Die Machbarkeit der Verwendung von SERS zur Überwachung der Nierentransplantationsfunktion

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TEIL II.: Korrelation von oberflächenverstärkten Raman-spektroskopischen Fingerabdrücken des Urins von Nierentransplantatempfängern mit Nierenfunktionsparametern

Zhongli Huang, Shijian Feng & et al.

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Routineüberwachung vonnierentransplantation Funktionist für die Standardversorgung im Posttransplantationsmanagement erforderlich, einschließlich häufiger Messungen von Serumkreatinin mit oder ohne Nierenbiopsie. Die Invasivität dieser Methoden mit dem Potenzial für klinisch signifikante Komplikationen macht sie jedoch weniger als ideal. Ziel dieser Studie war es, ein nicht-invasives Instrument zur Überwachung vonnierentransplantationFunktion mithilfe vonOberflächenverstärkte Raman-Spektroskopie(SERS). Urin- und Blutproben wurden entnommen vonNiereverpflanzenEmpfänger nach der Operation. Silber-Nanopartikel-basiertSERSSpektren des Urins wurden mit Hilfe der partiellen Analyse der kleinsten Quadrate (PLS) gemessen und ausgewertet. DasSERSSpektren wurden mit herkömmlichen chemischen Markern vonNiereverpflanzenFunktionum seine Vorhersagefähigkeit zu beurteilen. Insgesamt 110nierentransplantationDie Empfänger wurden in diese Studie einbezogen. PLS-Ergebnisse zeigten signifikante Korrelation mit Urinprotein (R2=0,4660, p<><0.01), and="" urea(r2=""><0.01).furthermore, the="" prediction="" of="" the="" blood="" markers="" of="">nierentransplantationFunktionVerwendung des UrinsSERSSpektren wurden durch R2=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="">SERSDie Spektralanalyse könnte als geeignete Methode zur schnellen Beurteilung vonNiereverpflanzenFunktion.

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DISKUSSION

In KlinikenNach dernierentransplantationFunktionwird hauptsächlich durch die Überwachung des SCr-Spiegels und die Berechnung der eGFR bestimmt.Dabei handelt es sich um nadelerhaltene Blutproben, die einige Patienten stören und sogar traumatisieren können. Es gibt andere Methoden, um die Nierenfunktion zu bewerten, wie z.B. 24-Stunden-UCR-Clearance und nuklearmedizinische Scans. Diese Methoden werden jedoch selten für die Nachsorge nach der Transplantation durchgeführt, die auf mehrere Faktoren zurückzuführen ist, einschließlich Logistik, Kosten und Bedenken hinsichtlich der Ungenauigkeit, wenn dienierentransplantation Funktionist arm. Daher ein schnelles und nicht-invasives Werkzeug zur Überwachung derNiereverpflanzenFunktionwäre eine wünschenswerte Alternative zu diesen herkömmlichen Mitteln. Heutzutage werden nicht-invasive bildgebende Verfahren wie Ultraschall (US), Computertomographie (CT), Magnetresonanztomographie (MRT) und Nierenszintigraphie (RSG) häufig in Kliniken eingesetzt. Diese bildgebenden Verfahren haben jedoch Nachteile gegenüber dem einen oder anderen, die USA haben eine hohe Variabilität zwischen den Beobachtern, die Schwierigkeiten bei der bildgebenden Interpretation macht. CT und MRT können die Details der Anatomie der Nierentransplantation und des umgebenden Gewebes liefern, aber es ist schwierig, die Nierenfunktion mit diesen Techniken zu messen. RSG hingegen kann die Ausscheidungsmuster, Leckage und Morphologie der Niere zeigen, kann jedoch nicht die notwendigen Informationen liefern, um zwischen AR und ATN zu unterscheiden. Darüber hinaus ist die größte Sorge über die Nuklidseriation die niedrige Entladungsrate aufgrund der schlechtenNiereverpflanzenFunktion.

