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质谱流式应用于描绘手术后病人康复的指纹图谱(一)

2020.6.09

手术以后多久康复?血液会提前告诉你一切

每年有数以百万计的人接受各种大手术,但是没有人知道他们多久可以恢复。有些人几天会感觉明显好转,而对于其他人则可能需要一个月或更长的时间。对于具体某一个病人,医生也无法告诉他究竟属于那种类型。

就在最近,斯坦福大学医学院的研究人员发现,在手术后的第一个24小时内,一小群免疫细胞的活性水平变化可以为预测病人的康复期提供有力的线索。基于此,他们可以预测病人何时将从手术引起的疲劳和疼痛中恢复,并重新站立起来。

图一、斯坦福大学的新发现:A Fingerprint of Surgical Recovery

在这项研究是基于对32个经过髋关节置换手术的中老年患者血样进行深入分析后得出的结论,该成果发表在今年9月24日发表的Science Translational Medicine.杂志上。这可能是迄今为止最全面的对于创伤后免疫系统反应特征的研究。

斯坦福大学的研究者能有这一发现是因为他们使用了一个高度灵敏的技术——“单细胞质谱流式技术”。这是一种在Garry Nolan(斯坦福大学的微生物学和免疫学教授)的实验室中发展起来的新技术,它利用金属元素做为抗体的标签,质谱装置做为检测手段,可以同时检测免疫细胞表面以及内部的几十个生化特征,不但可以告诉我们这些细胞属于什么种类,还可以告诉我们他们的活性如何。

图二、利用金属元素作为抗体的标签,CyTOF2质谱流式细胞仪可以对单细胞进行几十个通道的检测

第一个24小时的重要线索

“我们了解到,在手术后的第一个24小时,你会在血液中发现一些重要线索,这些线索为我们揭示了决定一个病人术后两周时状态的因素。”Martin Angst说,他是麻醉学教授、疼痛和手术期用药方面的专家,同时也是这项研究的共同通讯作者。

图三、 Martin Angst教授

这一发现可能会开创一个新型的个性化诊断方法——只需在术后检查病人少量血液样本,就可以预测他的恢复时间(斯坦福拥有相关方面的临时专利)。这种诊断可以帮助医生及早决定应该对哪位病人采用更优化的恢复方案,帮助病人告诉自己的亲人和老板大概的出院时间。充分理解研究中所发现的分子机制,可能会指导临床医生操纵免疫系统,从而让病人更快的恢复。

“虽然每年超过2亿例的外科手术中绝大多数是小手术,”Angst说“但是,仅在美国,就有数以百万计的像髋关节置换术这样的大创伤手术,这些手术会引发患者显著的炎症反应。


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