一种基于SERS技术的快速检测评估器官移植供肾质量的新方法

本发明涉及医工结合交叉学科领域，具体地说，是关于一种基于sers技术的快速检测评估器官移植供肾质量的新方法。

背景技术：

1、国内外移植领域迫切需要能准确、及时评估供肾的方法我国自2010年实施公民逝世后器官捐献以来，公民逝世后器官捐献(deceased donor,dd)已经成为我国器官移植中最重要的器官捐献来源。这类供者多半经历较长的热缺血时间，导致器官出现缺血再灌注损伤；供者年龄相对较大，易合并因高龄所致的器官退行性变化；供者住icu时间长，易出现院内感染；供者血压不稳定，应用升压药物后易造成药物性肾损伤；上述因素均可能严重影响dd供肾质量，继而导致移植肾功能延迟恢复(delayed graft function,dgf)的发生率高、术后移植肾失功以及医疗成本大幅增加。因此，必须对供肾进行系统、准确、科学的评估，以减少术后dgf的发生率、降低术后医疗成本及提高移植肾存活率。因此我们迫切需要寻找一种更加快捷、精确、安全的评估供肾质量的方法。

2、而目前国内外移植领域的专家均在积极研究，是否可从供者体液中找到一些生物标志物，从而可以更准确、及时评估供肾质量以及预测移植肾的预期存活时间。通过筛选供者捐献前血清，与受者预后结果核对，目前发现了多个与供肾质量相关的生物标志物，并在英国国家生物样本库中，成立了一个供肾质量评估的生物学研究平台，kaisarm等人结合病理学穿刺结果、无标记定量质谱法(label-free quantitation mass spectrometry,lfq)分析蛋白丰度和患者预后结果，认为生物标志物可以作为供肾质量的预测指标。然而，这些蛋白的表达水平随着供者的病情进展极易发生变化。利用lfq质谱法检测蛋白耗费时间约90分钟，比快速石蜡切片(2-3小时)快，但比冷冻切片(约40分钟)慢，因此临床上利用lfq质谱法检测生物标志物，对移植中心提出了更高的辅助科室要求，而且会延长供肾的冷缺血时间。因此除了找到更准确的生物标志物，更需要有更好的检测手段，否则将严重限制其在临床中的实践。

3、近年来影像学技术取得了长足的进步，在临床实践中的应用前景广阔，尤其最近随着分子影像学的发展，也有了越来越多的选择。表面增强拉曼散射(surface enhancedraman scattering,sers)是指吸附在粗糙金属纳米结构表面的分子，在激光照射下其拉曼光谱信号显著增强的一种异常表面光学现象。利用金属纳米粒子的局域表面等离激元共振(lspr)增强场，sers可以将生化分子的拉曼散射信号增强到1014倍，从而大大增强其灵敏度，因而在核酸/蛋白检测生物成像等领域具有显著的优势。根据是否标记拉曼分子，sers技术可分为标记和非标记两种：标记sers技术由于拉曼分子的散射截面较大，检测信号强，灵敏度高，已被广泛用于生物体系，特别是活细胞体系的研究中；非标记sers技术则直接获取待分析物的本征光谱信息，优势在于其丰富的sers特征峰与待测物分子结构、取向等密切相关，能更全面可靠地反映待分析物的特性。

4、综上，我们可以发现，只有检测技术效果明确、快捷，才能应用于快速评估供肾质量，真正为临床服务。本发明拟先探究相关生物标志蛋白在血清或者尿液中的sers光谱特性和成像效果；在器官获取之前，利用sers光谱技术快速检测供者血清、尿液中的相关生物标志蛋白水平，探究其在标准供者和边缘供者中分布的差异及动态变化；结合移植肾的预后，研究生物标志物与预后的关系，建立利用sers技术快速评估供肾质量的体系；结合供肾修复技术，在修复过程中检测保存液/灌洗液中生物标志蛋白，从而监测肾脏修复的效果。

5、而目前如本发明快速检测评估器官移植供肾质量的方法还未见报道。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的是，针对现有技术中的不足，提供一种速检测评估器官移植供肾质量的方法。

