器官移植狀況的非手術確定制造技術

一種超導量子干涉裝置（SQUID）磁傳感器系統和方法能夠對器官移植狀況（如狀態、接受、或排斥）進行體內成像。這代表著在移植成像技術方面的一個重大進步，為生物磁傳感器裝置提供了一個新的市場。體內器官移植狀況的確定提供了在靈敏度上勝過現有方法的一種更寬范圍的成像方法，使得能夠早期檢測排斥反應，同時具有確定是否需要抗排斥藥物的能力。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及器官移植，尤其是確定器官移植狀況，如接受或排斥的非手術方法和系統。
技術介紹
在美國大約有52000人在等待接受腎移植的名單上。另外，每年有60000人死于腎病。在1996年與1998年之間，在美國完成了 94000例腎移植。1996年，被排斥的腎的數量占活體供體捐獻腎的6%和死亡供體捐獻腎的12%。另有報道提到，每三個接受腎移植的人至少會發生一例腎排斥。約翰霍普金斯(John Hopkins)在2002年的研究中提到，每年有12000個腎臟被移植，其中這些之中的5000個腎臟來自活體供體。然而，發現三分之一的這些移植的供體并不良好匹配。相當大比例的腎排斥是由免疫系統的作用引起的。通過謹慎選擇與受者匹配的供·體，然后施用一種形式的化學療法來降低免疫系統對新移植器官的應答通常可以使這個問題降低至最低限度。通常使用的化療藥物是環孢菌素，并且，最近是達克珠單抗。這些化療藥物還伴隨有免疫抑制類固醇。另一個使排斥降低至最低限度的方法是從患者的血液中濾出供體特異性抗體，這被稱為血漿除去法。這些方法通常都是不充分的，會導致器官被受者排斥。在器官移植24小時之內可能開始并且出現數天至數周的急性排斥反應中，免疫系統將移植器官細胞表面上的某些蛋白質識別為配體并且產生抗體來攻擊該器官的細胞。免疫系統制造出產生附著在這些配體上來破壞他們的抗體以及反抗這些移植細胞上的外來細胞表面蛋白質的T細胞(T淋巴細胞)的B淋巴細胞。作為外源細胞識別的最重要的蛋白質是主要組織相容性復合體(MHC)，MHC出現在所有無脊椎動物細胞上并且屬于人類白細胞相關抗原(HLA抗原)。這些淋巴細胞的存在，主要由T細胞介導，表明該器官正在被排斥。T細胞識別已經結合至宿主細胞表面上的外源蛋白的MHC蛋白，并且它們也識別可能存在的外源MHC蛋白?？贵wCD*和CD4是T細胞上的共受體，其中CD8主要表達在細胞毒性T細胞上，細胞毒性T細胞識別MHC I類蛋白，⑶4主要表達在輔助T細胞和MHC II類蛋白上。體內存在著大量的淋巴細胞，大約有1012個,主要存在于淋巴系統和淋巴器官(胸腺、脾臟以及闌尾)中。淋巴細胞通常不會以任何數量存在于其他器官中，但是一旦識別異物，它們就會成倍繁殖并侵入器官?；颊哚槍@種事件會遭受發熱或有其他反應，典型地通過顯微觀察做移植物活組織檢查或其他手段來確定淋巴細胞的存在。存在著由于手術損傷本身引起的在移植之后的一個炎癥初期，在這種類型的任何研究中也必須予以考慮。通過活組織檢查來監測器官移植是很痛苦的，有感染的風險，并且引起發病。因此，仍然需要一種用于器官移植接受的非手術確定的系統和方法。專利技術披露 本申請與2010年3月16日提交的美國臨時申請61/314，370有關，通過引用將該申請結合在此。本專利技術提供了一種用于器官移植狀況(如接受或排斥)的非手術確定的系統和方法。該系統包括一個磁場探測器，例如一個超導量子干涉裝置傳感器，該磁場探測器包括一個磁脈沖發生器，該磁脈沖發生器被適配成將均勻磁化脈沖場施加至安置在測量臺上的患者的移植器官；以及一個剩余磁場探測器，該剩余磁場探測器被適配成探測由該施加的脈沖磁場產生的殘余磁場并且將其成像。該磁脈沖發生器可以包括一對亥姆霍茲線圈。該剩余磁場探測器可以包括梯度計陣列。