氣喘可以用生物指標來診斷嗎?

氣喘治療的吸入裝置。Credit: Neil [email protected] CC BY-SA 2.0

你周遭有氣喘的朋友嗎?氣喘是慢性疾病,肺部呼吸道狹窄和發炎,導致胸悶、呼吸急促、咳嗽、呼吸有氣喘聲。全世界氣喘人數日漸增加,然而,在臨床上,氣喘確是很難診斷出來和治療。目前為止,沒有一個單一測試可以用來做為氣喘病的診斷。很驚訝吧!氣喘病的判斷,主要還是靠患者病史、症狀、起因、過敏等等來做綜合評估,然而,沒有一個所謂生物指標 (biomarker) 可以有效診斷氣喘。臨床上常見的一些量化檢測,像是肺量測定法,測量患者在一段時間內呼吸的氣體量和頻率。這樣的方法對於幼兒和年長者都不容易執行,此外,這類的檢測,也僅限定於患者到醫院就診期間的表現。簡而言之,目前臨床上,要確切診斷氣喘,相當不容易。那麼,有沒有什麼檢測,不需要仰賴患者當時的表現,可以根據生理指標來判定呢?

氣喘產生的細胞變化

科學家一直在努力找尋因為氣喘而產生的細胞變化,如此,就可以利用這樣的細胞變化,來做為氣喘的生理指標。例如說,氣喘患者的白血球會被徵召到肺部,所謂的白血球,有分「嗜酸性白血球」(eosinophils)和「中性白血球」(neutrophils),這是導致氣喘發展的關鍵。如果可以量化這些細胞變化的數據,就有機會取代僅以臨床觀察來做氣喘的診斷。

尋找診斷氣喘的生物指標

美國威斯康辛大學(University of Wisconsin)的研究員,開發出一種手持裝置,只要一滴血,就可以在數分鐘內,診斷氣喘病。而這個裝置的作用原理,就是量測「中性白血球」的特徵,以其在健康人和氣喘患者間的不同,做為診斷依據。在氣喘患者身上,當肺部組織的免疫細胞被啟動,開始釋放「趨化素」(chemokines),就會釋放訊號給蛋白來吸引「中性白血球」。當「中性白血球」進入肺部組織時,會是放讓肺氣管內平滑肌細胞增生,導致氣道狹窄甚至堵塞氣道。這個手持裝置,可以說是一個微流道平台,可以評量「中性白血球」對「趨化素」反應而進入的特徵,這樣的移動稱作「趨化性」(chemotaxis)。這個裝置的大小類似顯微鏡用的載玻片,有上下兩片,下方的那一片有許多微細管道,這些管道塗佈有蛋白「P-selectin」。當患者的血液流過這些微細管道,「中性白血球」便會和「P-selectin」結合。之後經過一連串的清洗,會洗掉血液的其他部分,僅留下「中性白血球」。然後在上方那一片放上一點「趨化素」,然後與下片接觸,這時候「趨化素」會進入流道的一端,「中性白血球」會開始朝向「趨化素」前進,在這個的過程中,便可即時記錄顯微鏡下的動態圖像。最後,研究員應用客製化的軟體來自動分析三項數據:1.「中性白血球」絕對移動速度,也就是任意方向,都記錄速度。2.「趨化性指標」(chemotaxic index),也就是細胞在時間內,相對於總長度的移動距離。3.「中性白血球」朝向「趨化素」的移動速度。

臨床實驗證明可行

這項裝置,目前在臨床上測試34位受測者,其中23位受測者有輕微氣喘,另外11位有感冒症狀,但不是氣喘。結果顯示,以上量測的三種數據中,氣喘患者「中性白血球」朝向「趨化素」的移動速度相對較慢。所以這項差異就被用作為氣喘診斷的量測指標。

重要的是,這個量測方法,有量化數據,可以用來判定氣喘的嚴重性。此外,只要一滴血,不再單靠醫生的臨床經驗來診斷,這套機器可以設計為攜帶型裝置,診斷時間不要五分鐘,將來很有希望成為商用產品。

如果你可以找到一個生物指標,用來辨別疾病,也很有機會發展為醫療診斷商品喔!


文章參考:NIBIB
圖片來源:Neil T@Flickr CC BY-SA 2.0



作者簡介

BioMeder

生醫人網摘的編輯。熱愛創新和用腦袋的事物,堅持文章一定要有邏輯性,藉由追蹤報導生醫領域的創新和應用來傳播知識。