传感器警告即将到来的Covid-19细胞因子风暴

“特别是现在在背景下新冠肺炎在美国，如果你能监测促炎细胞因子并看到它们呈上升趋势，你就能及早治疗患者，甚至在他们出现症状之前，”该项目首席研究员沙利尼·普拉萨德博士说。

早期发现是很重要的，因为一旦细胞因子风暴已被释放，过度炎会损害器官，导致严重疾病和死亡。相反，如果医生能在细胞因子水平开始上升时立即给予类固醇或其他疗法，住院和死亡人数就会减少。

虽然血液测试可以测量细胞因子，但在家里很难进行，而且不能持续进行监控蛋白质的水平。细胞因子在较低水平的汗水中排泄而不是血液。要收集足够的汗水进行测试，科学家们已经要求患者锻炼身体，或者他们对患者的皮肤施加了小电流。然而，这些程序本身可以改变细胞因子水平，prasad注意。“当涉及细胞因子时，我们发现你必须在被动汗水中测量它们。但是，大挑战是我们不会太大，特别是在空调环境中，“她说。普拉萨德是达拉斯德克萨斯大学的普拉斯德估计，大多数人在10分钟内在0.5英寸皮肤中只产生大约5微升，或十分之一的滴剂。

因此，研究人员想要开发一种极其敏感的方法来测量少量被动汗液中的细胞因子水平。他们利用他们之前在可穿戴汗液传感器上的工作来监测炎症性肠病(IBD)的标志物。这种类似手表的设备正在由EnLiSense LLC(普拉萨德与人合伙创立的公司)商业化，它可以测量IBD发作时两种激增的蛋白质水平。

当该装置戴在手臂上时，被动汗液扩散到附在电子阅读器上的一次性传感器条上。的传感器含有两个电极的条带涂有与两种蛋白质结合的抗体。蛋白质与它们的抗体的结合改变了流过电子读取器的电流。然后，读者将这些数据无线传输到智能手机应用程序，该应用程序将电测量转换为蛋白质浓度。几分钟后，旧的汗水扩散出来，新排出的汗水进入条带进行分析。

对于他们的新型细胞因子传感器(称为“Sweatsenser Dx”)，研究人员制作了含有抗7种促炎蛋白抗体的传感器条:白细胞介素-6 (IL-6)、IL-8、肿瘤坏死因子-α (TNF-α)、TNF相关凋亡诱导配体、IL-10、干扰素-γ诱导蛋白-10和c反应蛋白。在一项小型观察性研究中，他们将纸条插入他们的设备，并在6名健康人士和5名流感患者身上进行了测试。其中两名病人的细胞因子水平升高，在所有参与者中，被动出汗中的细胞因子与血清中相同蛋白质的水平相关。

该仪器的灵敏度甚至足以测量服用消炎药的患者体内的细胞因子，这些患者分泌的细胞因子浓度在低微克/毫升范围内。在需要更换传感器条之前，该设备可以跟踪细胞因子水平长达168小时。

EnLiSense公司正与研究人员合作，计划在患有呼吸道感染的人群中进行细胞因子传感器的临床试验。“访问新冠肺炎普拉德说，患者一直是一项挑战，因为医疗保健工人不堪重负，没有时间测试调查设备。““但我们将继续测试所有呼吸道感染，因为疾病触发本身并不重要 - 这是我们对监测感兴趣的细胞因子发生的事情。”

研究人员在美国化学学会（ACS）的春季会议上展示了他们的结果。