揮発性バイオマーカーによる子癇前症の検出と同定 (DIP)

子癇前症は、ヒトの妊娠に特有の高血圧の一種です。 子癇前症の臨床所見は、母体症候群（他の多臓器異常を伴うまたは伴わない高血圧およびタンパク尿）または胎児症候群（胎児の発育制限、羊水の減少、および異常な酸素化）のいずれかとして現れる可能性があります。

子癇前症の発生率は、健康な未産の女性で 2 ～ 7% の範囲です。 これらの女性では、子癇前症は一般に軽度であり、正期産間近または分娩中に発症し (症例の 75%)、この状態は、妊娠の有害転帰のリスクの増加を最小限に抑えます。 対照的に、子癇前症の発生率と重症度は、多胎妊娠、慢性高血圧、以前の子癇前症、妊娠前糖尿病の女性、および既存の血栓症の女性でかなり高くなっています。

子癇前症の病因は不明です。 多くの理論が提案されてきましたが、それらのほとんどは時の試練に耐えられませんでした. これらの理論のいくつか: 異常な栄養膜浸潤、凝固異常、血管内皮損傷、心血管不適応、免疫学的現象、遺伝的素因、および食事の欠乏または過剰。

子癇前症は、単独または組み合わせて発症することが臨床的に観察されている幅広い徴候および症状を含む臨床症候群です。 子癇前症の典型的な三つ組には、高血圧、タンパク尿、浮腫が含まれます。 しかし、現在、浮腫を子癇前症の診断の一部と見なすべきではないという普遍的な合意があります。 子癇前症の診断には、通常妊娠 20 週以降に始まるタンパク尿を伴う血圧 (BP) の上昇の存在が必要ですが、疾患プロセスの重症度は一般に、伝統的な特徴と考えられている母体の血圧に基づいています。病気の診断に。

子癇前症の女性は、最小限の血圧上昇から複数の臓器系の混乱まで、さまざまな症状の複合体を示すことがあります。 腎臓系、血液系、および肝臓系が関与する可能性が最も高い.

タンパク尿が常に見られるため、通常、ほとんどすべてのケースで腎機能が損なわれています。 子癇前症では、血管痙攣および糸球体毛細血管内皮腫脹 (糸球体内皮症) により、GFR (糸球体濾過率) が平均して正常な妊娠よりも 25% 低下します。 子癇前症で血清クレアチニンが上昇することはめったにありませんが、尿酸は一般的に上昇します。 子癇前症の女性では尿酸レベルが上昇しているという事実にもかかわらず、この検査は、この疾患の診断には感度も特異性もありません。

肝臓は子癇前症に主に関与するわけではなく、重度の子癇前症の女性の 10% のみに肝臓の関与が観察されます。 フィブリンの沈着は、子癇前症患者の肝類洞の壁に沿って発見されており、肝臓への関与の実験的または組織学的証拠はありません。 子癇前症で肝機能障害が起こる場合、血清トランスアミナーゼの軽度の上昇が最も一般的です。 子癇前症でビリルビンが増加することはめったにありませんが、上昇すると間接分画が優勢になります。 肝酵素の上昇は、重度の子癇前症の変形であるHELLP症候群の一部です。

血小板減少症は、子癇前症の女性で最も一般的な血液学的異常です。 これは、疾患過程の重症度および胎盤剥離の有無と相関しています。 150,000/mm3 未満の血小板数は、重度の子癇前症の女性の 32 ～ 50% で報告されており、妊娠中の高血圧症の女性の症例の 15% で報告されています。

文献を検討すると、100 を超える臨床的、生物物理学的、および生化学的検査が、この疾患の将来の発症の危険にさらされている患者を予測または特定するために推奨されていることが明らかになりました。

さまざまなテストのプールされたデータの結果と一連のテスト間の一致の欠如は、これらの臨床テストのいずれも、臨床診療でのスクリーニングテストとして使用するのに十分な信頼性がないことを示唆しています. その結果、臨床症状が現れる前に、この妊娠合併症を早期に発見するための新しい技術を開発する必要性が非常に高いことは明らかです. 早期発見は早期治療に役立ち、この病気の続発を予防するか、少なくとも最小限に抑えることができます.

