تشخیص التهاب در بیماران دیابتی
مصاحبه ای با پرفسور Bernhard Boehm
دسامبر 2016- تاکنون، تشخیص التهاب در بیماران مبتلا به دیابت چگونه انجام می‌شده است و معمولا این کار چه مدت طول می کشد؟
پرفسور Bernhard Boehm:به دلیل بالا بودن قندخون در افراد مبتلا به دیابت، این افراد به التهاب مزمن خفیف مبتلا هستند که با اندازه گیری مارکرهای التهابی نظیر CRP، TNFaو IL-6 و همچنین شمارش کامل سلولهای خونی قابل تشخیص است. اندازه‌گیری این مارکرهای خونی تنها از طریق گرفتن 5 تا 10 میلی لیتر خون و انجام یک فرایند آزمایشگاهی در نصف روز ، اطلاعاتی را در مورد تعداد گلبولهای سفیدخون و غلظت این مارکرها در جریان خون در اختیار پزشکان قرار می دهد. در مطالعات قبلی به اختلالات نوتروفیلها در افراد دیابتی اشاره شده بود اما در آزمایشهای بالینی به دلیل نیاز به مراحل پیچیده درتهیه‌ی نمونه و آزمایش، این اختلالات بررسی و اندازه‌گیری نمی شود. در مطالعه ای اخیرا محققان متوجه شدند بیمارانی با عملکرد نوتروفیلی مختلف به درمانهای دارویی بصورت متفاوتی پاسخ می‌دهند، بنابراین ارائه ی اطلاعاتی در مورد نوتروفیلها می‌تواند به بهبود درمان بیماران مبتلا به دیابت کمک کند.
آیا می توانید یک دید کلی از کیت جدیدی که برای شناسایی یک بیمار دیابتی که از التهاب رنج می برد طراحی شده است، ارائه دهید؟
محققان در حال تکمیل کیت جدیدی هستند که برای پزشکان این امکان را فراهم می نماید که در عرض چند دقیقه بتوانند از وجود التهاب در یک بیمار دیابتی آگاه شوند. دکتر Hou Hanwei محقق ارشد شرکت LKCMedicine با کمک داده‌های همکارانش در دانشکده‌ی مکانیک و مهندسی هوا و فضای دانشگاهNTU توانسته است با ابداع یک تراشه‌ی جدید سلولهای خونی را بر اساس اندازه‌ی آنها مرتب سازد( از 8 میکرون تا 10 میکرون) بدین ترتیب می‌توان نوتروفیلها را در عرض چند دقیقه از سایر سلولهای خونی جدا کرد. پس از این روش جداسازی، تکنسین‌ها می‌توانند در فرمت میکروفلوئید عملکرد نوتروفیلها را در سطح یک سلول منفرد بررسی کنند. تنها یک قطره خون برای جدا سازی و انجام آزمایش لازم است و نتایج درعرض تقریباً 20 دقیقه آماده می‌شود. این ابزارنه تنها زمان این فرآیند را کاهش می‌دهد بلکه بدون هیچ تماسی با نوتروفیلها و بدون نیاز به اتصال به آنتی بادی یا سانتریفیوژ می‌تواند با کمترین دخالت این سلولهای حساس را جدا کرده و بررسی کند. در روشهای جدا سازی معمول، نوتروفیلها بوسیله ی سانتریفیوژ در شیب غلظت و مراحل شستشوی متوالی جداسازی می شوند، که همه ی این مراحل می‌تواند وضعیت اصلی سلول را دچار تغییر کند، به همین دلیل مکانیسم عمل نوتروفیلها که خط اول دفاعی بدن محسوب می‌شوند تاکنون کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. استفاده از روش جداسازی بدون استفاده از نشانگر، به معنای عدم نیاز به استفاده از آنتی بادیهای گران قیمت است و این کار تنها بر روی یک تراشه‌ی ارزان قیمت انجام می‌شود به همین دلیل به آن "آزمایشگاه روی تراشه" گفته می‌شود که بسیار مقرون به صرفه است. همانطور که ذکر شد بیمارانی با شمارش سلولهای خونی یکسان و مشابه اما با عملکرد مختلف نوتروفیلها، بطور متفاوتی به درمانهای دارویی ضد دیابت پاسخ می‌دهند، با فراهم شدن روشی برای تشخیص تفاوت عملکرد نوتروفیلها می توان درمانهای اختصاصی بهتری را در مراحل اولیه‌ی بیماری طراحی و تجویز کرد که برای جلوگیری از عوارض دراز مدت این بیماری حیاتی می‌باشند.
