浙江
脑出血与缺血性中风的急救方案截然相反，但两者在发病早期的症状非常相似，现场医务人员往往难以凭借临床表现做出准确判断。CT和磁共振虽然能够明确区分这两种中风亚型，可是这些大型影像设备无法在救护车或偏远地区使用，院前阶段长期缺少可靠的快速鉴别手段。近日，西北工业大学机械工程学院赵海涛教授、贵州医科大学药学院吴兴杰副教授与沈祥春教授、附属医院急诊科伍国锋教授联合完成了这项研究，论文题为《Steric hindrance-mediated extracellular vesicle size fractionation for rapid prehospital diagnosis of intracerebral hemorrhage》。研究团队设计了一套整合了磁性纳米颗粒分选和微流控芯片的检测平台，能够直接从血浆中将细胞外囊泡按尺寸分成三个亚型并完成表面蛋白分析，整个检测流程只需要45分钟。
细胞外囊泡携带脑部病变的分子信号，能够穿过血脑屏障进入外周血。研究团队在磁性纳米颗粒表面固定了能识别囊泡CD63蛋白的适配体分子，同时又接上了不同长度的聚乙二醇高分子链。聚乙二醇越长、接枝得越密，对大尺寸囊泡造成的空间阻碍就越明显，适配体与囊泡的结合效率也就越低。他们系统调整了适配体的接枝比例和聚乙二醇的分子量，制备出了三种具有不同尺寸捕获阈值的磁性颗粒。这三类磁性颗粒被依次加入血浆样本中进行分级分离，第一类专门捕获直径小于90纳米的微小囊泡，第二类捕获介于90到180纳米之间的中等尺寸囊泡，第三类负责截留大于180纳米的大囊泡。这套方案的回收率超过了百分之九十五，各个亚型样本中几乎检测不到游离蛋白的污染。他们将整个分选和检测流程集成到了一张微流控芯片上，配合微型电磁阀和蠕动泵完成了进样、分离、信号放大和光学检测的全自动化操作。
在临床验证阶段，研究团队收集了25例脑出血患者、25例缺血性中风患者以及20名健康捐献者的血浆样本，用集成平台对三个囊泡亚型分别做了六种炎症相关膜蛋白的定量分析。主成分分析的结果显示中等尺寸囊泡亚型的蛋白表达谱在脑出血组、缺血性中风组和健康对照组之间区分得最清楚，小尺寸亚型和大尺寸亚型以及未经分选的总囊泡群体都没能呈现出这样清晰的聚类边界。基于中等尺寸囊泡六种蛋白表达水平建立的诊断模型表现非常突出，受试者工作特征曲线下面积达到了0.958，灵敏度和特异性分别为0.88和0.92。这一诊断效能远优于基于单个蛋白的检测方法，也明显优于直接分析总囊泡的方案。该研究为院前急救场景提供了一种潜在的快速鉴别新工具。
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