近日，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院安光所光電子技術(shù)研究中心生物醫(yī)學(xué)光學(xué)研究室聯(lián)合安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院，成功研發(fā)集成免疫細(xì)胞定位功能的微流控濃度梯度芯片，利用該芯片分析了膿毒癥患者中性粒細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞的趨化遷移行為，并提出了一種基于多維度免疫細(xì)胞趨化運(yùn)動(dòng)參數(shù)的膿毒癥預(yù)后評(píng)估新方法。

基于微流控技術(shù)創(chuàng)建膿毒癥患者預(yù)后評(píng)估新指標(biāo)相關(guān)原理圖。課題組供圖

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(guò)程，其病死率高，治療困難。全球每年約有2000萬(wàn)人罹患膿毒癥，是兒科重癥監(jiān)護(hù)病房的主要死亡病因。2016年世界危重癥醫(yī)學(xué)協(xié)會(huì)指出膿毒癥的實(shí)質(zhì)是機(jī)體在對(duì)抗病原或應(yīng)激過(guò)程中所產(chǎn)生的免疫應(yīng)答失控，從而導(dǎo)致的多臟器功能障礙。

因此，使用微流控免疫細(xì)胞分析新技術(shù)監(jiān)測(cè)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(xì)胞（如中性粒細(xì)胞和T淋巴細(xì)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(xì)胞遷移是其參與炎癥反應(yīng)和免疫應(yīng)答的關(guān)鍵過(guò)程，對(duì)膿毒癥患者的免疫監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。研究免疫細(xì)胞遷移的規(guī)律和機(jī)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(tuán)隊(duì)自主研發(fā)并利用微流控濃度梯度芯片監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)膿毒癥患者與健康對(duì)照組的中性粒細(xì)胞的梯度感知時(shí)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?；诖?，建立了微流控膿毒癥中性粒細(xì)胞遷移功能綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，并發(fā)現(xiàn)該指數(shù)與膿毒癥嚴(yán)重程度評(píng)估方法及常用生物標(biāo)志物水平顯著相關(guān)，且預(yù)測(cè)膿毒癥死亡結(jié)局的特異性和敏感性分別達(dá)到了86.73%和86.71%，有望成為膿毒癥診斷、病情評(píng)估和預(yù)后監(jiān)測(cè)的有效新指標(biāo)。相關(guān)成果表于微流控領(lǐng)域知名期刊Talanta。

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)展了微流控膿毒癥T細(xì)胞遷移功能分析方法，發(fā)現(xiàn)膿毒癥患者T細(xì)胞遷移功能受損，且胞內(nèi)NADH/NAD+水平明顯升高；進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者血漿微環(huán)境會(huì)上調(diào)健康T細(xì)胞NADH/NAD+水平，提示血漿微環(huán)境的變化可能導(dǎo)致T細(xì)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甲磺酸米托醌（Mitoquinone mesylate, MitoQ）可以逆轉(zhuǎn)異常的NADH/NAD+水平，并改善T細(xì)胞的遷移能力。該研究揭示了膿毒癥患者T細(xì)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)成果發(fā)表于危重癥醫(yī)學(xué)領(lǐng)域知名期刊Shock。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.talanta.2024.126801

https://journals.lww.com/shockjournal/abstract/9900/d4_chip_reveals_impaired_t_cell_function_in.481.aspx

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)