提取大部分未开发的体液可能是生物标志物的新来源

研究人员使用一组几乎小到看不见的细针，开发了一种微创技术，用于对大部分未开发的人体体液进行采样，这可能为常规临床监测和诊断测试提供新的信息来源。

关于身体的生化信息通常来自于对血液的分析，而血液只占体液的6%，但有价值的信息也可以在其他方面找到体液这是传统上很难得到的。研究人员现在已经开发出一种提取真皮间质的方法流体(ISF) -它在身体组织中的细胞之间循环-使用简单的穿透-皮肤这项技术可以为研究细胞的代谢产物，获得诊断性生物标志物，并识别通过皮肤吸收的潜在毒素提供一种新方法。

由于真皮间质液不像血液那样凝固，基于微针的提取可以为持续监测葡萄糖和其他关键健康指标提供一种新方法。

该杂志11月25日报道了基于微针的ISF取样的人体试验结果科学转化医学．这项研究由乔治亚理工学院和埃默里大学的研究人员进行，部分得到了美国国立卫生研究院的支持。

“间质液起源于血液，然后从毛细血管中泄漏出来，将营养物质带到身体组织中的细胞。因为间质液与细胞直接交流，它应该有组织本身的信息，而不是通过血液检测所能测量到的。”乔治亚理工学院化学与生物分子工程学院董事教授兼J. Erskine Love Jr.主席Mark Prausnitz说:“这种基于微针的技术可以提供一种微创和简单的方法来获取这种间质液，使其可用于医学诊断和研究应用。”

ISF很难取样。用于监测ISF中葡萄糖的留置仪器已经存在，其他研究人员已经使用手术植入管和真空制造水泡通过皮肤提取ISF，但这些技术不适合常规临床诊断使用。

由第一作者Pradnya Samant领导的研究人员使用了含有5根固体不锈钢微针的贴片，长度为百分之一英寸。通过将贴片以一定角度压入50名人体受试者的皮肤，他们创造出了浅层微孔，这些微孔只能到达含有ISF的皮肤外层。然后，研究人员对含有毛孔的皮肤区域进行吸力，并获得了足够的ISF来进行三种类型的分析。为了比较，他们也取了血液样本并使用旧的水泡技术获得ISF。

为了准确地确定ISF中可用的生物标志物，研究人员需要避免血液与ISF混合。虽然皮肤外层不存在大血管，但那里的毛细血管可能会因插入微针而受损。在他们的研究中，研究人员发现，如果他们在插入微针后慢慢加大吸力，他们可以获得血液中清澈的液体。

整个提取过程对每个测试对象总共耗时约20分钟。志愿者对这一过程的耐受性很好，微小的毛孔在一天内迅速愈合，刺激最小。

埃默里大学用液相色谱-质谱技术对提取的液体进行了分析，以确定其所含的化学物质。总的来说，大约有10,000种独特的化合物，其中大部分也在血液样本中发现。然而，大约12%的化学物质在血液中没有发现，而其他化学物质在ISF中的含量高于血液。

普劳斯尼茨说:“皮肤代谢活跃，充满了改变液体的细胞。”“我们发现一些化合物是ISF特有的，或者是在那里富集的，这就是我们希望找到的。”

虽然并不是所有ISF特有的化合物都可以被分析，但研究小组确定了应用于皮肤的产品(如洗手液)和可能通过皮肤进入人体的杀虫剂的成分。这一发现为皮肤病学和毒理学研究中使用微针技术奠定了基础。

普劳斯尼茨说:“如果你想看看随着时间的推移皮肤中积聚了什么，这可能会提供一种获取这些暴露信息的方法。”“这些物质可能会积聚在我们身体的组织中，但不会在血液中发现。”

研究人员还测定了咖啡因的药物动力学和葡萄糖的药物动力学——两者都是小分子-来自ISF，表明该技术可以获得动态生物标志物信息。这些测量结果表明，ISF可以利用液体不凝块的特性，为持续监测此类化合物提供一种手段。

“我们很受鼓舞，我们发现了一个良好的相关性血以及间质液葡萄糖，这表明我们可能能够有一个基于这种技术的连续葡萄糖监测系统，”普劳斯尼茨说。基于微针的系统可以通过允许传感元件留在皮肤表面，为现有的植入式葡萄糖传感器提供一种侵入性更小的替代方案。

在未来的研究中，普劳斯尼茨希望减少提取ISF所需的时间，并通过取消真空泵来简化过程。对液体中发现的化合物的进一步研究还可以显示它们是否具有医学诊断价值。

他说:“我们希望将这种基于微针的技术提供给研究界，使ISF常规用于研究。”“组织间质液可能是一种新的生物标志物来源，可以补充传统来源。这项研究为进一步研究提供了一种手段。”

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