检测检验物质与血液或血液成分之间的相互作用,评估免疫状态评估及检测疾病制造技术

技术编号:26977384 阅读:74 留言:0更新日期:2021-01-06 00:15
此处公开了对受试者免疫系统的功能、状态和/或活性提供简单快速评估的独特的检验方法和装置。特别示范了一种方法,其涉及将检验物质与受试者的血液或血液成分混合,形成包括至少一个单位检验物质和所述血液或血液成分至少一分子成分的检验产物;在规定条件下分析检验产物,测定检验产物的性能(检验产物的性能包括物理性能、化学性能、光学性能、电性能、磁性能和/或机械性能);将所述检验产物的性能与未暴露检验物质的相关性能进行比较,得到比较数据值,其中所述比较数据值指示所述受试者免疫系统的功能、状态和/或活性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】检测检验物质与血液或血液成分之间的相互作用,评估免疫状态评估及检测疾病
技术介绍
健康的免疫系统对于防止人类和动物遭受病原体的有害攻击及防止感染传染性疾病非常重要。新生儿或新出生的动物免疫能力有限。出生后,新生儿和新出生动物的先天免疫力和适应性免疫力预期在几周至几月内发育,最终达到成熟,对身体提供全面保护。免疫系统差或免疫系统发育不良将使幼小的动物和儿童更容易感染各种疾病。实际上,众所周知,与成人相比,差不多所有感染性疾病,包括流感病毒,儿童和幼小动物的发生率更高,死亡率也更高。虽然功能性免疫对人类和动物健康起着极端重要的作用,但是,目前并没有简单快速的临床检验能够让医生对儿童和幼小动物的免疫系统是否正常发育进行评估。开发出这样的检验将使医疗人员和兽医能够辨别免疫力较差或相对较差、身体较为虚弱的儿童和幼小动物,从而可以采取预防措施,防止他们接触有害的病原体和预防疾病。这样的检验还将方便制药公司、膳食补充剂生产商及农业动物饲料生产商开发出有助于改善幼小动物、幼儿及免疫功能变弱的老年人免疫力的产品,使他们更健康。到目前为止,制药工业和一般消费品工业已经生产了众多据称能够改善免疫系统功能的产品及处理、治疗或膳食补充剂。但是,并没有一种方便快速的血液检验方法能够对患者和消费者服用产品前后的免疫健康状态进行评估,从而在个人层面上确认产品和治疗的有效性。对畜牧业来说,能够辨别出具有强大免疫系统的动物,在筛选最佳种畜,获得更健康的动物,从而亦可以减少该行业抗生素的用量方面非常重要。当人类或动物感染病原体,如细菌、病毒、真菌、寄生虫或其它微生物时,通常会引发主动免疫反应。任何主动免疫反应都会以进行的、原发疾病或病症为指示。可以检测到一般免疫反应,而并非检测到免疫系统单个分子或细胞成分的特殊变化的检验可以指示人类或动物可能的疾病或病症。一般免疫反应水平还可以指示人类/动物抵抗病原体入侵的能力,或与疫苗反应的情况,或治疗(包括免疫治疗)的效果。几乎所有常规免疫系统活性的免疫化学测定都局限于用于检测或定量与具体的单种疾病或病症诊断有关的特异性抗原或抗体的浓度。人们还广泛采用其它特异性不强的一般免疫筛选检验来评估人类和动物的健康状况。这些检验的实例有红细胞沉降速率(ESR)检验和C反应蛋白(CRP)检验。ESR作为各种自身免疫性疾病、骨感染、某些形式的关节炎及其它疾病是否存在的指标。类似地,C反应蛋白作为炎症、细胞感染、免疫疾病(如类风湿关节炎)、结直肠癌、心血管病及一系列其它病症的标志物。由于这些筛选检验是非特异性的,因此,非常有价值;单次检验结果呈阳性可能表明多种病症,或者可以用于评估动物或人类的一般健康状况。附图说明图1示出了基于金纳米颗粒(AuNP)和血液中血清蛋白(包括IgM、IgG和补体蛋白)之间协同作用的单步血液检验,该检验适用于体液免疫反应检测和分析。为了开展检验,将少量血清样品与AuNP溶液混合。在培养期间,血清中的蛋白质和其它生物分子将吸附到AuNP上,形成生物分子冠。作为血清蛋白一部分的IgM、IgG及补体蛋白可以与AuNP进一步交联,通过它们的协同作用形成簇和聚集体。D2Dx-R是一种动态光散射粒径分析仪,用于测定血清加入前后AuNP溶液的平均直径。可以采用以D2/D1表示的测试分数,评估血液样品的体液免疫状态。图2A:不同年龄组C57BL/6小鼠的纳米颗粒测试分数。图2B:不同年龄组BALB/c小鼠的纳米颗粒测试分数。图2C:C57BL/6小鼠的相应ELISAIgM分析。图2D:BALB/c小鼠的相应ELISAIgM分析。图2E:C57BL/6小鼠的相应ELISAIgG分析。图2F:BALB/c小鼠的相应ELISAIgG分析。