10分钟内分离出“致敏”细胞！斯坦福团队在开发最快、准确率最高的过敏检测方法

在全球各地，因食物或环境因素引发过敏的人越来越多。众所周知，过敏是一种非常不好的体验，甚至还有可能危及生命。目前针对过敏原的检测方法包括皮肤点刺、斑贴、食物不耐受和总IgE检测等，报告结果的时长从20分钟到3天不等，检测过程通常也会比较痛苦。此外，还有一种检测方法涉及嗜碱性粒细嗜碱性粒细胞

嗜碱性粒细胞是外周血中最稀有的粒细胞类型，占所有白细胞的1%或更少。它的正常参考范围为0-0.01。也就是说，人体内正常外周血中嗜碱性粒细胞的值可以为零。尽管其丰度极低，但嗜碱细胞在广泛的免疫功能和疾病中是重要的调节和效应细胞；尤其在过敏性疾病中发挥着至关重要的作用。

当被食物或环境过敏原刺激物触发时，嗜碱性粒细胞会分泌一系列介质（例如组胺、白三烯、血小板活化因子）以诱导炎症反应。然后，它们会渗透经历特应性过敏的炎症组织，从而引发皮疹、肿胀等炎症反应。

在现有的过敏诊断测试中，只有大约一半患者能表现出临床反应；而使用嗜碱性粒细胞可以识别出95%或更多患有某些临床显著过敏症的患者。

因此，嗜碱性粒细胞的鉴定和分离对于临床和研究都非常重要。然而目前，嗜碱性粒细胞活化测试需要非常繁琐的实验室程序。因此，该方法还无法用于临床。

近日，发表在《Lab on a Chip》上的一篇封面研究中，来自斯坦福大学的研究团队开发了一种基于微流控装置的新方法，可以在10分钟内从全血样本中分离出产生过敏反应的嗜碱性粒细胞。这种微流体系统改进了原有的嗜碱性粒细胞活化测试，并有望彻底改变目前缓慢而痛苦的基于皮试和口服食物测试的过敏诊断方法。

过去的研究已经证明，已有10多年历史的嗜碱性粒细胞活化测试比其他过敏测试的准确性更高，但目前仅能用于研究环境。

该研究团队认为，嗜碱性粒细胞活化测试是过敏诊断的未来，该方法能避免患者不适，以及潜在的严重不良反应，同时提高检测结果的准确性。他们希望改进原有的方法，以更快地产生结果，从而实现临床应用。因此，从少量血液中分离出嗜碱性粒细胞是关键。

在这项研究中，研究人员首先在全血样本中使用基于大小的分类法去除红细胞，然后在白细胞中加入靶向非嗜碱性粒细胞的抗体混合物，并使用磁性纳米颗粒与这些抗体结合。

随后，研究人员通过一个微流控装置提取细胞。该装置开启后会产生一种定制磁场，当细胞流经时，逐渐增强的磁场会吸引并固定所有非嗜碱性粒细胞的细胞，从而确保液体中只有纯嗜碱性粒细胞。

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研究通讯作者、机械工程系副教授Sindy Tang说：“通过这种方法，我们已经建立起一个分离嗜碱性粒细胞的筛子，这有助于我们获得远超目前的诊断读数。 这种方法分离出的嗜碱性粒细胞纯度和回收率超过95%。”

研究人员表示，该装置设计的关键驱动因素是速度。速度对于分离活细胞至关重要：血细胞离体的时间越短，其完整性就越高，从而提高检测的可行性和准确性。

实验显示，该团队将分离细胞的时间控制在10分钟以内，这增加了该方法在广泛临床上的可及性。

研究人员表示，嗜碱性粒细胞活化测试只是该装置的第一个应用。它还可以用于其他免疫功能检测。例如：在细胞水平上评估特定治疗方法的检测，这些检测需要其他类型的白细胞，而不仅仅是嗜碱性粒细胞。这种综合应用有望彻底改变其他过敏和免疫学研究。

该团队期望进入下一个开发阶段，因为这种分离嗜碱性细胞的微流体系统是一个“中游过程”。为了充分开展测试，上游采血和下游活化测量必须同样精简。

该研究第一作者、Tang实验室的博士生Nicolas Castaño说：“如果没有良好的诊断读数，就不可能有好的治疗方法。在未来，我们希望开发一种全自动、小型化、快速和标准化的测试，用于临床医生诊断或监测过敏症。”

论文链接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/lc/d2lc00154c

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