專利名稱：測定自體消化的方法
技術領域：
本文件涉及用于通過在生物樣本中組織分解產物的產生來測定休克和多器官衰竭的早期發作的材料和方法。背景生理性休克(也稱為“循環性休克”或簡稱為“休克”)是危及生命的醫學緊急情況，并且是病危人群的最常見的死亡誘因之一。休克可能具有多種作用，所有所述作用均涉及人體循環系統的問題。在休克中，降低了血液進入身體組織(“灌注”)，從而氧和營養物向組織的遞送可能降低至不滿足細胞代謝需求且組織不能適當運行的點。在一些情況下， 休克導致血氧不足和/或心臟驟停。休克是能通過四階段發展的復雜且連續的疾病狀態。在初始階段期間，降低的流向組織的血液能導致缺氧，導致細胞膜損傷、細胞的厭氧呼吸、乳酸和丙酮酸增加以及全身代謝酸中毒。在代償階段期間，人體參與能逆轉、至少部分逆轉疾病狀態的生理學(例如， 神經、激素和生物化學)機制。如果未成功地治療休克誘因，則其進入進展(還稱為“失代償”)階段，并且代償機制開始失效。厭氧代謝繼續并且代謝性酸中毒增加。最終，可以最后達到休克的難治療(不可逆轉)階段，在該點，已發生重要器官衰竭，并且休克不能被逆轉，而且臨近死亡。概述本文件部分基于下述發現在休克期間，降低的血壓和流向腸的血液能使人體消化酶分解腸組織，在稱為“自體消化”的過程中如同食物一樣。除了上述血液動力學部分，休克可能與胰腺酶有關(參見，例如DeLano等人(2007)FASEB J. 21 lb421 ;以及 Schmid- Schonbein (2008)Mol. Cell Biomechanic· 5 :83-95)。這些有效的消化酶是人類消化的完整部分，并且通常通過黏膜上皮屏障而保持在腸腔中。當黏膜屏障受損時(例如， 在休克的初始階段期間)，消化酶能從腔轉移至腸壁，如此，它們能開始自體消化過程。在該過程中，能產生具有炎性活性的幾種類型的調節劑，其在進入中樞循環時能導致炎癥印記， 并最終導致多器官衰竭。因此，休克還包括炎癥部分，盡管在休克期間，炎癥反應的程度廣泛地變化。測定休克的炎癥活性的現有方法基于全身檢測(例如，器官障礙、灌注失敗、皮膚顏色變化和刺激反應)或生物化學分析(例如，血漿中的細胞因子水平)。這些為晚期測定系統，其不能幫助針對在休克和自體消化發作中降解酶的破壞作用的早期介入。本文提供的方法能用于以非侵入方式測定自體消化的早期發作。這些方法能用于例如在急診室中， 以用于軍隊分檢目的，并用于其它床邊檢驗(point-of-care)情況。本文件表述了用于測定哺乳動物經歷自體消化的可能性的方法。所述方法能包括a)提供源自哺乳動物的生物樣本；b)對生物樣本分析一種或多種組織分解產物的存在；以及c)如果在所述生物樣本中存在高于一種或多種組織分解產物的對照水平的一種或多種組織分解產物，則將所述哺乳動物分類為可能經歷自體消化，或者如果在所述生物樣本中不存在高于一種或多種組織分解產物的對照水平的一種或多種組織分解產物，則將所述哺乳動物分類為不可能經歷自體消化。所述生物樣本為所述哺乳動物的呼出氣、由所述哺乳動物消化道所釋放的空氣、或由所述哺乳動物在皮膚蒸發期間產生的空氣。所述生物樣本選自血漿、尿、唾液、淚液、汗液、腹腔液和腦髓液。所述哺乳動物能為人類(例如，被診斷為患有炎性腸道疾病、孤獨癥、胰腺炎癥和癌癥、一種或多種的小腸或大腸道惡性腫瘤、阿爾茨海默病、或與腸功能障礙有關的其它慢性退行性疾病的人類)。