根據本專利技術的一個示例性方法包括提供一個超量子干涉裝置傳感器系統；將抗體標記的多個磁性納米粒子注射到安置在測量臺上的患者體內以便與移植器官特異性結合；施加一個均勻磁化脈沖場以磁化注射到患者體內的磁性納米粒子；并且檢測磁化納米粒子的殘余磁場，從而提供結合到患者的移植器官上的納米粒子的圖像。例如，該移植器官可以包括腎臟。該抗體標記的磁性納米粒子可以包含一個涂覆有生物相容性涂層的磁芯，該生物相容性涂層上附著有至少一種特異性抗體。例如，該磁芯可以包含鐵磁性材料，例如氧化鐵。例如，抗體標記的磁性納米粒子可以包含與T細胞特異性結合的抗體。附圖簡要說明 結合在本說明書中并構成它的一部分的附圖展示了本專利技術，并且與說明書一起描述了 本專利技術。在附圖中，同樣的元件用同樣的數字表示。 圖I是用于器官移植接受的非手術確定的超導量子干涉裝置(SQUID)傳感系統的照片。 圖2是用于人體中的器官移植接受的非手術確定的SQUID傳感系統的示意圖。 圖3是用于器官移植接受的校準和非手術確定的磁性納米粒子的示意圖。 圖4是一張全尺寸的腎臟模型照片，含有兩個納米粒子源。 圖5A是用于SQUID傳感器成像的納米粒子的透射電子顯微鏡(TEM)圖像。FIG. 5B是具有附著的納米粒子的T細胞。 圖6是連接至兩個T細胞系的CD3抗體的孵育曲線的曲線圖。 圖7是顯示方法靈敏度的曲線圖，該方法是在經歷排斥的腎移植中的狀況下。 圖8A是顯示從固定數量的U937細胞獲得的磁信號的條形圖，該磁信號作為用真正的人全血稀釋的函數。圖SB顯示了這些相同樣品的普魯士藍染色的顯微照片。 圖9A和9B是同基因小鼠皮膚移植的H&E染色的組織切片。實施本專利技術的方式和工業實用性 本專利技術可以使用超導量子干涉裝置(SQUID)磁傳感器，用于器官移植狀況，如狀態、接受或排斥的非手術確定。SQUID傳感器是能夠探測由磁性納米粒子簇產生的磁場強度的高靈敏度儀器。SQUID傳感器使得能夠進行器官移植接受的無創確定。另外，與活組織檢查相t匕，該技術的無創性質允許更頻繁地監測患者。如果發生T細胞已經浸潤移植器官的情況，醫師也可以利用這種技術來校準用藥水平。T細胞聚集在器官的特定區域內。活組織檢查只是從器官上切除的一小塊組織樣品，而不是就該整個器官進行取樣。本專利技術可以使醫師能夠對整個器官成像。這允許醫師評定正發生在患者體內的器官排斥達到何種程度(如果有的話)。這降低了針對有創活組織檢查程序的要求，并且使得能夠針對化療效果而監測器官移植。例如，評定和量化在某一特定器官移植中的CD8 T細胞群的能力能夠補充并經常代替現有的器官移植監測方法(活組織檢查)。該技術使得能夠準確評定免疫系統對器官移植的反應，以確定是否正在發生急性或慢性排斥反應。本專利技術還提供了監測CD8以及CD4 T細胞的能力。生物磁SQUID傳感器可以與抗體標記的磁性納米粒子一起使用以檢測移植器官中的過量淋巴細胞簇的積累。這個系統降低了針對活組織檢查的要求并且提供了一種用于監測免疫抑制藥物的療效的無創方法。這個方法可以容易地識別這些淋巴細胞。由于活組織檢查是痛苦的并且存在合乎情理的感染機會，減少活組織檢查對患者大有益處。因為患者經常由于化療而具有降低的免疫系統反應，感染受到了極大的關注。因此，可以顯著消除對于有創程序的需要的任何方法將會對病人的幸福具有重大影響。圖I顯示了一個示例性的SQUID傳感器，具有一個液態氦貯存杜瓦瓶11，位于圖片的頂端。該傳感器包括一個磁場脈沖發生器，該磁脈沖發生器被適配成將均勻磁化脈沖場施加至安置在測量臺上的患者的移植器官；以及一個磁場探測器，該磁場探測器被適配成探測由該施加的脈沖場產生的殘余磁場并且將其成像。作為舉例，該磁場脈沖發生器可以包括形成一個亥姆霍茲線圈對的兩個環形線圈14，這些線圈能夠為納米粒子提供一個磁化脈沖場。由這些線圈產生的均勻場可以變化但是典型地是在40至50高斯之本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：愛德華·R·弗萊恩，
申請(專利權)人：納米醫學科學公司，
類型：
國別省市：