據(jù)外媒報(bào)道，利用呼吸來(lái)測(cè)量肺部的健康狀況并揭示與之相關(guān)的疾病正在成為一種具有巨大潛力的診斷工具，并且許多前景光明的相關(guān)技術(shù)正在出現(xiàn)。最近，麻省理工學(xué)院研發(fā)了一種新型納米顆粒，它將揮發(fā)性分子沉積在與各種疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)上以此來(lái)作為合成生物標(biāo)記，然后在呼氣時(shí)顯示肺炎和其他肺部疾病的跡象。
這項(xiàng)研究實(shí)際上是建立在生物工程師Sangeeta N. Bhatia實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們之前的工作基礎(chǔ)上。今年早些時(shí)候，Sangeeta N. Bhatia展示了一種可以揭示肺癌生物標(biāo)記的尿液測(cè)試。這項(xiàng)技術(shù)由包覆特定多肽的納米顆粒組成，據(jù)悉，這些多肽會(huì)跟一系列疾病相關(guān)的蛋白酶相互作用。
這些蛋白酶會(huì)將納米顆粒中的肽裂解然后通過(guò)尿液排出從而揭示某些疾病的存在。通過(guò)對(duì)納米顆粒肽涂層的修改，它們可以被定制，從而使其跟不同疾病相關(guān)的蛋白酶發(fā)生反應(yīng)。該團(tuán)隊(duì)之前曾使用這種方法通過(guò)尿液檢測(cè)出肺炎、卵巢癌和結(jié)腸癌的早期跡象。
現(xiàn)在，該團(tuán)隊(duì)通過(guò)不斷的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)調(diào)整了這項(xiàng)技術(shù)從而可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)呼吸揭示疾病。這涉及到對(duì)縮氨酸和揮發(fā)性分子的進(jìn)一步化學(xué)調(diào)整，而這使得納米顆粒能夠釋放出一種被叫做hydrofluoroamines的氣體，這種氣體可以在呼氣時(shí)被檢測(cè)到。
通過(guò)使用細(xì)菌性肺炎和遺傳性肺疾阿爾法1-抗胰蛋白酶缺乏癥的小鼠模型，研究人員能夠通過(guò)質(zhì)譜檢測(cè)出存在于呼吸中的疾病。他們通過(guò)尋找一種被稱為中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶的活性來(lái)做到這一點(diǎn)，這種蛋白酶是由兩種疾病中的免疫細(xì)胞產(chǎn)生，可以在10分鐘左右的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到。研究人員還證明，該技術(shù)可用于監(jiān)測(cè)藥物治療這兩種疾病的有效性。
該團(tuán)隊(duì)希望在這些潛力結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)呼吸監(jiān)測(cè)技術(shù)。比如納米顆粒目前被直接注射到老鼠的氣管中，但研究人員正在研究可以通過(guò)類似哮喘吸入器的方式讓老鼠吸入納米顆粒。另外，團(tuán)隊(duì)還希望開發(fā)出能同時(shí)檢測(cè)多種蛋白酶的傳感器，但在將該技術(shù)應(yīng)用于人類之前還需要進(jìn)行更多的安全性測(cè)試，盡管眼下在小鼠肺部沒(méi)有檢測(cè)到毒性的跡象。
相關(guān)研究報(bào)告已發(fā)表在《Nature Nanotechnology》上。
