SERS를 사용하여 신장 이식 기능을 모니터링하는 가능성

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PART Ⅱ: 신장 기능 매개변수와 신장 이식 수혜자 소변의 표면 강화 라만 분광 지문의 상관관계

Zhongli Huang, Shijian Feng & et al.

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일상적인 모니터링신장 이식 기능신장 생검 유무에 관계없이 혈청 크레아티닌의 빈번한 측정을 포함하여 이식 후 관리의 표준 관리가 필요합니다. 그러나 임상적으로 심각한 합병증의 가능성이 있는 이러한 방법의 침습성으로 인해 이상적이지 않습니다. 이 연구의 목적은 모니터링을 위한 비침습적 도구를 개발하는 것이었습니다.신장 이식사용하여 기능표면 강화 라만 분광법 (SERS). 소변과 혈액 샘플은 다음에서 수집되었습니다.신장이식수술 후 받는 사람. 은나노입자 기반SERS부분 최소 제곱(PLS) 분석을 사용하여 소변의 스펙트럼을 측정하고 평가했습니다. 그만큼SERS스펙트럼을 기존의 화학 마커와 비교했습니다.신장이식기능예측 능력을 평가합니다. 총 110개신장 이식수혜자들이 이 연구에 포함되었습니다.PLS 결과는 소변 단백질(R{0}}.4660, p<><0.01), and="" urea(r2=""><0.01).furthermore, the="" prediction="" of="" the="" blood="" markers="" of="">신장 이식기능소변을 사용하여SERS스펙트럼은 R{0}}.7628(p<0.01)for serum="" creatinine="" and="" r2="0.6539" for=""><0.01)for blood="" urea="" nitrogen.="" this="" preliminary="" study="" suggested="" that="" the="" urine="">SERS스펙트럼 분석은 의 신속한 평가를 위한 편리한 방법으로 사용될 수 있습니다.신장이식기능.

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논의

클리닉에서는게시하다-신장 이식기능주로 SCr 수준을 모니터링하고 eGFR을 계산하여 결정됩니다. 여기에는 바늘로 채혈한 혈액 표본이 포함되며, 이는 일부 환자에게 성가시고 심지어는 외상을 입힐 수 있습니다. 24-h UCR 제거 및 핵의학 스캔과 같은 신장 기능을 평가하는 다른 방법이 있습니다. 그러나 이러한 방법은 물류, 비용 및 부정확성에 대한 우려를 포함한 여러 요인에 이차적인 이식 후 관리를 위해 거의 수행되지 않습니다.신장 이식 기능가난하다. 따라서 신속하고 비침습적인 모니터링 도구신장이식기능이러한 기존 수단에 대한 바람직한 대안이 될 것입니다. 최근에는 초음파(US), 컴퓨터 단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI), 신장 신티그라피(RSG) 등의 비침습적 영상 방법이 임상에서 많이 사용되고 있습니다. 그러나 이러한 이미징 방법은 하나 또는 다른 하나에 비해 단점이 있으며 미국은 관찰자 간 변동성이 높아 이미징 해석에 어려움이 있습니다. CT와 MRI는 신장이식의 해부학적 구조와 주변 조직에 대한 자세한 정보를 제공할 수 있지만 이러한 기술을 사용하여 신장 기능을 측정하는 것은 어렵습니다. 반면에 RSG는 신장의 배설 패턴, 누출 및 형태를 보여줄 수 있지만 AR과 ATN을 구별하는 데 필요한 정보를 제공하지는 못합니다. 또한, 핵종 직렬화에 대한 가장 우려되는 점은 열악한 핵종으로 인한 낮은 배출율신장이식기능.

신장의 산물인 소변에는 주어진 시간에 신체의 항상성과 대사 상태를 반영하는 수천 개의 분자가 포함되어 있습니다. 또한 비침습적 수단을 통해 쉽게 구할 수 있는 표본을 나타냅니다. 신장 기능과 신장 건강에 가장 중요한 것은 요단백, UCR 및 요요소 측정에 의해 결정될 수 있습니다. 예를 들어, 건강한 신장은 많은 단백질이 사구체 필터를 통과하는 것을 허용하지 않지만 손상되거나 병든 신장은 혈액에서 소변으로 알부민과 같은 많은 양의 단백질이 누출될 수 있습니다. 따라서 다음을 평가하는 것이 합리적입니다.신장 이식 기능소변 화학 측정을 통해