Urin, ein Produkt der Niere, enthält Tausende von Molekülen, die die Homöostase und den Stoffwechselzustand des Körpers zu einem bestimmten Zeitpunkt widerspiegeln. Außerdem stellt es ein Exemplar dar, das über nicht-invasive Mittel leicht verfügbar ist. Von größter Bedeutung für die Nierenfunktion und Nierengesundheit kann durch die Urinprotein-, UCR- und Urinharnstoffmessungen bestimmt werden. Zum Beispiel lassen gesunde Nieren nicht viel Protein durch die glomerulären Filter passieren, aber eine beschädigte oder erkrankte Niere kann eine große Menge der Proteine, wie Albumin, aus dem Blut in den Urin austreten. Daher ist es sinnvoll, dienierentransplantation Funktiondurch chemische Urinmessung.

Wofür wird Cistanche angewendet: Verbesserung der Nierenfunktion

In der vorliegenden Studie haben wirSERSals nicht-invasives Instrument zur Beurteilungnierentransplantation Funktionnach der Operation. Unsere Daten haben möglicherweise die Machbarkeit der Verwendung vonSERS, um dieNiereverpflanzenFunktionin der frühen postoperativen Phase. Wir fanden eine starke Korrelation zwischenSERSSpektren und biochemische Substanzen sowohl im Urin als auch im Blut (Urinprotein/UCR/Harnstoff, SCr/BUN)(p<0.01). previously,="" we="" demonstrated="" that="">SERSSpektren sind in der Lage, Nierenschäden in einem Rattenmodell zu erkennen oder vorherzusagen24. Es wurde anerkannt, dass die chemische Zusammensetzung des Urins vonNiereverpflanzenEmpfänger ist komplizierter als die aus den Rattenmodellen und Nicht-NiereverpflanzenPatienten (z. B. Patienten mit Nierenerkrankungen), da Transplantationspatienten eine gewisse Restnierenfunktion haben und routinemäßig Immunsuppressiva einnehmen (z. B. Tacrolimus, Mycophenolatmofetil usw.). Die verschiedenen therapeutischen Medikamente und die Aktivität der Restniere können von Patient zu Patient zu unterschiedlichen Urinzusammensetzungen führen. In der vorliegenden Studie haben wir erfolgreich gezeigt, dass der UrinSERSSpektren einer kleinen Kohorte vonNiereverpflanzenDie Empfänger sind in der Lage, essentielle Nierenbiomarker in Gegenwart von Interferenzen durch diese unsicheren (Restnierenfunktion und therapeutische Medikamente) und andere unbekannte Faktoren vorherzusagen. Es gibt andere Studien in der Literatur, die auch die Fähigkeiten von RS bewertet haben, die biochemischen Bestandteile im Urin zu erkennen. Zum Beispiel wird das Kreatinin im unveränderten menschlichen Urin aus einem Kalibrierdatensatz mit RS durch einen Root Mean Square Error (RMSE) von 0,4332 mmol / L30 angezeigt. Bei der Messung von 61 menschlichen Urinproben (ohne 12 Ausreißer) unter Verwendung von Flüssigkern-Glasfaser-basierter RS und multivariater statistischer Analyse beträgt der statistische Fehler für die Kreatininquantifizierung 0,4508 mmol / L31. In der Studie von Dou et al. werden die Korrelationskoeffizienten zwischen den Konzentrationen von Harnstoff und Kreatinin in den Urinproben durch die Intensität der Raman-Peaks bei 1013 und 692 cm-1 in RS dargestellt, die ein R2 = 0,991 bzw. R2 = 0,998 zeigen. Und die Nachweisgrenzen in dieser Studie liegen bei 174,93 bzw. 13,2603 mmol / L. Wang et al. haben auch dieSERSzur Messung der Kreatininkonzentration sowohl in künstlichen als auch in menschlichen Urinproben, wobei ein Korrelationskoeffizient von r=0,99 in den künstlichen Urinproben über den Bereich von 3,3946-13,6139 mmol/L und r=0,96 in den menschlichen Urinproben im Bereich von 0,2263-10,1662 mmol/L35 nachgewiesen wird. In einer Folgestudie haben diese Autoren R = 0,968 in einer linearen Korrelation der Kreatininkonzentrationen mit dem Bereich von 0,442 bis 15,1167 mmol / L34 berichtet. Saatkamp et al. berichten über die teilweise ausgewählten RS-Spektren, um die Harnstoff- und UCR-Konzentrationen im Urin mit dem Korrelationskoeffizienten von r=0,90 bzw. r=0,91 vorherzusagen35. In einer separaten Studie haben sie die Peaks spezifisch für das Kreatinin mit R2=0,968 identifiziert, indem sie Kreatinin in drei verschiedenen Lösungen verwendet haben: Kreatinin in Wasser, eine Mischung aus Kreatinin und Harnstoff in Wasser und Kreatinin im künstlichen Urin innerhalb physiologisch relevanter Konzentrationen. All diese Ergebnisse können das Konzept unterstützen, dassSERSkann als eine zuverlässige Technik zur nicht-invasiven und schnellen Überwachung der Funktionen transplantierter Nieren angesehen werden.

