新的瘧疾分析方法可在幾分鐘內顯示疾病嚴重程度
如果不及時治療,瘧疾可以在24小時內從輕微轉變?yōu)閲乐夭⑶铱赡苤旅?。因此,不列顛哥倫比亞大學的研究人員開發(fā)出一種方法,可以快速,靈敏地評估蚊子傳播的傳染病的進展,這種疾病仍然是低收入國家的主要殺手。
瘧疾對身體造成嚴重破壞的一種方法是使過量的有毒血紅素(血紅蛋白的非蛋白質成分)在血液中積聚。除其他事項外,此游離血紅素誘導的氧化應激中的紅血細胞(紅細胞),從循環(huán)-一個稱為溶血性貧血狀況導致其硬化,破壞和隨后去除。
在他們的綜合生物學研究中,UBC研究人員發(fā)現(xiàn)紅細胞與血液中氧化血紅素或血紅素的濃度直接相關變得越來越嚴格。由于血紅素難以直接測量 - 它傾向于將自身插入細胞膜中 - 因此監(jiān)測RBC變形性的變化可以作為血紅素誘導的氧化應激和瘧疾進展的可靠替代標志物。
“因為這種方法是機械的,所以非常適合在資源匱乏的國家使用,絕大多數(shù)的瘧疾傳播都發(fā)生在那里,”UBC的博士后研究員,該研究的主要作者Kerryn Matthews說。“分析瘧疾嚴重程度的其他方法需要培訓或昂貴的設備或化學品,而發(fā)展中國家并不容易獲得。”
為了快速靈敏地測量RBC變形能力,UBC研究人員開發(fā)了“多重流體柱塞”:一種簡單的微流體裝置,由34個漏斗形微尺寸通道的平行陣列組成,可以同時施加均勻,精心控制的壓力。
通過用全血加載柱塞,在每個通道上對接RBC并逐漸施加更高的壓力,直到RBC被擠壓通過或不通過,如果RBC太硬 - 可以確定許多的剛性或皮質張力細胞立即產(chǎn)生,并在幾分鐘內建立RBC可變形性。
“該設備可以很容易地與傳統(tǒng)顯微鏡和數(shù)碼相機結合使用,”Matthews說。“所有分析和記錄壓力的隨附軟件使用起來很簡單。”
除了指出瘧疾感染的狀況之外,RBC可變形性信息在抗瘧疾藥物的開發(fā)以及闡明紅細胞被隔離循環(huán)和破壞的機制方面也是有價值的。
健康的紅細胞非常靈活,能夠擠壓通過空間 - 例如,最細小的血管,或細胞之間的通道 - 只是原始大小的一小部分。通過使它們變形較小,瘧疾寄生蟲會損害血液流動并最終導致器官衰竭并可能導致死亡。
根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù),瘧疾在2015年造成大約429,000人死亡并導致大約2.12億次臨床事件。它主要影響貧窮熱帶和亞熱帶國家的兒童和孕婦。
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