所述一種或多種組織分解產物能選自甲硫基丙醛、戊酸、2-糠硫醇、苯乙醛、2， 6-二甲基-5-庚烯醛、(E)-2-辛烯醛、2-壬烯醛、香茅醛、2，3-二乙基-5-甲基吡嗪、以及 4-乙酰基甲基環己烯、腐胺、尸胺、甲硫醇、吲哚、甲基吲哚和硫化氫。所述分析能包括使用氣相色譜、液相色譜、質譜、熒光檢測或聚合物檢測。所述分析能包括使用高靈敏度氣相色譜或具有針對小有機化合物測定的傳感器技術的裝置。所述對照水平能為源自未經歷自體消化的對照哺乳動物的生物樣本中的一種或多種組織分解產物的水平，或為源自未經歷自體消化的對照哺乳動物群的生物樣本中的一種或多種組織分解產物的平均水平。所述方法還能包括，如果將所述哺乳動物分類為可能經歷自體消化，則通過給予一種或多種消化酶抑制劑治療所述自體消化。所述方法還能包括向醫學專業人員傳達與所述一種或多種組織分解產物的存在有關的信息。所述方法能包括測定所述哺乳動物是否具有休克的其它癥狀(例如，選自器官障礙、灌注失敗、皮膚顏色變化、增加的血漿細胞因子水平以及降低的對刺激的反應的休克癥狀)。所述細胞因子選自腫瘤壞死因子-α、白介素-1、白介素-6以及白介素-8。除非另有定義，本文使用的所有技術術語和科學術語具有與本發明所涉及的領域的技術人員通常理解的相同涵義。盡管能將與本文所述的那些相似或相等的方法和材料用于實踐本發明，但下面描述了合適的方法和材料。本文提及的所有公開、專利公開、專利和其它參考以其整體形式并入本文作為參考。在存在矛盾的情況下，將對照包括定義的本說明書。此外，材料、方法和實例僅為說明并不旨在限制。由下面附圖
和描述來闡明本發明的一個或多個實施方案的細節。根據描述和權利要求，本發明的其它特征、目的和優勢將顯而易見。發明詳述本文件提供了能用于通過測定或檢測在呼出氣以及源自腸道的氣體和在皮膚蒸發期間產生的空氣中的組織分解產物來測定休克和多器官衰竭的早期發作的方法。所述方法能用于，例如在普通外科期間或創傷之后，并能促進早期分檢治療。因此，所述方法可用于民間患者和軍事患者。此外，所述方法還用于患有腸功能障礙(例如，炎性腸道疾病、孤獨癥、阿爾茲海默病和其它慢性退行性疾病)的患者。本文提供的方法部分基于下述發現休克能引起人體消化酶在腸內開始自體消化過程，導致產生小組織分解產物。所述方法包括測定在呼出氣或生物液體樣本(例如，血漿、尿、唾液、淚液、汗液、腹腔液或腦髓液)中的這些酶(例如，蛋白水解、脂解或淀粉分解) 的分解產物。特別地，例如，當所述方法使用呼出氣或諸如淚液或汗液的液體時，它們能為非侵入的。如下面實施例中所述，實驗動物對休克的不同形式(例如，出血性、內毒素或盲腸結扎誘導的休克)的暴露導致從腸中釋放惡臭的有機材料，但前提是動物經過胰腺酶的自體消化。未存活的動物均釋放臭的有機材料，而存活者則產生顯著更低的水平。質譜分析說明在經歷休克的動物血漿中降解了在對照血漿中存在的小分子量有機材料，與休克中的小有機降解產物的產生相一致。可在經歷休克的個體的生物樣本(例如，空氣樣本和液體樣本)中存在的小有機物質能夠包括但不限于甲硫基丙醛、戊酸、2-糠硫醇、苯乙醛、2，6_ 二甲基-5-庚烯醛、 (E) -2-辛烯醛、2-壬烯醛、香茅醛、2，3- 二乙基-5-甲基吡嗪、以及4-乙酰基甲基環己烯、 腐胺、尸胺、甲硫醇、吲哚、甲基吲哚和硫化氫中的任一種或多種。下面提供了與這些化合物有關的其它細節。應注意，其它化合物同樣可能存在并用于本文所公開的方法。甲硫某丙醛(MW 104. 17)具有式C4H8OS,并還稱為3_(甲硫基)丙醛或4_硫代戊
