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新型冠状病毒与细胞因子风暴

 

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1月24日,权威医学期刊《柳叶刀》发布的“2019武汉新型冠状病毒临床特点”文章中做了细胞因子和趋化因子的测定,结果发现ICU患者和非ICU患者的初始血浆IL1B,IL1RA,IL7,IL8,IL9,IL10,碱性FGF,GCSF,GMCSF,IFNγ,IP10,MCP1,MIP1A,MIP1B,PDGF,TNFα和VEGF浓度均高于在健康的成年人中。
健康成年人和感染2019-nCoV的患者的血浆IL5,IL12p70,IL15,嗜酸性粒细胞趋化因子和RANTES水平相似。ICU患者与非ICU患者之间的进一步比较表明,ICU患者的IL2,IL7,IL10,GCSF,IP10,MCP1,MIP1A和TNFα的血浆浓度高于非ICU患者,这表明细胞因子风暴与疾病严重程度有关
目前发现细胞因子风暴的样本包括血清血浆、肺泡灌洗液等样本、也包括鼻咽拭子采样。现阶段的病毒检测主要集中在分子检测阶段,包括荧光定量RT-PCR、新冠状病毒核酸检测试剂盒等分子检测方式,也是现阶段最快速的检测方案。
疫情后,该病毒的研究,一定会进行深入涉及免疫蛋白方面的研究。针对该方向的研究,Elisa做为常规检测方案,无法及时快速准确的获得最终结果。为了避免这种情况,具有“多快好省”特点的多因子检测技术是目前推荐的检测方案。
那么,多因子检测技术有哪些呢?下面小优就给您细细道来:


01 Luminex---xMAP技术
在有色微球、激光技术、应用流体学及高速数字信号处理技术的基础上发展起来的一种多功能的液相分析平台。
实验原理
Beads连接捕获抗体,结合目的蛋白,再结合上PE链接的检测抗体,直接上Luminex机器检测。  

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Luminex实现多因子检测的关键,关键是在beads上,让beads带上不同荧光强度的荧光,如下: 

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技术优势
1.    多重检测:同时检测100种生物靶标
2.    节省样品:只需低至25μL的样品体积
3.    节省时间:实验过程只需4小时
4.     高灵敏度:精确定量下限低至0.1pg/mL
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02 MSD---电化学发光检测技术


实验原理
MSD(Meso Scale Discovery)电化学发光检测技术使用SULFO-TAG标记物。在MULTI-ARRAY和MULTI-SPOT微孔板的电极表面通电后,电化学作用激发SULFO-TAG标记物发出强光。
同样的,MSD也是采用了96孔板,不过与Elisa和luminex相比,有很大的不同。
 

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A、每个孔里面会有很多小点(小点数量,会根据板型的不同有变化)
 

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B、板底是石墨电极,有专门的仪器进行读取

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检测原理
孔底包被有捕获抗体,结合待测因子,再加入SULFO-TAG标记的检测抗体,进行仪器读数,最后获得信号数据。 
而96孔板的每一个孔里面是有10个这样的小点,分别包被了针对不同待测因子的捕获抗体。

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1.    技术优势
2.    高灵敏度、宽线性范围 :线性范围可达 6log  灵敏度 <0.05~1pg/mL
3.    低样本量:MSD有V-Plex和U-Plex(自由组合)两种形式, V-Plex一块板单孔需求量50μL,而U-Plex一块板单孔需求量可低至25μL
4.    高重复性:板内CV< 6-8%,板间< 10%,批间< 15%  
5.    低背景:只有在电化学激发后,检测抗体上的SULFO-TAGTM标记物才能产生光信号
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03 CBA
全称是Cytometric Bead Array=流式+微球+检测,顾名思义,也就是通过微球技术+流式细胞仪(荧光技术)+抗原抗体反应,进行检测。
实验原理

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捕获抗体包被在微球上,形成捕获微球,和待测因子结合,再加入PE标记的检测抗体,从而形成了类似于Elisa的 “三明治” 结构,这就是CBA的检测基础。上面只是一个因子的检测,那CBA的多因子检测是如何实现多因子的呢?这就要提到流式细胞仪了,流式细胞仪的基础就是荧光技术,那同一种荧光又有强有弱,而CBA的多因子基础,就是基于让beads带上同一种荧光(APC荧光)而荧光强度不同,见下图: 首先让微球带上同一种荧光但荧光强度不同,我们可以从图上看到,从上到下,6种微球的颜色就代表了荧光强度不一样,然后通过流式细胞仪的检测,最终在图上形成了上下排列的6团微球,是不是很神奇呢?总结一下,CBA多因子检测的原理:APC定性(荧光强度各异的微球)+PE定量(PE标记的检测抗体)

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1.    技术优势
2.    每个捕获微球都具备优异的特异性,无交叉或非特异性反应
3.    同一个样品可同时定量检测81个因子
4.    具备CBA kit和CBA Flex Kit两种形式,可以根据自身需求自由组合
5.    配对抗体没有自发性荧光,灵敏度和重复性高
6.    PE标记检测抗体,荧光强度较高,信号稳定
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04 抗体芯片
实验原理
将待测因子的抗体有序地固定于滤膜和载玻片等各种载体上,制备成为检测用的芯片。
     

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技术优势
多指标:每张芯片同一样品可同时检测多达数百种指标
多样本适用:细胞培养上清、细胞/组织裂解液、血清/血浆、乳汁、尿液、唾液等
高灵敏度(pg/ml)、高特异性(优异的抗体对)、重复性(2/4个重复)
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好了,看完这些技术的介绍,有人会问小优,各类样本怎么处理呢?鉴于此次病毒样品的特殊性,我们Labex暂且接不了此检测服务。
但我们实验室的小哥哥还是基于我们做为多因子检测CRO服务专家的Labex每年十万+的处理样本经验,为科研工作者总结了一些样本处理的小Tips:
样本处理方案
血清:不含抗凝剂的采血管采血,4℃静置2小时(避免震动,防止溶血),离心20min(4℃,3000g),取上清,建议进行两次离心和取上清,建议分装后-80℃冻存,避免反复冻存
血浆:含抗凝剂(EDTA、肝素,具体采取哪种抗凝剂,参考说明书)的采血管采血,需充分混合,离心20min(4℃,3000g),取上清,建议进行两次离心和取上清,建议分装后-80℃冻存,避免反复冻存
肺泡灌洗液:离心10min(13000rpm,4℃),取上清,建议进行两次离心和取上清,建议分装后-80℃保存,避免反复冻存
组织培养上清:离心5min(1000g,4℃),取上清,再离心10min(13000rpm,4℃)取上清,建议分装后-80℃保存,避免反复冻存
其他常规体液:离心10min(13000rpm,4℃),取上清,建议进行两次离心和取上清,建议分装后-80℃保存,避免反复冻存
注:血清血浆从病人处抽取后,务必立即放入4℃保存,避免长时间室温放置,造成因子降解

  • 解决方案图片 解决方案 Macrophage Cell Solution

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  • 解决方案图片 解决方案 T cell solution

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  • 解决方案图片 解决方案 细胞因子 Bio-marker 检测样本制备指南

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