[发明专利]用于评估非肿瘤细胞代谢活性的方法

说明书

通过检测细胞外酸化率评估生物流体样本中的非肿瘤细胞代谢活性的方法。

技术领域

本文所述的实施例涉及一种评估非肿瘤细胞代谢活性的方法，特别是用于临床和诊断目的。

背景技术

全血细胞计数和白细胞分类计数是全世界最常要求的临床实验室测试(1,2)。白细胞分类计数在诊断、监测和治疗感染性、自身免疫性、肿瘤性和退行性病症方面提供了临床有效参数。全自动血液分析仪使用单细胞测量来创建二维或三维散射图，以对循环白细胞的不同亚型进行计数和区分。

大多数流行技术基于核酸(希森美康)、酶活性(西门子)或形态/物理参数(贝克曼)进行测量。

最近研究表明，除了上述参数外，不同白细胞亚群的代谢也不同(3)。此外，代谢变化是驱动某些效应子功能所必需的(特别是在淋巴细胞中)，因此是“功能”活性的一个指标(4,5)。在分类计数和临床导向生物标志物的背景下，代谢似乎是白细胞生物学中一个相当未被探索的方面。

然而，目前测量循环白细胞代谢活性的方法需要分离和培养相关细胞，因此是相对耗时和消耗资源的程序，可能会改变循环白细胞的“原生状态”。

血液分析也广泛用于产前诊断，作为通过从母体血流中分离胎儿(fetal)细胞外游离DNA(cell-free DNA,cfDNA)来检测可能影响胎儿的染色体异常的筛查测试。这种做法被认为是无创的，因为它只需抽取孕妇的血，不会对胎儿造成任何风险。

分离的胎儿cfDNA用于检测，特别是非整倍体或其它额外染色体疾病(如染色体的删除或复制部分)。

尽管具有无创优势，但cfDNA以碎片形式在血液中循环。此外，与含有大量母体cfDNA的分离cfDNA总量相比，胎儿cfDNA仅占很小的比例。因此，即使采用最新技术，胎儿cfDNA也难以进行分析。

由于这些原因，这种筛查测试可能会导致假阴性结果，从而需要通过有创测试来确认。因此，对新的可靠无创产前筛查和/或诊断方法的需求增加。

耗氧量和质子产生率(PPR)的测量分别与线粒体功能和糖酵解相关，反之又可能与细胞的代谢活性相关。

直接或间接测量增酸分子(acidity raising molecules)(例如，与细胞外pH值相关的乳酸、乳酸离子和质子)，被称为细胞外酸化率(ECAR)。ECAR值越高，产生的增酸分子越多并且pH值越低。

其局限性在于，PPR通过检测细胞培养孔的细胞外介质的pH值变化进行评估，从而测量培养细胞的平均活性，而不可能通过单细胞分析来描述细胞异质性。

EP-B-3.084.434中描述了一种检测血流中循环肿瘤细胞(CTC)的方法，以评估单细胞水平的细胞外pH值。然而，与检测非肿瘤细胞，特别是白细胞或胎儿细胞相比，循环肿瘤细胞的检测呈现出相当不同的方面和问题。特别是，循环肿瘤细胞被认为是罕见细胞。因此，一个重要的区别是受检循环肿瘤细胞的数量极少(minimal)，甚至是几个单位；特别是，与非肿瘤细胞相比，每毫升血液中大约有1到10个细胞，在非肿瘤细胞中分析的细胞为每毫升血液中大约10^⁴-10^⁶个细胞。

此外，US-A-2019/0086391文件描述了一种细胞培养和测量多个培养细胞的细胞外pH值和氧气的综合方法。然而，这种方法不具备足够的灵敏度测量单个细胞，更不能用于识别和分离细胞群中具有不同代谢功能的细胞。此外，该已知文件并不适用于检验医学和体液样本诊断。