醛。甲硫基丙醛具有下述結構
權利要求
1.測定哺乳動物經歷自體消化的可能性的方法，所述方法包括a)提供來自所述哺乳動物的生物樣本；b)分析所述生物樣本中一種或多種組織分解產物的存在；以及c)如果在所述生物樣本中存在高于所述一種或多種組織分解產物的對照水平的所述一種或多種組織分解產物，則將所述哺乳動物分類為可能經歷自體消化，或者如果在所述生物樣本中不存在高于所述一種或多種組織分解產物的對照水平的所述一種或多種組織分解產物，則將所述哺乳動物分類為不可能經歷自體消化。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述生物樣本為所述哺乳動物呼出的氣體、由所述哺乳動物消化道釋放的氣體、或在皮膚蒸發期間產生的氣體。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述生物樣本選自血漿、尿、唾液、淚液、汗液、腹腔液和腦髓液。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述哺乳動物為人類。
5.如權利要求4所述的方法，其中所述人類被診斷為患有炎性腸道疾病、孤獨癥、胰腺炎癥和癌癥、一種或多種的小腸或大腸惡性腫瘤、阿爾茨海默病、或與腸功能障礙有關的其它慢性退行性疾病。
6.如權利要求1所述的方法，其中所述一種或多種組織分解產物選自甲硫基丙醛、戊酸、2-糠硫醇、苯乙醛、2，6- 二甲基-5-庚烯醛、(E) -2-辛烯醛、2-壬烯醛、香茅醛、2，3- 二乙基-5-甲基吡嗪、以及4-乙酰基甲基環己烯、腐胺、尸胺、甲硫醇、Π引哚、甲基吲哚和硫化 Μ,ο
7.如權利要求1所述的方法，其中所述分析包括使用氣相色譜、液相色譜、質譜、熒光檢測或聚合物檢測。
8.如權利要求7所述的方法，其中所述分析包括使用高靈敏度氣相色譜或具有針對小有機化合物檢測的傳感器技術的裝置。
9.如權利要求1所述的方法，其中所述對照水平為源自未經歷自體消化的對照哺乳動物的生物樣本中的一種或多種組織分解產物的水平。
10.如權利要求1所述的方法，其中所述對照水平為源自未經歷自體消化的對照哺乳動物群的生物樣本中的一種或多種所述組織分解產物的平均水平。
11.如權利要求1所述的方法，其還包括，如果將所述哺乳動物分類為可能經歷自體消化，則通過給予一種或多種消化酶抑制劑治療所述自體消化。
12.如權利要求1所述的方法，其還包括向醫學專業人員傳達與所述一種或多種組織分解產物的存在有關的信息。
13.如權利要求1所述的方法，其還包括測定所述哺乳動物是否具有其它休克癥狀。
14.如權利要求13所述的方法，其中所述休克癥狀選自器官功能障礙、灌注失敗、皮膚顏色變化、增加的血漿細胞因子水平以及降低的對刺激的反應。
15.如權利要求14所述的方法，其中所述細胞因子選自腫瘤壞死因子-α、白介素-1、 白介素-6以及白介素_8。
全文摘要
用于通過在生物樣本(例如呼出氣)中組織分解產物的產生來測定休克和多器官衰竭的早期發作的材料和方法。
文檔編號G01N33/50GK102597767SQ200980162269
公開日2012年7月18日 申請日期2009年9月18日 優先權日2009年9月18日
發明者弗蘭克·德拉諾, 格爾特·W·施密德-斯高貝恩 申請人:加利福尼亞大學董事會