Atem-Sammlung von Kindern für Krankheit Entdeckung von Biomarkern

Biomarker können wertvolle Informationen über normale und pathologische biologische Prozesse führen, die klinisch erkennbare Krankheit beitragen kann. Vor kurzem gab es zunehmende Interesse an der Bewertung von Atem Volatiles als Biomarker für eine Vielzahl von Krankheitszuständen, einschließlich Infektionen, Stoffwechselstörungen und Krebs ¹. Ausatmungsluft enthält quantifizierbare Mengen an flüchtigen organischen Verbindungen (VOC), semi-flüchtige organische Verbindungen und mikrobiell abgeleitete Material (z. B. Nukleinsäuren vor Bakterien und Viren). Das zentrale Ziel der Ausatmungsluft Analyse ist nicht-invasiv Einblick in den Status einer Erkrankung und/oder Umwelteinflüsse. Es gibt verschiedene Methoden zum sammeln und analysieren der Ausatmungsluft, abhängig von den Bestandteilen von Interesse. Derzeit gibt es keine standardisierte Ausatmungsluft Erhebungsmethode, die vergleichende Analyse der Ergebnisse in den Studien erschwert. Standardisierung der Atem Sammlung Verfahren ist wichtig, da das Stichprobenverfahren selbst einen erheblichen Einfluss auf die nachgelagerten Ergebnisse der Atem hat.

In vielen Studien ist spät Atemwege Atem Probenahme eingesetzten^2,3. Diese Auswahl beinhaltet verwerfen des ersten Teils der Ausatmungsluft (“dead Space”), um bevorzugt die Luft am Ende des Kreislaufs Atem erfassen. Der Vorteil dieser Strategie ist, dass es das Niveau der exogenen VOC (z. B. ökologische VOC), minimiert während bereichernd für endogene, patientenspezifische VOC. Diese Methode verhindert Individuum vor dem Sammeln der Atemprobe, die ersten paar Sekunden ausatmen. Andere Forscher haben einen Drucksensor Probenahme in einer vordefinierten Phase Ablauf^4,5aktivieren eingesetzt. Da Drucksensoren komplexe Technik erfordern, erfordert diese alternative Methode ein engagiertes und relativ kostspielig Probenahmegerät.

Pädiatrische Atem Probenahme kann besonders schwierig sein. Ein wichtiges Anliegen ist, dass junge Kinder möglicherweise nicht auf die Zusammenarbeit mit Protokolle für freiwillige Ausatmen von Luft “dead Space”. Aus diesem Grund ist es einfacher, gemischte Atemwege Atem von Kindern zu erhalten. Eine wichtige Einschränkung mit gemischten Atemwege Atemproben ist jedoch das Risiko einer Kontamination der Umwelt und Material. Deshalb ist die Machbarkeit der pädiatrischen Sammlung eine treibende Anliegen im Bereich.

Darüber hinaus, um Methoden der Datenerhebung kann Atem Probenaufbewahrung auch Sample-Qualität beeinflussen. Die hohe Luftfeuchtigkeit im Atem exhalate und der ultra-niedrigen Konzentrationen (Teile pro Billion) von flüchtigen organischen Verbindungen machen Atem Atemproben besonders anfällig für Probleme im Zusammenhang mit Speicher^6,7. Trotz des großen Potenzials des Echtzeit-Techniken wie Proton Transfer Reaktion-Massenspektrometrie (PTR-MS) bleibt GC-MS der Goldstandard für die Analyse der Atemproben. Da GC-MS-Analyse der Atemproben eine offline-Technik ist, ist es mit Vorkonzentrierung Methoden wie thermische Desorption (TD) Rohre, Mikro-Festphasenextraktion und Nadel Falle Geräte gekoppelt. Bevor Sie Vorkonzentrierung müssen Atemproben in Polymer Taschen⁸zwischengelagert werden. Polymer-Taschen sind beliebt wegen ihrer moderaten Preis, relativ gute Haltbarkeit und Wiederverwendbarkeit. Während Taschen wiederverwendet werden können, sind Zeit und Aufwand erforderlich, um effiziente Reinigung^7,8sicherzustellen. Jede spezifische Tasche verlangt auch empirisch bestimmte und standardisierte Verfahren zur Qualitätskontrolle, Wiederverwendbarkeit und Erholung.

TD-Rohre sind für Atem Vorkonzentrierung verbreitet, da sie eine große Anzahl von Volatiles erfassen und besonders angefertigt werden können. Die saugfähigen Materialien verwendet für das Verpacken von TD-Rohre können bestimmte Anwendungen und bestimmtes Ziel flüchtigen Bestandteile von Interesse angepasst. TD Rohre wesentlich verbessern den Komfort der Atem Biomarker Studien, vor allem in abgelegenen Wiese, weil TD Rohre sicher speichern Atem Volatiles für mindestens zwei Wochen und sind leicht zu Transport³.

In dem Bemühen, pädiatrische Atem Sammlung für Entdeckung von Biomarkern zu standardisieren beschreiben wir hier eine einfache Methode um Atem von Kindern zu sammeln. Um die repräsentativen Ergebnisse der implementierten Protokolle zu veranschaulichen, werden anonymisierte Daten präsentiert eine andauernde Kohorte der Kinder (8-17 Jahre) in der Bewertung für alkoholfreie Fettsäuren Leber Krankheit (NAFLD). Die vollständigen Ergebnisse und Analyse dieser Studie werden in einer späteren Publikation gemeldet. Dabei berichten wir über eine Teilmenge von Daten zur Anwendung von unserem Protokoll zu demonstrieren. In Kürze werden Kinder angewiesen, normalerweise über Mundstück Ausatmen in eine Polymer-Tasche, als ob “einen Ballon weht.” Der Prozess wird 2-4 Mal wiederholt, bis 1 L des Atems abgeholt wird. Die Probe wird dann in ein TD-Rohr übertragen und gespeichert bei 5 ° C vor der GC-MS-Analyse.