科罗拉多州立大学的分离科学指导疾病研究

布莱恩-墨菲

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就传染病而言，结核病（TB）显然是最糟糕的疾病之一。活跃的感染者很容易通过空气传播，它是一个正在毁灭发展中国家的祸害。

世界卫生组织（WHO）估计，2014年有960万人患病，150万人死亡，其中95%的病例和死亡发生在发展中国家。

结核病菌。
结核病细菌。(来源: CDC)

并非每个受感染的人都表现出疾病的症状，但对于那些活跃的感染者，如果没有适当的治疗，每两个病人中就有一个会死亡。对于HIV感染者来说，除非得到治疗，否则结核病几乎总是一个死刑判决。结核病是可以治愈和预防的，尽管它在儿童中特别难以诊断。预防有赖于早期发现和治疗以及筛查计划。

在比尔及梅林达-盖茨基金会和美国国家情报局资助的项目中，科罗拉多州立大学的研究人员与圣母大学和加州大学旧金山分校的团队合作，正在开发液相色谱法（LC）和质谱法（MS）的方法，以确定有朝一日可能证明对诊断和治疗该疾病有用的致病生物标志物。

首席研究员Karen Dobos博士和Nicole Kruh-Garcia博士与该大学蛋白质组学和代谢组学设施主任Jessica Prenni博士及其团队一起，开发了一种敏感和准确的LC-MS方法，从宿主血清外泌体中检测与感染相关的9种细菌肽生物标志物。

该方法有朝一日可以确定生物标志物，并据此开发出后续检测方法，以确定那些患有或最有可能患上全面疾病的人，并让他们接受治疗--这是遏制疾病传播和蔓延的重要一步。

目前的LC-MS方法针对的是来自研究中的结核分枝杆菌（Mtb）蛋白质的代用肽。对于这种方法，灵敏度是最重要的--特别是因为目标细菌肽需要在人类血清的背景中被检测到。由于需要分析的临床研究样本的复杂性和大量，稳健性和通量也很关键。

2016年2月9日，副教授Karen Dobos（办公桌前）和蛋白质组学和代谢组学设施主任Jessica Prenni（右前）重新讨论了研究成果。
在CSU蛋白质组学和代谢组学设施，iKey被插入到ionKey/MS系统。

为了达到所需的分析灵敏度、稳健性和通量，普雷尼博士在CSU的团队采用了一种新颖的微尺度分离装置--来自Waters的ionKey/MS™系统，该系统在2015年获得了研发100奖。iKey™分离装置是一个独立的试剂盒，大小与智能手机差不多，与ACQUITY UPLC® M-Class系统和Xevo® TQ-S质谱仪集成。

样品肽的色谱分离发生在1.7微米的颗粒上，这些颗粒装在蚀刻在陶瓷整体基底上的150微米（内径）的通道内。当分离的肽从iKey中洗脱出来时，它们被引入质谱仪的电喷雾源。在这种规模下，以微升/分钟的流速进行分离，可以有效地产生一束非常细小的带电液滴，被质谱仪捕捉到。

ionKey/MS的采样效率、电离效率和色谱性能与传统的纳米电喷雾技术相当，对某些多肽而言，其性能更胜一筹。Prenni博士的团队已经在一个iKey上进行了数千次分离，而没有看到性能的下降。

CSU团队开发的方法目前正在用600名结核病患者和对照组进行测试。最终，他们的目标是，有一天，这项研究产生的数据可以转化为下一代结核病的护理点测试，即使在资源匮乏的环境中也可以使用。

科学和严格的卫生保健筛查计划已经使世界摆脱了天花，不久也许还有脊髓灰质炎。结核病会是名单上的下一个吗？

欲了解更多信息。

请听Jessica Prenni和Karen Dobos博士介绍他们的工作，该节目在Pittcon 2016期间录制于亚特兰大的NPR电台WABE （她的部分从26：15开始）。

 

这篇文章首次出现在Pittcon Today, 3/10/2016。