为了开展图2A-F的C57BL/6小鼠研究,2-3周、9周、20周和32-40周各年龄组分析的小鼠数量分别是7、3、3和5只,而在BALB/C小鼠研究中,2周、4-8周、10周和20-30周年龄组分析的小鼠数量分别是4、14、5和5只。对于ELISA分析,由于每个ELISA试剂盒可以平行分析40个样品,因此,该研究中每组小鼠选取最多5个样品。由于2-3周年龄组C57B/6小鼠采集了7个样品,4-8周年龄组BALB/c小鼠采集了14个样品,因此,在ELISA分析中,从这两组的每组中选取了5个代表性样品。这些样品的纳米颗粒测试分数刚好位于其对应年龄组的平均值附近。图3:堪萨斯(KS)小牛和母牛的纳米颗粒测试分数。图3B:佛罗里达(FL)小牛、母牛和公牛的纳米颗粒测试分数。图3C:从四个不同分组(KS-小牛、FL-小牛、KS-母牛、FL-公牛)随机选取的10个代表性样品的IgM分析。图3D:从四个不同组(KS-小牛、FL-小牛、KS-母牛、FL-公牛)随机选取的10个代表性样品的IgG分析。这些样品的纳米颗粒测试分数与其对应组的平均值最为接近。图4:AuNP与不同浓度纯化牛IgM和IgG相互作用的纳米颗粒测试结果。该研究中共对四种IgM和IgG浓度进行了分析。每种溶液的培养时间是20分钟。图5:其它纯化IgM和IgG牛血清样品的纳米颗粒测试结果。在每个分组中,选取4个代表性牛血清样品进行研究。图6:同年龄2只WT(野生型)小鼠和2只JHD小鼠的纳米颗粒测试分数。每只小鼠都开展平行分析。图7:加入C3蛋白后,纯AuNP、KS-小牛、FL-母牛和FL-公牛组的净粒径增加。为了考察AuNP与C3蛋白的直接相互作用,将纯AuNP溶液与1.15mg/mL纯C3蛋白溶液混合。为了开展牛分组研究,首先将AuNP和牛血清混合,然后,加入固定含量的C3蛋白溶液。将加入C3蛋白溶液后的净粒径增加绘图。图8:热处理对三个牛血清样品的纳米颗粒测试分数的影响。这些样品在56℃培养10分钟。图9A:采用A/PR8病毒攻击后,WT小鼠和JHD小鼠的纳米颗粒测试分数。WT小鼠和JHD小鼠在病毒感染前都注射等量的T记忆细胞。图9B:采用ELISA开展的WT小鼠和JHD小鼠分别在感染14天后和21天后血清内A/PR8-特异性IgG的终点滴定分析。图9C:WT小鼠和JHD小鼠感染4天后血清中存在的A/Philippines-特异性IgG的终点滴定(Log10)分析。图9D:WT小鼠和JHD小鼠初次采用A/PR8病毒攻击后不同天数时的体重减轻情况。图9E:WT小鼠和JHD小鼠再次采用A/Philippines病毒攻击后不同天数时的体重减轻情况。图10:感染牛呼吸道合胞体病毒(BRSV)的小牛和阴性对照组的纳米颗粒测试分数。阴性对照组:n=16;感染组:n=15。感染组血液样品在病毒感染第7天采集。图11:与金纳米颗粒相互作用的血液/血浆/血清样品的上图和下图。颜色和/或光散射强度的变化以阳性结果(P)、弱阳性(WP)和阴性(N)评分。图12:图中说明了病原体裂解液包被金纳米颗粒的方案。图13:图中示出了采用图12方案开展测试的测试分数。图14A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种评估受试者免疫系统功能、状态和/或活性的方法,所述方法包括:/n将检验物质与受试者的血液或血液成分混合,形成包括至少一个单位所述检验物质和所述血液或血液成分至少一分子成分的检验产物;/n在规定条件下分析检验产物,测定检验产物的性能,所述检验产物的性能包括物理性能、化学性能、光学性能、电性能、磁性能和/或机械性能;及/n将检验产物的性能与未暴露检验物质的相关性能进行比较,得到比较数据值,其中所述比较数据值指示受试者免疫系统的功能、状态和/或活性。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180317 US 62/644,4671.一种评估受试者免疫系统功能、状态和/或活性的方法,所述方法包括:
将检验物质与受试者的血液或血液成分混合,形成包括至少一个单位所述检验物质和所述血液或血液成分至少一分子成分的检验产物;
在规定条件下分析检验产物,测定检验产物的性能,所述检验产物的性能包括物理性能、化学性能、光学性能、电性能、磁性能和/或机械性能;及
将检验产物的性能与未暴露检验物质的相关性能进行比较,得到比较数据值,其中所述比较数据值指示受试者免疫系统的功能、状态和/或活性。


