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    肾结石高通量无创检测新方法：纳米流式分析法


    肾结石是泌尿外科最常见的的疾病之一，是一种全球性疾病。中国是世界上肾结石患者最多的国家之一。近年来，肾结石在我国的发病率有逐渐上升趋势，大约5%-15%的人群一生中会罹患肾结石。肾结石严重影响患者的身体健康，如果肾结石得不到及时诊断和治疗,可能会造成尿路阻塞,排尿疼痛和肾积水，严重者甚至可能造成尿毒症或肿瘤。虽然现代医学对肾结石的治疗已经取得了很大的进步，但是肾结石的复发率仍居高不下,10年复发率可达50%。因此，亟需新的技术能够在肾结石早期及时准确地做出诊断，辨别肾结石的发病阶段和肾结石的类型，为彻底治愈肾结石铺垫下坚实的基础。目前还没有准确的无创检测方法来判断病人肾结石的类型，尽管螺旋CT扫描可以对肾结石准确定位，但是仍然无法分析出肾结石的组成成分并准确判断肾结石的类型。
     
    日前，加拿大的科学家Carson T Gavin等人利用英国超灵敏纳米流式分析仪Apogee A50 micro开发出了一种无创伤，价格低廉，高通量的肾结石分型检测方法，对于肾结石新生患者或者复发患者的检查治疗将有显著的改善。Carson T Gavin等人证实，由于肾结石是在整个泌尿系统的湍流条件下形成的，这些肾结石会释放出纳米级的结石碎片进入尿液中。这些碎片可以利用Apogee A50 micro纳米流式分析仪进行检测。同时，用Apogee A50 micro分析鉴定的肾结石成分，也得到了岩相显微镜薄片分析法（肾结石组成成分检测的高准确度分析法）的证实。在Carson T Gavin等人的研究工作中， 研究人员利用Alendronate(阿仑膦酸钠)对羟基磷灰石具有高亲和力的特性，对Alendronate标记上荧光染料（FITC或Cy5）,然后对不同类型结石中的羟基磷灰石进行定量分析（图1）。研究发现，在这些纳米结石碎片（100-1000nm）中（图1），羟基磷灰石的含量会因结石类型的不同而不同。研究人员利用这种方法，对术前不同肾结石患者的尿液进行纳米结石碎片流式计数分析，同样明显的区分出了不同的结石类型(图2)。并且，这种纳米流式分析法判断肾结石类型的准确性也得到了岩相显微镜薄片分析法的证实(图3)。 因此，这种无创伤，价格低廉，高通量的肾结石组成成分纳米流式分析法，将为临床诊断和治疗提供更多无可替代的参考信息和应用价值。
     
    图1 健康人尿液添加不同类型结石碎片后的纳米流式分析
    Alendronate(阿仑膦酸钠)是一种对羟基磷灰石具有高亲和力的双膦酸盐。对 Alendronate标记上荧光染料（FITC或Cy5）,可以对不同结石中羟基磷灰石进行分析。不同类型的肾结石，羟基磷灰石含量不同。图中数据为，向健康人尿液中加入不同类型的结石碎片和Alendronate-FITC/Cy5荧光探针，超声破碎后进行纳米流式分析的结果。
     
    图2 纳米流式分析肾结石患者不同类型的结石
    用Alendronate-FITC标记不同类型肾结石患者的尿液，然后进行纳米流式分析，计数分析不同患者尿液中羟基磷灰石纳米颗粒,进而判断结石的类型。

    图3 岩相显微镜薄片分析肾结石患者不同类型的结石
     
    Apogee超灵敏纳米流式细胞仪简介：
    超灵敏纳米流式细胞仪是英国Apogee Flow厂家研发，它独有的专行光学设计使其可检测最小80nm的小颗粒，并拥有10nm的分辨率，使其成为市场上唯一可检测小于100nm大小颗粒的流式细胞仪。英国Apogee Flow的技术早前广泛为美国军方用于战场上的快速微生物检测。继之前北京中科院微生物所和北京计量研究所引入了Apogee流式细胞仪为微生物作快速流式检测和定量，最近上海第二军医大学转化医学中心的老师也选购了Apogee最新的A50-Micro Plus型号来进行外泌体等微颗粒研究的科研工作。而每年在美国举行的国际胞外囊泡大会上，更有不少的科学家的研究中采用了Apogee超灵敏纳米流式细胞仪来作胞外囊泡研究。由此可见这种新技术在小颗粒检测中确是带来不少优势。
     
     
    参考文献：

    1.Gavin C T, Ali S N, Tailly T, et al. Novel Methods of Determining Urinary Calculi Composition:
    Petrographic Thin Sectioning of Calculi and Nanoscale Flow Cytometry Urinalysis[J]. Scientific Reports,
    2016, 6: 19328.

    2. 田爱民, 安瑞华, 杨磊,等. 草酸钙肾结石成因的研究现状[J]. 现代生物医学进展, 2014, 14(27):5394-5396.