子癇前症の揮発性バイオマーカー:

Moretti と Phillips のグループは、正常な妊娠、子癇前症、および妊娠していない女性の酸化ストレスの強さを、呼気による揮発性バイオマーカーによって表されるように、GC-クロマトグラフィー/質量分析法 (GC-MS) で調べました。 C4-C20 アルカンとモノメチル化アルカンの存在量の 3-D 表示は、正常な妊婦 (P < 003) および妊娠していない対照被験者 (P < 005) よりも子癇前症患者の曲線下平均体積が有意に高いことを示しました。 5 つの揮発性バイオマーカー (ウンデカン、6-メチルトリデカン、2-メチルペンタン、5-メチルテトラデカン、および 2-メチルノナン) を使用した予測モデルは、子癇前症と合併症のない妊娠を区別しました (感度 = 92.3%、 特異性=89.7%; 交差検証感度=88.5%、 特異度=79.3%)。 有望ではありますが、子癇前症の予測因子としてのこの呼気検査の臨床的価値はまだ不明です。 これは、代謝経路が無視できない時点で、研究が子癇前症との酸化ストレスの関係のみに焦点を当てていたという事実に起因する可能性があります。

後者の支持は、子癇前症の間に揮発性のバイオマーカーを放出することがわかっている多くの障害（例えば、腎臓、血液、および肝臓）の関与から来ています。

この予備研究をより広い視野に入れると、酸化ストレスの呼吸バイオマーカーの増加と、妊娠初期の代謝経路が子癇前症の発症を予測できるかどうかを判断するために縦断的研究が必要です。 必要な知識の一部は質量分析技術によって得ることができますが、これらの技術の使用は、高価な機器の必要性、そのような機器を操作するために必要な高度な専門知識、サンプリングと分析に必要な速度によって妨げられています。事前濃縮技術 (実際の呼気で見つかった揮発性バイオマーカーの一部 (15 ～ 20%) のみを検出できる技術) の必要性。

子癇前症の揮発性バイオマーカー検査が臨床的に現実のものとなるためには、特定の子癇前症の揮発性バイオマーカーとセンサー開発に関する知識がいくつか進歩する必要があります。 ナノ材料に基づく化学センサー マトリックスは、非常に小さく、使いやすく、安価であるため、臨床および実験室の診断ツールになる可能性が高くなります。 揮発性バイオマーカー分析に理想的な化学センサーは、水蒸気の存在下で非常に低い分析対象物濃度で感度が高い必要があります (呼気サンプルには 80 ～ 90% RH が含まれるため)。 さらに、濃度の小さな変化に迅速かつ異なる反応を示し、特定の曝露に固有の一貫した出力を提供する必要があります。

目的:

このプロジェクトの目的は、呼気および/または血液サンプルに現れる揮発性バイオマーカーを使用して、「子癇前症」およびその他の妊娠合併症を早期に検出することです。

フェーズ I: このプロジェクトの最初のフェーズは、「子癇前症」に苦しむ妊婦、「正常な妊娠」と見なされる妊婦、および健康な「妊娠していない」女性の揮発性バイオマーカーのパターンを比較することです。

フェーズ II: このプロジェクトの第 2 フェーズは、現在の臨床診療で使用されている他の潜在的な予測因子と直接比較して、「子癇前症」を予測する能力です。

方法論:

研究デザインと概要:

この研究のフェーズ I は、参加に同意し、ナザレ病院の施設ヘルシンキ委員会によって承認されたインフォームド コンセント フォームに署名した若い女性の 3 つのグループの横断呼気検査に集中します。

グループ:

• 子癇前症: 妊娠期間が 24 週を超え、慢性疾患のない子癇前症の妊婦 30 人。 子癇前症は、タンパク尿を伴う、少なくとも 4 時間間隔であるが 1 週間以内の 2 つの別々の機会での血圧が 140/90 mm Hg を超えることと定義されます。 タンパク尿は、尿ディップスティック値 >1+ (30mg/dL)、またはタンパク排泄が >300mg の 24 時間尿収集として定義されます。
• 合併症のない妊娠: 妊娠期間が 24 週を超え、慢性疾患のない正常血圧の妊婦 30 人。
• 健康なコントロール: 30 人の健康な妊娠していないコントロールの女性を主にナザレ病院の従業員から募集し、健康で投薬を受けておらず、呼気採取の前の 1 年間に出産も妊娠もしていません。

NA-NOSEの呼気検査サンプリングと血液サンプルはテクニオンで行われます。

化学分析:

LNBD グループ (Technion) は、従来の多重線形回帰モデルとニューラル ネットワークを使用して、揮発性バイオ マーカー (呼気と血液サンプルの両方) とセンサー アレイ全体に応答して、有機的に機能化された各ナノセンサーの最も顕著な電気的特徴を決定します。モデル。 データの次元を削減し、最も重要な情報を抽出するために、主成分分析とカオス パラメータに基づいて、さまざまな線形アルゴリズムと非線形アルゴリズムが求められます。 吐き出された空気は、関連する呼気および血液サンプル中の揮発性バイオマーカーの性質と組成を決定するために、熱脱着と組み合わせたガスクロマトグラフィー/質量分析 (GC-MS) によっても分析されます。