[发明专利]体外检测脂多糖对红细胞变形能力影响的方法及其应用

说明书

本发明公开了一种基于微流控芯片体外检测脂多糖对红细胞变形能力影响的方法及其应用。本发明基于微流控芯片可实现个体化检测脂多糖对红细胞变形能力的影响及用于改善红细胞变形能力创新药物的筛选；脂多糖对红细胞变形能力个体影响作为临床抗生素治疗脓毒血症用药指标参数及药物疗效检测应用；本发明发现过氧化氢酶含量、脂质过氧化物含量、超氧化物歧化酶活性、Na⁺‑K⁺‑ATPase活性、谷胱甘肽过氧化物酶活性、三磷酸腺苷含量这六个主要的有效生化指标对脂多糖作用后红细胞变形性的改变起重要作用。

技术领域

本发明涉及一种体外检测脂多糖对红细胞变形能力影响的方法及其应用。

背景技术

脂多糖(LPS)是内毒素的主要化学成分，它存在于革兰氏阴性细菌细胞的细胞壁中。细菌死亡后细胞壁瓦解释放出内毒素。当致病菌侵入血液循环系统时，会产生毒素等代谢产物，引起全身急性感染，产生脓毒血症。脓毒症是临床危重疾病之一，其死亡率极高，具有发冷，发热，皮疹，关节痛，肠胃不适及肝脾肿大的特点。严重的病例往往伴有乳酸酸中毒和顽固性脓毒性休克或迁移性病变，继而迅速进展为多器官功能衰竭，最终导致死亡。随着研究的深入，已发现脓毒症患者存在全身性血流动力学和广泛的微循环紊乱。由于血液流变学的高敏感性，对于脓毒症患者的血流改善和监测具有重要意义。人血红细胞(RBCs)作为血液中最多的宿主细胞，在血液流变学，微循环灌注，氧运输以及全身代谢稳态中起着重要作用。红细胞表现出显著和特殊的变形能力，因为其直径约8微米大大超过约3微米的微毛细血管，它必须经过变形才能通过从而保证微循环的有效运行。一些报道表明红细胞变形性与败血症之间存在关联，并发现红细胞的结构和化学性质在脓毒血症中发生改变。临床上治疗脓毒血症大多使用抗生素，抗生素可诱导细菌瓦解释放内毒素，开始抗生素治疗后内毒素释放量在脓毒症和感染性休克发病机制中的作用重大。不同个体对内毒素的敏感性差异可能对患者产生即时的不利影响从而影响治疗的效果。

到目前为止，测定RBCs变形性的方法主要包括微孔膜过滤、激光衍射法、微量吸吮法、原子力显微镜、光学镊子等。其中，微孔膜过滤和激光衍射法仅提供红细胞群体变形性能，而不是单个细胞的变形参数。微管吸吮法和原子力显微镜专用于测量单个细胞，然而其测量受到吞吐量的限制。而且，这种技术具有仪器昂贵，耗时，劳动和技术密集的缺点。另一方面，败血症患者的白细胞(WBCs)变形性参数也发生改变，已知用于测定RBC变形性的传统技术存在WBC的干扰，RBC洗涤程序和去除血浆棕黄层操作不足以完全去除白细胞，如果装置被白细胞阻塞，则所观察到的红细胞变形指数降低，导致错误地认为红细胞变形性降低。

虽然已有研究提出了LPS体外对RBC变形性的作用，但系统深入的探讨LPS对体外红细胞的变形性个体化差异及原因，并且通过将红细胞的力学性质与生物化学指标参数，包括Na⁺-K⁺-ATPase活性，超氧化物歧化酶活性，谷胱甘肽过氧化物酶活性，过氧化氢酶活性，三磷酸腺苷含量，脂质过氧化物含量，血红蛋白含量以及膜蛋白骨架成分含量进行分析，找到主要影响的生化指标的研究还未报道，讨论了LPS诱导红细胞变形能力的变化，揭示了变化的原因及其临床意义。然而，据我们所知，至今不同个体的红细胞对LPS的敏感性差异尚未被揭，LPS体外诱导红细胞变形能力的个体依赖效应的原因尚不清楚。本技术希望通过将微流控芯片技术与生化指标测定二者相结合，找出重要的指标参数。通过对不同个体对LPS的敏感性差异进行分析，为临床用抗生素治疗脓毒血症的个体化用药提供理论支持，同时也为提高红细胞变形能力的创新药物研发提供新的筛选方法。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本申请通过将微流控芯片技术与生化指标测定二者相结合，找出重要的指标参数，为临床个体化治疗提供新的指标和理论支持，而且为提高红细胞变形能力的创新药物研发提供新的筛选方法。

本发明的目的在于提供一种基于微流控芯片体外检测脂多糖对红细胞变形能力影响的方法及其应用。

本发明所采取的技术方案是：