چرا تشخیص سریع التهاب در بیماران اهمیت دارد؟
اول از همه اینکه، دیابت تنها بیماری افزایش قند خون نیست، این بیمار یک سندرم چند وجهی است که با قند خون، چربی‌های خون و فشارخون و تغذیه ی ناسالم مرتبط است و منجر به افزایش میزان گلیکوتوکسین‌ها، افزایش استرس اکسیداتیو می‌شود که همگی علایمی خطرناک برای بدن هستند و سبب فعال شدن سیستم ایمنی بدن از جمله نوتروفیلها می‌شوند. این التهاب مزمن خفیف به وضوح با افزایش خطر وقوع حوادث قلبی عروقی نظیر سکته‌ی مغزی یا انفارکتوس قلبی در ارتباط است. درمان زودهنگام و مناسب این التهاب در افراد دیابتی می‌تواند اثرات مثبتی بر کاهش خطر عوارض مرتبط با این بیماری نظیر حوادث قلبی عروقی در درازمدت داشته باشد. اما در حال حاضر ما از آزمونهای پرهزینه و زمان بر در کارآزمایی‌های مبتنی بر شواهد استفاده می‌کنیم و رویکردهای ما در این زمینه دارای خطاهای بسیار بالایی است به همین دلیل بهینه سازی درمانها متناسب با وضعیت بیماران به چالشی تبدیل شده است.
این آزمایش چگونه کارمی کند؟
با استفاده از یک لنست، 50 تا 100 میکرولیتر خون از انگشت بیمار گرفته و بر روی یک تراشه‌ی مارپیچ پمپ می‌کنیم، گلبولهای قرمز خون قبل از این کار لیز می‌شوند. بر اساس نیروهای هیدرودینامیکی و گریز از مرکز طبیعی در این کانالهای مارپیچ، سلولها بر اساس اندازه طبقه بندی می شوند و درمکانهای مختلفی درون کانال قرار می گیرند، سلولهای طبقه بندی شده سپس از طریق سه خروجی مختلف استخراج می شوند، دو عدد از خروجی‌ها برای مواد زائد تعبیه شده است( برای خروج گلبولهای قرمز لیز شده و پلاکتها) و خروجی سوم برای لنفویست‌ها می باشد. به این ترتیب لنفوسیت‌ها جدا شده و آماده‌ی بررسی می‌شوند.
درحال حاضر تولید این ابزار در چه مرحله‌ای است؟
ما یک مجموعه از نمونه‌های اولیه‌ی این دستگاه را قبل از ارائه طرح نهایی آزمایش کرده و درحال ثبت این اختراع هستیم، درحال حاضر می‌خواهیم این روش جداسازی را در یک دستگاه رومیزی که قابل استفاده در موسسات و کلینیک‌های مراقبتی باشد، تعبیه کنیم. درهمین زمان، ما درحال بررسی این فرضیه که عملکرد نوتروفیلها تحت تأثیر دیابت قرار می گیرد، هستیم. حرکتrolling نوتروفیلها در افراد مبتلا به دیابت 20 درصد سریعتر از افراد سالم است. با این سیستم آزمون سریع، می توانیم برعملکرد نوتروفیلها در رابطه باهمه‌ی سیگنالهایی که از محیط دریافت می‌کنند، بطور مستقیم نظارت کنیم. نتایج اولیه‌ی ما حاصل بررسی 32 نمونه بود هم اکنون ما درحال تایید این یافته‌ها با انجام یک پژوهش بالینی درابعاد وسیع‌تر هستیم، خوشبختانه این روش اندازه گیری سریع می‌تواند به شناسایی بیماران درمعرض خطر کمک کرده و منجر به آغاز درمانهای صحیح دراسرع وقت شود.
چالشهای اصلی در ابداع این آزمون چه مواردی بودند؟
نوتروفیلها فراوانترین گلبولهای سفید در بدن ما هستند و درهنگام التهاب اعمال مختلفی را انجام می‌دهند، درحال حاضر، ما بر روی اولین مرحله‌ی پاسخ نوتروفیلها تمرکز کرده‌ایم که rolling سلولها در رگهای خونی است این مرحله تعیین کننده‌ی تعداد سلولهایی است که درنهایت برای مقابله با منبع التهاب، به محل فراخوانده می‌شوند. واضح است که ناهمگنی بسیار زیادی درمیان سلولها حتی در یک نوع سلول وجود دارد و اندازه‌گیری سرعت rolling برای هر یک از سلولها مهم است. ما یک الگوریتم خودکار برای ردیابی حرکت سلولها تدوین کرده ایم که به ما کمک می‌کند تا صدها اندازه‌گیری سرعت را بسیار سریع انجام دهیم. این کلید توصیف خصوصیات نوتروفیلها درجمع آوری و یکپارچه سازی سیگنالها از محیط اطرافشان است بویژه در حالت بیماری از جمله دیابت، با این روش می توانیم تغییر رفتار نوتروفیلها را در زمان استفاده از داروها بررسی کنیم.
