휘발성 바이오마커를 통한 자간전증의 검출 및 식별 (DIP)

자간전증은 인간 임신에 고유한 고혈압의 한 형태입니다. 자간전증의 임상 소견은 산모 증후군(기타 다기관 이상을 동반하거나 동반하지 않는 고혈압 및 단백뇨) 또는 태아 증후군(태아 성장 제한, 양수 감소, 비정상적인 산소 공급)으로 나타날 수 있습니다.

자간전증의 발병률은 건강한 초산부 여성의 2~7%입니다. 이러한 여성에서 자간전증은 일반적으로 경미하며 만삭 또는 분만 중(사례의 75%)이 시작되며 불리한 임신 결과에 대한 위험이 최소한으로 증가합니다. 대조적으로, 자간전증의 발생률과 중증도는 다태아 임신, 만성 고혈압, 이전 자간전증, 임신 전 당뇨병 및 기존 혈전성향증이 있는 여성에서 상당히 더 높습니다.

자간전증의 병인은 알려져 있지 않습니다. 많은 이론이 제안되었지만 대부분은 시간의 시험을 견디지 못했습니다. 이러한 이론 중 일부: 비정상적인 영양막 침습, 응고 이상, 혈관 내피 손상, 심혈관 부적응, 면역 현상, 유전적 소인 및 식이 결핍 또는 과잉.

자간전증은 단독으로 또는 복합적으로 발생하는 것으로 임상적으로 관찰된 광범위한 징후 및 증상을 포괄하는 임상 증후군입니다. 자간전증의 전형적인 3대 증상은 고혈압, 단백뇨, 부종입니다. 그러나 이제 부종이 자간전증 진단의 일부로 간주되어서는 안 된다는 보편적인 동의가 있습니다. 자간전증을 진단하려면 일반적으로 임신 20주차 이후에 시작되는 단백뇨를 동반한 혈압 상승(BP)이 있어야 하지만, 질병 진행의 중증도는 일반적으로 전통적인 특징으로 간주되는 산모의 혈압을 기준으로 합니다. 질병의 진단을 위해.

자간전증이 있는 여성은 최소한의 혈압 상승에서 여러 장기 시스템의 혼란에 이르는 복잡한 증상을 나타낼 수 있습니다. 신장, 혈액학 및 간 시스템이 관련될 가능성이 가장 높습니다.

신장 기능은 일반적으로 단백뇨가 항상 발견되기 때문에 거의 모든 경우에 손상됩니다. 자간전증에서 혈관 경련 및 사구체 모세혈관 내피 부종(사구체 내피증)으로 인해 GFR(사구체 여과율)이 정상 임신보다 평균 25% 감소합니다. 혈청 크레아티닌은 자간전증에서 거의 상승하지 않지만 요산은 일반적으로 증가합니다. 자간전증이 있는 여성에서 요산 수치가 상승한다는 사실에도 불구하고 이 검사는 질병 진단에 민감하거나 특이적이지 않습니다.

간은 주로 자간전증에 관여하지 않으며 간 침범은 중증 자간전증이 있는 여성의 10%에서만 관찰됩니다. 섬유소 침착은 간 침범의 실험실적 또는 조직학적 증거가 없는 자간전증 환자의 간 정현파 벽을 따라 발견되었습니다. 자간전증에서 간 기능 장애가 발생하면 혈청 트랜스아미나제의 경미한 상승이 가장 일반적입니다. 자간전증에서는 빌리루빈이 거의 증가하지 않지만 상승하면 간접 비율이 우세합니다. 상승된 간 효소는 중증 자간전증의 변형인 HELLP 증후군의 일부입니다.

혈소판감소증은 자간전증이 있는 여성에서 가장 흔한 혈액학적 이상입니다. 그것은 질병 과정의 중증도 및 태반 조기 박리의 유무와 관련이 있습니다. 중증 자간전증이 있는 여성의 32~50%, 임신 중 고혈압이 있는 여성의 15%에서 150,000/mm3 미만의 혈소판 수치가 보고되었습니다.

문헌을 검토한 결과 질병의 향후 발병 위험이 있는 환자를 예측하거나 식별하기 위해 100개 이상의 임상, 생물물리학적 및 생화학적 검사가 권장되었습니다.

다양한 테스트에 대한 풀링된 데이터의 결과와 일련의 테스트 간의 일치성 부족은 이러한 임상 테스트 중 어느 것도 임상 실습에서 스크리닝 테스트로 사용하기에 충분히 신뢰할 수 없음을 시사합니다. 결과적으로 임상 증상이 나타나기 전에 이 임신 합병증을 조기에 발견하기 위한 새로운 기술을 개발할 필요성이 분명히 큽니다. 조기 발견은 이 질병의 후유증을 예방하거나 최소한 최소화하기 위한 조기 치료에 도움이 될 수 있습니다.