2.根据权利要求1所述的方法,其中所述至少一个单位检验物质包括至少一种金属颗粒。


3.根据权利要求1所述的方法,其中所述检验物质包括至少一种乳胶颗粒。


4.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其中所述检验物质包括包被全部或部分病原体组分的材料。


5.根据权利要求1所述的方法,其中所述检验物质包括通过特异性或非特异性相互作用,能够与血液的一种成分相互作用的材料表面。


6.根据权利要求5所述的方法,其中所述材料是载玻片、镀金膜载玻片或塑料表面。


7.根据权利要求1-2任一项所述的方法,其中所述检验物质是金纳米颗粒。


8.根据权利要求1-7任一项所述的方法,其中所述分析步骤包括测定所述检验产物的尺寸。


9.根据权利要求1-7任一项所述的方法,其中所述分析步骤包括观察或测定所述检验产物的颜色和/或光散射性能。


10.根据权利要求8所述的方法,其中所述测定所述检验产物的尺寸包括使检验产物经受动态光散射。


11.根据权利要求1-5、7或8任一项所述的方法,其中所述检验产物的性能是平均粒径。


12.根据权利要求1-4或7-11任一项所述的方法,其中所述未暴露检验物质包括至少一种金属颗粒。


13.根据权利要求1-4或7-12任一项所述的方法,其中所述相关性能是平均粒径。


14.根据权利要求1-4或7-13任一项所述的方法,其中所述比较数据值包括检验产物与未暴露检验物质的尺寸比或检验产物相对未暴露检验物质的尺寸百分数。


15.根据权利要求1-14任一项所述的方法,其中所述至少一分子成分包括抗体或补体蛋白,或它们的组合。


16.根据权利要求15所述的方法,其中所述抗体是IgG抗体、IgM抗体,或它们的组合。


17.根据权利要求1-16任一项所述的方法,进一步包括从一组具有已知免疫系统功能、状态和/或活性的受试者获得平均对照数据值或一系列对照数据值;其中比较数据值偏离平均对照数据值或系列对照数据值将指示受试者的免疫功能、状态和/或活性升高或降低。


18.根据权利要求17所述的方法,其中当所述比较数据值低于平均对照数据值或系列对照数据值时,指示免疫功能下降。


19.根据权利要求17所述的方法,其中已知免疫系统功能、状态和/或活性包括已知拥有健康免疫功能、状态和/或活性的人群;其中当比较数据值高于平均对照数据值或系列对照数据值时,指示免疫反应提高。


20.根据权利要求19所述的方法,其中所述免疫反应提高是感染的结果。


21.根据权利要求1-20任一项所述的方法,其中所述免疫系统的功能、状态和活性指示受试者的健康状况。


22.根据权利要求21所述的方法,其中所述健康状况包括检测和/或诊断涉及免疫反应的疾病。


23.一种测定受试者免疫系统发育情况的方法,所述方法包括:
将至少一种金属纳米颗粒与受试者的血液或血液成分混合,形成包括至少一个单位所述检验物质和所述血液至少一分子成分的检验产物;
在规定条件下分析检验产物,测定检验产物的性能,所述检验产物的性能包括平均粒径或颜色或散射光;及
将所述检验产物的性能与从一组正常发育免疫系统人群得到的平均对照数值或系列对照数据值进行比较,其中当所述检验产物的性能值与所述对照数据值或系列值相比异常时,指示所述受试者的免疫系统和/或功能异常。


24.根据权利要求23所述的方法,其中当所述受试者经测定免疫系统发育不良时,进一步包括对所述受试者施用增强免疫的治疗。


25.根据权利要求19所述的方法,其中当所述受试者经测定免疫系统升高时,进一步包括施用抗感染治疗或免疫抑制治疗。


26.根据权利要求1所述的方法,其中所述检验物质和所述血液的分子成分通过非特异性相互作用结合。


27.一种评估受试者免疫系统功能、状态和/或活性的方法,所述方法包括:
将检验物质与受试者的血液或血液成分混合,形成包括至少一个单位所述检验物质和血液或血液成分至少一分子成分的检验产物,其中所述检验物质和所述分子成分通过非特异性相互作用结合;
在规定条件下分析所述检验产物,测定检验产物的性能,所述检验产物的性能包括物理性能、化学性能、光学性能、电性能、磁性能和/或机械性能;及
将所述检验产物的性能与未暴露检验物质的相关性能进行比较,得到比较数据值,其中所述比较数据值指示所述受试者免疫系统的功能、状态和/或活性。


28.根据权利要求27所述的方法,其中所述至少一个单位检验物质包括至少一种金属颗粒。


29.根据权利要求28所述的方法,其中所述检验物质包括至少一种乳胶颗粒。


30.根据权利要求27-29任一项所述的方法,其中所述检验物质包括包被全部或部分病原体组分的材料。


31.根据权利要求27所述的方法,其中所述检验物质包括通过特异性或非特异性相互作用,能够与血液的一种成分相互作用的材料表面。


32.根据权利要求31所述的方法,其中所述材料是载玻片、镀金膜载玻片或塑料表面。


33.根据权利要求27-28任一项所述的方法,其中所述检验物质是金纳米颗粒。


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【专利技术属性】
技术研发人员:霍群郑天宇K·麦金斯崔
申请(专利权)人:中佛罗里达大学研究基金会有限公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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