شما تصور می‌کنید که این آزمایش چه تأثیری بر مدیریت بیماری دیابت داشته باشد؟
دستگاهی که ما طراحی نموده‌ایم برای دریافت پاسخ در زمان آزمایش طراحی شده است به این ترتیب بیمار از وضعیت التهابی خود درهنگام مراجعه به پزشک مطلع شده و درهمان جلسه درمان مناسب را دریافت خواهد کرد و نیازی به مراجعه‌ی بعدی برای دریافت نتایج ندارد. تنظیم فوری داروها و دوز مصرفی آنها می‌تواند مدیریت بیماری را تسریع کند که دارای فواید دراز مدتی است، این امر بویژه در آسیا از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است زیرا ما شاهد افزایش چشمگیر عوارض دیابت در کشورهای این منطقه هستیم، درحقیقت از نقطه نظر بالینی در وقت و هزینه‌ی مدیریت بیماری دیابت صرفه جویی می‌شود.
مراحل بعدی توسعه‌ی این آزمون چیست؟
قدم بعدی ما انجام آزمایش بالینی گسترده برای تایید نتایج اولیه است که انتظار داریم درطی 3 تا 4 سال آینده تکمیل شود، ما امیدواریم با نظارت بر وضعیت عملکرد نوتروفیلها در میان بیماران دیابتی و ردیابی تغییرات آنها در بیماران بتوانیم ارتباط این تغییرات را با نتایج بالینی دریابیم. ما همچنین سایر ویژ‌گی‌های نوتروفیلها مانند مهاجرت و چسبندگی آنها را برای بررسی اثرات دیابت بر این ویژ‌گیها مطالعه خواهیم کرد. درهمین زمان ما بروی یکپارچه سازی جدا نمودن نوتروفیلها و سنجش عملکرد آنها توسط یک دستگاه تشخیصی، کار خواهیم کرد.
شما درمورد آینده تشخیص التهاب در بیماران دیابتی چه فکر می کنید؟
همانطور که امروز توسط گلوکومترهای خانگی، بیماران قادر به کنترل و نظارت بر مقدار قندخون خود هستند، ما امیدواریم روزی نظارت فردی بر وضعیت التهابی امکان پذیر شود، ما ابزاری را ساخته ایم که به بیماران اجازه می‌دهد وضعیت التهابی خود را بهتر بررسی کنند و ما امیدواریم این ابزار به وسایل مانیتورینگ شخصی تبدیل شود. بر خلاف شمارش سلولهای خونی، عملکرد سلولهای ایمنی می‌تواند در عرض چند دقیقه در معرض داروها، مواد شیمیایی یا سایر چالش‌ها نظیر تغذیه یا ورزش تغییر کند. بنابراین ما فرض می کنیم این ایده‌ی جدید در مورد وضعیت التهابی با استفاده از بررسی عملکرد نوتروفیلها یا سلوهای بسیار حساس تر حتی می تواند برای نظارت در زمان واقعی مناسب باشد. البته می‌توان این مسئله را مطرح کرد که سایر وضعیت های پاتولوژیک مانند عفونت ها نیز می‌توانند سبب التهاب شوند که برعملکرد سلولهای ایمنی تأثیر می‌گذارند. بنابراین ما پارامترهای عملی بهتری را برای تشخیص بهتر دیابت و همچنین سایر انواع سلولهای ایمنی را که در دیابت نقش دارند در این آزمون خواهیم گنجاند. اگرما بتوانیم التهاب را تشخیص دهیم می توانیم بیماران درمعرض خطر شدید را طبقه بندی کرده و بدین ترتیب با آزمایشات تخصصی‌تر و بیشتر بر روی این زیر مجموعه از افراد مدیریت بیماران دیابتی را از نظر هزینه و کارایی بهبود بخشیم.
منبع:www.news-medical.net/news/20161207/Detecting-inflammation-in-diabetic-patients.aspx