Nature Nanotech：工程合成呼吸生物标志物用于呼吸系统疾病

Natt

2020-07-21

人的呼吸中含有许多挥发性代谢物。然而，由于生物标志物鉴定中的瓶颈，目前临床上很少使用呼气测试来监测疾病。于此，麻省理工学院Sangeeta N. Bhatia等人通过将蛋白酶敏感纳米颗粒局部递送至肺部，设计了呼吸道疾病的呼吸生物标记物。

本文要点：

1）纳米传感器在中性粒细胞弹性蛋白酶切割后释放出挥发性的报告物，中性粒细胞弹性蛋白酶是一种与炎症相关的蛋白酶，在诸如细菌感染和α-1抗胰蛋白酶缺乏症等肺部疾病中具有增强的活性。肺内递送到患有急性肺部炎症的小鼠模型中后，挥发性报告分子被释放并以质谱检测到的水平在呼吸中排出。

2）这些呼吸信号可以在纳米传感器给药后的10分钟之内以高灵敏度识别出患病小鼠。使用这些纳米传感器，研究人员进行了连续呼气试验，以监测肺部感染期间嗜中性粒细胞弹性蛋白酶活性的动态变化，并评估靶向嗜中性粒细胞弹性蛋白酶的蛋白酶抑制剂治疗α-1抗胰蛋白酶缺乏症的疗效。

方法示意图

vABN被人NE激活并释放出可通过质谱检测到的挥发性报告分子

在计算机和体内研究有助于呼吸信号的参数有助于vABN优化

vABN呼气测试可解决正常和病理性NE活动，以评估A1AT增强疗法

参考文献：

Chan, L.W., et al. Engineering synthetic breath biomarkers for respiratory disease. Nat. Nanotechnol. (2020).

https://doi.org/10.1038/s41565-020-0723-4