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본 연구에서 우리는SERS평가하는 비침습적 도구로신장 이식 기능수술 후. 우리의 데이터는 잠재적으로 사용 가능성을 보여주었습니다.SERS모니터링신장이식기능수술 후 초기에. 우리는 사이에 강한 상관 관계를 발견했습니다.SERS소변과 혈액 모두의 스펙트럼 및 생화학 물질(소변 단백질/UCR/요소, SCr/BUN)(p<0.01). previously,="" we="" demonstrated="" that="">SERS스펙트럼은 쥐 모델24에서 신장 손상을 감지하거나 예측할 수 있습니다. 소변의 화학적 조성이신장이식수신자는 쥐 모델 및 비-수혜자보다 복잡합니다.신장이식환자(예: 신장 질환 환자), 이식 환자는 일부 신장 기능이 남아 있고 면역억제제(egtacrolimus, mycophenolate mofetil 등)를 일상적으로 복용합니다. 다른 치료 약물과 남은 신장의 활동으로 인해 환자마다 소변 조성이 다를 수 있습니다. 본 연구에서 우리는 성공적으로 소변이SERS작은 집단의 스펙트럼신장이식수혜자는 이러한 불확실한(잔여 신장 기능 및 치료 약물) 및 기타 알려지지 않은 요인의 간섭이 있는 경우 필수 신장 바이오마커를 예측할 수 있습니다. RS가 소변의 생화학적 성분 농도를 감지하는 능력을 평가한 다른 연구가 문헌에 있습니다. 예를 들어 RS를 사용한 보정 데이터 세트의 변경되지 않은 인간 소변의 크레아티닌은 {{0}}.4332mmol/L30의 RMSE(제곱 평균 제곱근)로 표시됩니다. 액체 코어 광섬유 기반 RS 및 다변수 통계 분석을 사용하여 61개의 인간 소변 샘플(12개 이상값 제외)을 측정했을 때 크레아티닌 정량화에 대한 통계 오류는 0.4508mmol/L31입니다. Dou 등의 연구에서 소변 샘플의 요소와 크레아티닌 농도 간의 상관 계수는 RS의 1013과 692cm{12}}에서 라만 피크의 강도로 표시되며, 이는 R{13 }}.991 및 R{15}}.998입니다. 그리고 본 연구에서 검출한계는 각각 174.93과 13.2603mmol/L이다. Wang et al.도 조사했습니다.SERS인공 소변 샘플과 인간 소변 샘플 모두에서 크레아티닌 농도 측정을 위해 3.3946-13 범위에서 인공 소변 샘플에서 r{{0}}.99의 상관 계수를 보여줍니다. 0.2263-10.1662 mmol/L35의 범위에 걸쳐 인간 소변 샘플에서 6139mmol/L 및 r{5}}.96. 후속 연구에서 이 저자들은 0.442~15.1167mmol/L34 범위에서 크레아티닌 농도의 선형 상관 관계에서 R{12}}.968을 보고했습니다. Saatkamp et al. 부분적으로 선택된 RS 스펙트럼을 보고하여 각각 r{19}}.90 및 r{21}}.91의 상관 계수를 사용하여 소변 요소 및 UCR 농도를 예측합니다. 세 가지 다른 용액에 첨가된 크레아티닌을 사용하여 R{24}}.968의 크레아티닌에 대해 생리학적으로 적절한 농도 내에서 물 속의 크레아티닌, 물 속의 크레아티닌과 요소의 혼합물, 인공 소변의 크레아티닌을 사용합니다. 이 모든 결과는 다음과 같은 개념을 뒷받침할 수 있습니다.SERS이식된 신장의 기능을 비침습적이고 신속하게 모니터링하기 위한 신뢰할 수 있는 기술로 간주될 수 있습니다.

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기존의 방법에 비해,SERS많은 장점이 있습니다. 첫째, 비침습적이다. 광학기기를 이용하여 환자의 신체에 손상을 주지 않고 비침습적으로 편리하게 검체를 채취할 수 있습니다. 클리닉에서 수술 후 심각한 합병증 중 하나는 감염입니다37. 이것은 특히 면역억제제를 정기적으로 복용하는 이식 환자에게 적용되며, 이식을 하지 않은 수술 환자보다 감염률과 사망률이 더 높습니다8. 감염률을 최소화하려면 비침습적 방법이 필요하며 최선의 선택이 되어야 합니다. 또한,신장이식환자의 경우 수술 후 이식 기능의 일상적인 모니터링은 이식의 생존을 연장하는 데 매우 중요합니다. 본 연구의 결과는 다음을 나타냅니다.SERS이러한 환자의 정기 검진을 위해 편리하고 비침습적이며 통증이 없는 옵션을 제공할 수 있습니다. 초,SERS하나의 샘플에서 여러 물질의 변화를 빠르게 감지할 수 있습니다. 효소결합면역반응법과 같은 기존의 생화학적 방법은 한 번에 하나의 물질만 검사하므로 시간이 많이 소요됩니다. 기술에서,SERS분자 내에서 서로 다른 분자 내부의 공유 결합을 감지하도록 설계되었습니다. 따라서 동시에 여러 물질을 구별할 수 있습니다. 셋째, 잠재적으로SERS임상 생화학 실험실의 기존 기술보다 더 편리하고 저렴하며(비용 효율적) 빠른 도구입니다. 그만큼SERS절차는 기기에서 1초 이내에 완료할 수 있으며 데이터를 즉시 계산하고 보고할 수 있습니다. 마지막으로, 기저 신장 기능이 때때로 의심될 수 있는 사망한 신장 기증자의 신속한 평가와 같은 다른 분야에서 큰 잠재력을 가지고 있습니다.

단일 이식 센터의 제한된 수의 환자(110명의 환자)와 주로 관련된 이 예비 연구의 한계를 인정해야 합니다. 이 작은 코호트에서 소변 단백질과 같은 일부 변수의 분포는 그렇게 크지 않았으며 Ag NP 기반의 능력SERS소변 단백질 및 아마도 SCR의 예측에서 낮았습니다.

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결론

본 연구에서는. 우리는 비침습적 Ag NP 기반 사용의 높은 타당성을 입증했습니다.SERS예측하는 소변의신장이식기능, 의 소변 스펙트럼이SERS일반적으로 신장의 건강을 반영하는 소변 및 혈액 생화학적 성분(예: 소변 단백질, UCR, 소변 요소, SCr 및 BUN)을 모두 예측합니다. 이 연구의 결과를 검증하고 모니터링을 위한 보다 정확한 모델을 구축하기 위해 이상적으로는 더 큰 코호트에서 더 많은 연구가 필요합니다.신장이식기능앞으로 환자들에게.

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시스탄체란 무엇인가