자간전증의 휘발성 바이오마커:

호기 호흡을 통한 휘발성 바이오마커로 표현되는 정상적인 임신, 자간전증 및 임신하지 않은 여성의 산화 스트레스 강도는 Moretti 및 Phillips 그룹의 GC-크로마토그래피/질량 분석법(GC-MS)으로 연구되었습니다. 풍부한 C4-C20 알칸 및 모노메틸화 알칸의 3-D 디스플레이는 곡선 아래 평균 부피가 정상 임산부(P<003) 및 비임신 대조군(P<005)보다 자간전증 환자에서 유의하게 더 높았음을 보여주었습니다. 5가지 휘발성 바이오마커(운데칸, 6-메틸트리데칸, 2-메틸펜탄, 5-메틸테트라데칸 및 2-메틸노난)를 사용하는 예측 모델은 자간전증을 단순 임신과 구분했습니다(민감도=92.3%, 특이도 = 89.7%; 교차 검증된 민감도 = 88.5%, 특이도 = 79.3%). 유망하지만, 자간전증의 예측 인자로서 이 호흡 검사의 임상적 가치는 아직 알려지지 않았습니다. 이는 본 연구가 대사경로를 무시할 수 없는 시점에서 자간전증과 산화적 스트레스의 관계에만 초점을 두었기 때문일 수 있다.

후자에 대한 지원은 자간전증 동안 휘발성 바이오마커를 방출하는 것으로 밝혀진 많은 장애(예: 신장, 혈액학적 및 간)의 관련에서 비롯됩니다.

이 예비 연구를 더 넓은 관점에서 보면 산화 스트레스의 증가된 호흡 바이오마커와 임신 초기 단계의 대사 경로가 자간전증의 발병을 예측할 수 있는지 여부를 결정하기 위해 종적 연구가 필요합니다. 필요한 지식의 일부는 질량 분석 기술을 통해 얻을 수 있지만 이러한 기술의 사용은 값비싼 장비의 필요성, 이러한 기기를 작동하는 데 필요한 높은 수준의 전문 지식, 샘플링 및 분석에 필요한 속도, 및 사전 농축 기술(실제 날숨에서 발견되는 휘발성 바이오마커의 일부(15-20%)만 검출할 수 있는 기술)의 필요성.

자간전증의 휘발성 바이오마커 테스트가 임상 현실이 되려면 특정 자간전증 휘발성 바이오마커 및 센서 개발에 대한 지식의 몇 가지 발전이 필요합니다. 나노 물질을 기반으로 하는 화학 센서 매트릭스는 훨씬 더 작고 사용하기 쉽고 저렴하기 때문에 임상 및 실험실 진단 도구가 될 가능성이 높습니다. 휘발성 바이오마커 분석을 위한 이상적인 화학 센서는 수증기가 존재하는 매우 낮은 분석 물질 농도에서 민감해야 합니다(호흡 샘플에는 80-90% RH가 포함됨). 또한 농도의 작은 변화에 신속하고 다르게 반응해야 하며 주어진 노출에 특정한 일관된 출력을 제공해야 합니다.

목표:

이 프로젝트의 목표는 NA-NOSE라는 간단하고 저렴한 요금을 사용하여 내쉬는 호흡 및/또는 혈액 샘플에 나타나는 휘발성 바이오마커를 사용하여 "자간전증" 및 기타 임신 합병증을 조기에 발견하는 것입니다.

1단계: 이 프로젝트의 기본 단계는 "자간전증"을 앓고 있는 임산부, "정상 임신"으로 간주되는 임산부 및 건강한 "비임신" 여성의 휘발성 바이오마커 패턴을 비교하는 것입니다.

2단계: 이 프로젝트의 2차 단계는 현재 임상 실습에서 사용되는 다른 잠재적인 예측자와 비교하여 "자간전증"을 예측하는 능력입니다.

방법론:

연구 설계 및 개요:

이 연구의 1단계는 참여에 동의하고 나사렛 병원의 기관 헬싱키 위원회에서 승인한 정보에 입각한 동의서에 서명한 세 그룹의 젊은 여성의 횡단면 호흡 검사에 집중할 것입니다.

여러 떼:

• 자간전증: 재태 주령이 24주 이상이고 만성 질환이 없으며 분만 중이 아니며 태아가 살아있는 30명의 자간전증 임신부. 자간전증은 단백뇨와 함께 최소 4시간 이상 1주일 이하의 간격으로 2회에 걸쳐 >140/90 mm Hg의 혈압으로 정의됩니다. 단백뇨는 소변 딥스틱 값 >1+(30mg/dL) 또는 단백질 배설 >300mg의 24시간 소변 수집으로 정의됩니다.
• 단순 임신: 임신 주수 > 24주이고 산과적 문제가 없고 태아가 살아 있으며 만성 질환이 없는 정상 혈압 임산부 30명.
• 건강한 대조군: 30명의 건강한 비임신 대조군 여성은 주로 Nazareth 병원의 직원으로 모집되었으며 약물을 복용하지 않고 건강하며 호흡 수집 전 1년 동안 아기를 출산하거나 임신한 적이 없습니다.

NA-NOSE에 대한 호흡 테스트 샘플링과 혈액 샘플은 Technion에서 수행됩니다.

화학 분석:

LNBD 그룹(Technion)은 고전적인 다중 선형 회귀 모델 및 신경망을 사용하여 휘발성 바이오마커(호흡 및 혈액 샘플 모두) 및 전체 센서 어레이에 대한 응답으로 유기적으로 기능화된 각 나노센서에 대해 가장 뚜렷한 전기적 특징을 결정합니다. 모델. 데이터의 차원을 줄이고 가장 중요한 정보를 추출하기 위해 주성분 분석 및 카오스 매개변수를 기반으로 다양한 선형 및 비선형 알고리즘을 찾습니다. 호기된 공기는 또한 관련 호흡 및 혈액 샘플에서 휘발성 바이오마커의 특성 및 구성을 결정하기 위해 열 탈착과 결합된 가스-크로마토그래피/질량-분석법(GC-MS)에 의해 분석될 것입니다.