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Im Vergleich zu herkömmlichen MethodenSERShat viele Vorteile. Erstens ist es nicht-invasiv. Durch die Verwendung eines optischen Instruments verursacht es keine Schäden am Körper des Patienten und die Proben können nicht-invasiv und bequem gewonnen werden. In der Klinik ist eine der schweren Komplikationen nach der Operation eine Infektion37. Dies gilt insbesondere für diejenigen Transplantationspatienten, die regelmäßig Immunsuppressiva einnehmen, bei denen die Infektionsrate und Mortalität höher sind als bei chirurgischen Patienten ohne Transplantationen8. Um die Infektionsraten zu minimieren, ist eine nicht-invasive Methode erforderlich und sollte die beste Wahl sein. Darüber hinaus gilt fürNiereverpflanzenPatienten, routinemäßige Überwachung der Transplantationsfunktion nach der Operation ist sehr kritisch für die Verlängerung des Überlebens der Transplantationen. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie deuten darauf hin, dassSERSkann eine bequeme, nicht-invasive und schmerzfreie Option für Routineuntersuchungen dieser Patienten bieten. SekundeSERSkann die Veränderung mehrerer Substanzen in einer Probe schnell erkennen. Herkömmliche biochemische Methoden wie die enzymgebundene Immunreaktivitätsmethode untersuchen jeweils nur eine Substanz, was zeitaufwendig ist. In der TechnologieSERSwurde entwickelt, um die kovalente Bindung innerhalb der Moleküle zu erkennen, die zwischen verschiedenen Molekülen unterschiedlich ist. Somit ist es in der Lage, mehrere Substanzen gleichzeitig zu unterscheiden. Drittens, potentiellSERSist ein bequemeres, billigeres (kostengünstigeres) und schnelleres Werkzeug als herkömmliche Techniken in klinischen biochemischen Labors. DasSERSDas Verfahren kann bereits 1 s im Gerät abgeschlossen werden, und die Daten können sofort berechnet und gemeldet werden. Zu guter Letzt hat es ein großes Potenzial in anderen Bereichen, wie z.B. der schnellen Beurteilung der verstorbenen Nierenspender, bei denen die Nierenfunktion zu Beginn manchmal in Frage gestellt werden kann.

Man muss die Einschränkung dieser Vorstudie anerkennen, die sich hauptsächlich auf die begrenzte Anzahl von Patienten (110 Patienten) aus einem einzigen Transplantationszentrum bezog. In dieser kleinen Kohorte war die Verteilung einiger Variablen wie Urinprotein nicht so groß, die Fähigkeit von Ag NP-basiertenSERSwar niedrig in der Vorhersage des Urinproteins und vielleicht der SCR.

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SCHLUSSFOLGERUNG

In dieser Studie. Wir haben die hohe Machbarkeit der Verwendung von nicht-invasiven Ag-NP-basiertenSERSdes Urins, um dieNiereverpflanzenFunktion, angezeigt durch die Tatsache, dass die Urinspektren vonSERSprädiktiv sowohl den Urin als auch die biochemischen Bestandteile des Blutes (z. B. Urinprotein, UCR und Urinharnstoff sowie SCr und BUN), die herkömmlicherweise die Gesundheit der Niere widerspiegeln. Weitere Forschung ist gerechtfertigt, idealerweise in einer größeren Kohorte, um die Ergebnisse dieser Studie zu validieren und genauere Modelle für die Überwachung derNiereverpflanzenFunktionbei Patienten in der Zukunft.

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