 비교적 새로운 기술이 있습니다. 그러나, 이러한 기술의 장점을 대체 기법5에 대 한 주의 유효성 검사를 포함 하 여 수많은 연구에 그들의 사용에서 이어지고 있다. 이 소자 들은 CE 표시 장치 호흡 연구에서 광범위 한 사용에 대 한 준비로 지금입니다. NA, BA 대체 샘플링 기법 보다 훨씬 작은 샘플 볼륨에서 결과, 반면 높은 획득된 농도 낮은 풍부한 면역 중재자에 대 한 감도 향상 될 수 있습니다.
원하는 다운스트림 응용 프로그램에 따라 NA, BA 샘플 수 직접 동결 이후 처리, 임상 연구 환경에서 연구 타당성을 강화. 샘플 처리에 대 한 프로토콜 특정 다운스트림 응용 프로그램에 맞게 적용할 수 있습니다. 제안된 처리 기술을 단백질 또는 지질 면역 중재자 또는 핵 산의 컬렉션에 사용할 수 있지만 각 연구에 대 한 최적화 되어야 합니다. 특히, MLF 다른 버퍼가 eluted 될 수 있습니다. 첫째, 점 막 cytokines, 발산, 및 항 체6,45측정 immunoassay 버퍼를 사용할 수 있습니다. 세제 상부와 버퍼 또한 세포내 cytokines의 포함을 허용 하는 세포 세포 발생을 보장 하기 위해 사용할 수 있습니다. 바이러스 성 감염, 바이러스 성 결정에 대 한 버퍼를 사용 한다 Chaotropic RNA 추출 로드, mRNA과 미생물. 또는, lipidomics 및 질량 분석에 대 한 유기 용 매를 사용할 수 있습니다.
결론적으로, 점 막 표면에서 직접 흡수 MLF의 호흡, 위장, 비뇨 생식 기, 및 다른 점 막 질환에서 잠재적인 사용 흥미로운 기술입니다. 그러나, 이러한 유망한 흡수 기술을 샘플링 및 개별 분석 (biomarkers) 각 질병에에서 대 한 기술 처리의 정확한 확인이 필요 합니다. 또한, 이러한 소설 정밀 점 막 샘플링 기법 혈액, 호흡, 및가 래와 같은 기존 샘플에 대 한 유효성 검사를 요구할 것 이다. 이러한 기법, MLF 미생물, cytokines, 발산, prostanoids, 및 항 체를 측정 하기 위해 사용할 수 있습니다.
저자는 공개 없다.
이 작품 여 제휴에서 건강 연구 (NIHR) 생물 의학 연구 센터 (BRC) 대 한 제국 국가 연구소, NIHR 건강 보호 연구 단위 (HPRU)에 제국 대학 런던에서 호흡기 감염에서 자금 지원 자금: 공중 보건 영국 (PHE)와 NIHR 제국 환자 안전 변환 연구 센터. 표현 그 저자와 반드시 보 건국에서 NIHR, 보건 또는 공중 보건 영국 있습니다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nasosorption (adult, 7mm width) | Hunt Developments | NSFL-FXI-11 | Different sizes are available for different patient groups/ages. |
Bronchosorption | Hunt Developments | BSFL-FXI-11 | Minimum bronchoscope channel size 2mm; Max working length 815mm |
Corning Costar Spin-X centrifuge tube filters (without membrane) | Sigma Aldrich | CLS9301-1000EA | |
Corning Costar Spin-X centrifuge tube filters (0.22um membrane) | Sigma Aldrich | CLS8160-24EA | For sterilisation of samples with infection risk. |
Assay (elution) buffer | Millipore | AB-33k | Not listed on the Millipore website but available through enquiry or general lab supply companies, such as Cedarlane. Contains 0.05% Tween-20 and 1% BSA. |
NP-40 Cell lysis buffer | Life Technologies | FNN0021 | Add bovine serum albumin to 1% (w/v). Can recover higher absolute mediator levels. |
Buffer RLT (RNA extraction) | Qiagen | 79216 | Allows recovery of RNA from nasosorption and bronchosorption samples. |
Trifluoroacetic acid | Sigma Aldrich | 302031-100ML-M | For elution of samples to be used in HPLC applications |
2.0ml micro-centrifuge tubes | Costar | 3213 | 2ml tubes are required for the Spin-X tube filters, traditional 1.5ml tubes will not fit these. |
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