传感器可拯救肺移植患者免于器官衰竭

一种基于分子警报的新系统,可以提供更多的捐献肺

x-ray image of human lungs

尽管外科医生已经有方法检查捐献肺中与原发性移植物功能障碍相关的生物标志物,但这些技术需要几个小时才能报告结果,而移植外科医生通常没有这么多时间。

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在肺移植后的几天内,一种称为原发性移植物功能障碍的情况可能会阻止器官正常吸入和循环氧气。 研究估计,这种疾病会影响 10% 到 25% 的患者,并且几乎有一半的情况是致命的。

研究人员现在开发出传感器,可以在器官到达患者之前快速筛查捐献肺中该疾病的分子警告信号(Sci. Adv. 2015, DOI: 10.1126/sciadv.1500417)。

尽管外科医生已经有方法检查捐献肺中与原发性移植物功能障碍相关的生物标志物,但这些技术需要几个小时才能报告结果,而移植外科医生通常没有这么多时间。 多伦多大学的研究团队负责人,包括肺移植专家 Shaf Keshavjee 和研究生 Andrew T. Sage在内的Shana O. Kelley 表示,新的传感器可以在 20 分钟内提供结果。


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这种快速检测依赖于核酸的合成链,这些合成链附着在玻璃芯片上的尖状金电极上。 该团队选择了一组可以有选择地与三种与原发性移植物功能障碍相关的信使 RNA 分子结合的合成探针。 Kelley 说,研究人员并不完全了解这三者是如何导致该疾病的,但其中两个与组织炎症有关。

当探针分子与其配对的 mRNA 分子结合时,金电极会记录电子通量,从而发出相互作用的信号,使研究人员能够量化捐献组织中存在的生物标志物。

通过对 52 个被选作移植的人体捐献肺进行采样,该团队证明了他们的传感器可以预测原发性移植物功能障碍。

宾夕法尼亚大学转化肺生物学中心主任 Jason D. Christie 说,此类设备可以帮助将肺送到更多需要的患者手中。Christie 说:“很多人在肺移植等待名单上死亡。” 他说,外科医生缺乏快速、可靠的定量工具来分析捐献肺,并且不会移植看起来可疑的器官。 但是,许多这些器官实际上是适合移植的。

Kelley 希望她的团队的研究能够帮助拯救可用的肺。“这令人兴奋,”她说,“看到新的传感器化学如何为这个问题创造解决方案,真是太棒了。”

本文经《化学与工程新闻》(©美国化学学会)许可转载。 该文章于 2015 年 8 月 28 日首次发表

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