2、本发明的第二个目的是，提供一种快速评估供肾质量的体系。

3、为实现上述第一个目的，本发明采取的技术方案是：

4、一种基于sers技术的快速检测评估器官移植供肾质量的新方法，包括如下步骤：

5、a)相关生物标志物在供者体液中的sers光谱特性和成像效果；

6、b)分别检测不同供肾质量组的供者体液的相关生物标志物水平；

7、c)分析检测结果和预后之间的关系；

8、d)动态监测供肾质量

9、更优选地，所述的相关标志物在供者体液中的sers检测和成像方法包括以下步骤：

10、a1)明确与供肾质量评估相关的蛋白；

11、a2)体外分离/合成相关蛋白，探究激光波长、激发功率、积分时间下sers检测结果的影响规律；

12、a3)优化检测各蛋白的检测方法，并且获得其sers光谱特性，作为定标。

13、更优选地，所述步骤a)中的相关蛋白包括：slpi、il-18、ch3l1，l-fabp。

14、更优选地，相关生物标志物水平是分别使用sers光谱技术和无标记定量质谱法检测三个组中血清、尿液中相关蛋白，比较两种检测方案的敏感性、特异性、检测时间、成本效益以及可行性。

15、更优选地，分析检测结果和预后之间的关系是通过观察这些生物标志物在标准供者和边缘供者中分布的差异，回归分析相关独立危险因素，从而明确各生物标志物在供肾质量评估时的预测价值。

16、更优选地，所述的步骤d)中动态监测供肾质量是在修复过程中利用sers技术监测保存液/灌洗液中生物标志蛋白的动态变化，从而监测肾脏修复的效果。

17、为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：

18、如上任一所述的方法组成的快速评估供肾质量的体系，所述的评估供肾质量是通过sers技术光谱技术分别监测活体供者以及dd供者(包括scd和ecd)不同时间点血清中生物标志物的动态变化。

19、本发明优点在于：

20、1、以“缺乏有效可靠快速评估供肾质量的方法”这一临床需求作为切入点，以灵敏度高、特异性强、检测速度快的sers光谱技术为工具，为快速评估供肾质量方案带来新的思路和手段，可行性强，具有深远的临床研究意义。

21、2、利用相关生物标志蛋、白的sers特征峰信号，检测其在血清、尿液中的表达水平，从分子水平提示供肾质量；检测时间从传统的数小时缩短至数分钟内，利于迅速判断供肾质量以及其功能变化；sers检测技术特异性更高，对蛋白等大分子物质的检测具有“指纹”图谱效应，排除其他大分子的干扰。通过该新方法的提出，可以精确、特异且迅速地检测评估供肾质量。

技术特征：

1.一种基于sers技术的快速检测评估器官移植供肾质量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1步骤a)所述的相关标志物在供者体液中的sers检测和成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤a1)中的相关蛋白包括：slpi、il-18、ch3l1，l-fabp。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b)中相关生物标志物水平的分别使用sers光谱技术和无标记定量质谱法检测三个组中血清、尿液中相关蛋白，比较两种检测方案的敏感性、特异性、检测时间、成本效益以及可行性。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤c)分析中检测结果和预后之间的关系是通过观察这些生物标志物在标准供者和边缘供者中分布的差异，回归分析相关独立危险因素，从而明确各生物标志物在供肾质量评估时的预测价值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤d)中动态监测供肾质量是在修复过程中利用sers技术监测保存液/灌洗液中生物标志蛋白的动态变化，从而监测肾脏修复的效果。

7.权利要求1-6任一所述的方法组成的快速评估供肾质量的体系，其特征在于，所述的评估供肾质量是通过sers技术光谱技术分别监测活体供者以及dd供者(包括scd和ecd)不同时间点血清中生物标志物的动态变化。

技术总结
本发明涉及一种基于SERS技术的快速检测评估器官移植供肾质量的新方法，包括如下步骤：a)相关生物标志物在供者体液中的SERS光谱特性和成像效果；b)分别检测不同供肾质量组的供者体液的相关生物标志物水平；c)分析检测结果和预后之间的关系，建立利用SERS技术快速评估供肾质量的体系；d)动态监测供肾质量。本发明将SERS技术运用于器官移植供肾质量评估，以灵敏度高、特异性强、检测速度快的SERS光谱技术为工具，为快速评估供肾质量方案带来新的思路和手段，可行性强，具有深远的临床研究意义。

技术研发人员：隋明星,曾力,马佩,陈辉,李烟花
受保护的技术使用者：中国人民解放军海军军医大学第一附属医院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13