斯坦福大学和加州大学欧文分校的科学家开发了一种基于纳米传感器的测试，可以通过测量血浆中免疫系统细胞对压力的反应来诊断慢性疲劳综合症(CSF)。虽然到目前为止还没有针对经常打折状态的可靠，标准测试 - 这通常表现为身体疲惫和流感样症状，但可能伴随着无数不同症状 - 新开发的“纳米电子测定”正确识别20例临床确诊的CSF病例，另有20例健康对照者为阳性。

斯坦福大学生物化学和遗传学教授罗恩戴维斯博士说：“很多时候，这种疾病被归类为虚构疾病。”“但有科学证据表明，这种疾病不是患者心灵的捏造。我们清楚地看到健康和慢性疲劳综合症免疫细胞处理压力的方式有所不同。“

戴维斯与前斯坦福大学研究助理Rahim Esfandyarpour博士及其同事一起在题为“基于纳米电子学 - 血液的诊断生物标志物”的论文中报道了美国国家科学院院刊(PNAS)中的纳米电子测定法。肌痛性脑脊髓炎/慢性疲劳综合征(ME / CSF)。“

CSF或肌萎缩性脑脊髓炎(ME)被认为影响了美国超过两百万人，全世界有数百万人受到影响。没有已知的确切病因，但研究表明可能涉及多种因素，包括生活压力源，病毒或细菌感染，毒素暴露或免疫系统疾病。由于没有单一的可识别原因，诊断ME / CSF是排除其他疾病的问题。戴维斯评论说：“所有这些不同的测试通常会指导医生治疗一种或另一种疾病，但对于慢性疲劳综合症患者，结果都恢复正常。”

鉴于候选CSF / ME患者可报告流感样症状，不明原因疼痛，对光敏感或其他刺激，身体不同部位刺痛，胃肠道症状或头痛，喉咙痛，广泛测试也是一个漫长而昂贵的过程。 ，不耐冷或热，以及其他自主神经和内分泌症状。作者写道：“这种诊断滞后也会导致研究障碍，使患者招募变得复杂，并且患者的异质样本的处理也只是略微相似。”

免疫系统是ME / CSF研究的典型焦点，因为病情通常在病毒感染后发展，并且患者可能具有长期流感样症状。在最近的一项研究中，患有ME / CFS的患者在63个生化途径的三分之一中显示异常，“表明这种代谢特征为潜在的生物标记物。”其他研究发现，对外周血单核细胞(PBMCs)施加压力迫使细胞使用ATP，被认为缺乏ME / CFS患者。

基于先前研究的见解，并进一步研究ATP理论，戴维斯的团队开发了一种纳米电子阵列或纳米针生物阵列，以监测培养的PBMC对诱导的应激源(在这种情况下是额外的盐)的反应。该团队特别感兴趣的是过量盐对细胞消耗和ATP潜在消耗的影响。“盐胁迫，更普遍的是，高渗压力，是研究各种类型细胞(如植物，酵母，细菌，小鼠和人类)的常用应激模型，”他们指出。

研究血浆中PBMCs的动机部分是由于实验室先前在严重疾病的ME / CFS患者中所做的工作，这表明患者的PBMC在自己的血浆中表现非常不同，与在健康血浆中孵育的情况相比。个人。

Esfandyarpour领导了naonelectronic测定的开发，它有效地测量能量的微小变化作为免疫细胞健康的指标。“我们的检测设计为一种超灵敏检测，能够以低成本和多重形式实时直接测量生物分子相互作用，”研究人员指出。

该装置包括数千个产生电流的电极，以及携带血浆中PBMC的腔室。在腔室中，免疫细胞和血浆将电流从一端改变为另一端，并且电活动的这种变化与样品健康相关。

该测试涉及将盐作为应激源添加到从ME / CSF患者或健康对照个体采集的样品中，并比较电流如何受到影响。研究人员解释说：“该分析检测到由于感兴趣的生物分子在传感器的有源传感区域的存在和/或相互作用而导致的任何阻抗调制。”

电流的大变化表明细胞对压力反应不佳。在他们的测试中，来自ME / CSF患者的所有20个样品显示出明显的尖峰，表明电流的变化，而20个对照样品产生了被认为是正常结果的样品。戴维斯评论道：“我们并不确切地知道为什么细胞和血浆会以这种方式起作用，甚至不知道它们在做什么。”“......我们认为疾病严重程度与信号强度之间可能存在相关性，”科学家们也评论道。

研究小组指出，虽然他们最初的假设是ME / CFS患者血细胞的ATP消耗率与健康对照血细胞相比不同，但结果表明来自ME / CSF患者的血浆中PBMC的盐胁迫样本实际上，显示出“阻抗模式中的独特特征”，这与在对照样品中观察到的模式显着不同。“到目前为止，我们的工作表明，阻抗特征本身可能代表ME / CFS患者与对照组的独特指标，并可能为该疾病建立诊断指标，”Davis等人写道。

研究人员还在其数据集中应用了机器学习工具，为ME / CFS患者开发了一个分类器，如果该技术被用作强大的诊断工具，则需要这样做。他们现在正在招募患者进行更大规模的研究，以进一步验证他们的发现。

“鉴于该检测方法的重要性及其可靠性，我们预计它有可能在不久的将来在其他研究实验室和诊所广泛应用，作为对医生以及ME / CFS研究界同事的帮助， “作者指出。

该平台还适用于筛选可能重新用于治疗ME / CSF的现有FDA批准的药物。“使用纳米电子测定，我们可以向患者的血液样本添加控制剂量的许多不同的潜在治疗药物，并再次进行诊断测试，”Esfandyarpour说。该团队已经确定了一种似乎可以恢复免疫系统细胞和血浆功能的候选药物，他们希望在临床试验中进一步测试。“此外，我们正致力于将该技术应用于能够对来自ME / CFS患者的细胞进行药物和治疗的临床前测试的平台，从而开发出可由以下操作的便携式，手持式且易于使用的平台。任何技术水平的研究人员和临床医生。“