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方法文章

在非裔美国人中采集头发样本以进行头发皮质醇分析

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DOI：

10.3791/57288

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2018年6月10日

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1College of Nursing, The Ohio State University, 2College of Nursing, University of Cincinnati, 3School of Nursing, University of Michigan, 4Licensed Cosmetologist Consultant, 5Clinical Research Manager, The Ohio State University, 6Biomedical Core Research Coordinator, The Ohio State University, 7College of Nursing Biomedical Core Research Laboratory, The Ohio State University, 8Department of Psychiatry, Behavioral Immunology & Endocrinology Laboratory, University of Colorado Denver Anschutz Medical Campus

本文内容

摘要

头发皮质醇浓度分析为皮质醇的传统检测方法提供了一种替代方案；然而，科学家在采集非裔美国人头发样本时，需要具备文化敏感性和专业能力。本方案的目的是展示一种基于文化认知的技术，用于从非裔美国人中采集头发样本以进行皮质醇分析。

摘要

激素皮质醇通常通过唾液、血清或尿液样本进行检测。近年来，已成功从包括人类在内的毛发中提取出皮质醇。毛发中皮质醇浓度的优势在于，它能够反映下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴功能的回顾性变化，类似于糖化血红蛋白A1C反映血糖控制情况。然而，获取毛发样本可能面临挑战，原因在于少数族裔参与者的文化信仰和护发习惯。例如，非裔美国人可能不愿意提供样本。此外，能够熟练采集非裔美国人毛发样本的研究人员也较少。本文旨在提出一种基于文化背景考量的标准化操作流程，以帮助研究人员更有效地从非裔美国人中获取毛发样本。为展示该流程实施后的代表性结果，本文提供了来自一项社区性慢性应激研究中非裔美国人的去标识化数据。研究中评估了参与者的护发习惯偏好，并在剪发前通过展示毛发样本图片使其感到安心舒适。采用单股扭转并轻柔牵拉的方法，从头皮枕顶区域采集约30至50根毛发。该操作流程将显著提高非裔美国人毛发样本的采集成功率。

引言

采集唾液、血液或尿液样本进行皮质醇分析具有独特的操作挑战性，且对受试者的负担较大，因为该过程需要多次采集唾液样本、静脉穿刺样本或收集24小时尿液。从毛发样本中获取皮质醇是一种简单且可接受的替代方法，可用于替代唾液、血清或尿液样本1,2。毛发中的皮质醇能够提供下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴功能的回顾性评估。从头皮采集约3 cm长的毛发，可反映过去3个月的平均皮质醇释放水平1。然而，研究人员在对不同人群进行毛发样本采集时会遇到独特的挑战。这些挑战包括与暴露头发相关的宗教或信仰观念（例如，穆斯林女性）、认为头发具有神圣性（如美国原住民群体），或文化规范中将头发与美的标准及自我形象相联系的情况。

在非裔美国人文化中，尤其是女性群体，头皮毛发是其身体形象中极为私密且重要的组成部分3,4。此外，历史上的经历（例如，塔斯基吉实验）持续导致人们对科研过程产生不信任感5。一些非裔美国人的民间传说和文化信仰还认为，毛发样本可能被用于可能造成伤害的仪式中6,7。研究人员应意识到，在要求非裔美国人参与者提供毛发样本的研究中，可能会面临潜在的挑战。

除了与身体形象相关的问题外，采集和处理非裔美国人头发样本的具体技术可能与欧裔美国人有所不同6,7。例如，非裔美国人的头发类型可能为直发、细发、卷发、 kinky（紧密卷曲）、粗硬发，或上述类型的组合，每种类型都需要采用不同的技术来采集并固定足够量的头发样本用于后续处理。最近针对非裔美国青少年样本的研究8以及多族裔样本的研究9表明，非裔美国参与者普遍接受以头发样本检测皮质醇水平的方法。目前尚无专门设计的可视化培训流程，用以帮助研究人员掌握采集非裔美国人头发样本所需的技术和文化知识。本文旨在提供一种基于文化背景考量的标准化操作流程，以协助研究人员从非裔美国参与者中获取合格的头发样本。该方法在制定过程中充分考虑了与非裔美国成年人头发样本采集相关的生理、心理社会及文化特征。迄今为止，尚无任何可视化方法用于此类样本的采集，本流程将是首个详细说明如何正确采集非裔美国成年人头发样本的指导方案。为展示该流程实施后的代表性结果，本文呈现了来自一项社区性慢性压力研究中年龄在65岁及以上的非裔美国参与者的去标识化数据。来自不同种族背景的男性和女性研究助理通过诊所提供的名单和宣传单联系潜在参与者。本研究的主要负责人是一名非裔美国女性，她曾在社区中心及老年人补贴住房公寓向老年非裔美国成年人介绍该研究，内容包括头发样本采集方法的说明。

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方案

本研究已获得克利夫兰医学中心大学医院机构审查委员会的批准，且研究方案遵循审查委员会所规定的受试者保护与数据安全指南。

1. 准备参与者进行毛发样本采集及相关问题询问

  1. 向参与者说明，所采集的头发样本量少于每天梳头时从头部后侧（枕部）正常脱落的头发数量。告知参与者，采样部位会被周围的头发遮盖，因此采集后不会明显可见。同时告知参与者，该样本将用于检测头发中一种名为皮质醇的激素含量10,11。
  2. 取出样本照片，向参与者展示将要采集的头发数量（30–50根）。
    注：头发样本的照片参见图1。
  3. 询问参与者表1中所列的头发护理习惯12相关问题。

2. 收集毛发样本

  1. 告知参与者样本将在便携式隔断、窗帘后或关闭的门后等私密区域采集。向参与者保证，如果其佩戴假发或发片，采发区域不会在他人可视范围内暴露。轻轻拉直头发并保持紧绷，从头皮至发梢测量头发长度。
  2. 若头发较短（小于3 cm），请按照第3步的短发采集流程操作（但如果头发长度不足1 cm，则无法采集样本，理想情况下头发长度应至少为3 cm）。若头发长度超过6 cm，请按照第4步的长发采集流程操作。其他情况则继续执行下一步。
  3. 确保材料齐备，将头发采集所需物品（一张铝箔纸、一个信封、专业理发剪刀、大齿和小齿分发梳、酒精棉片、美纹纸胶带、永久性记号笔、非乳胶手套[可选]以及发夹）10放置在参与者附近的台面上。在采集样本前，使用酒精棉片清洁剪刀和梳子。裁剪一张8 x 10"的铝箔纸用于盛放样本。
  4. 戴上非乳胶手套。使用梳子在头皮枕顶区域、耳尖连线处水平分开头发。
  5. 用一个发夹固定分界线上方的头发，再用另一个发夹固定下方，暴露出两个发夹之间约5 x 10 cm的矩形区域（大小类似于一副扑克牌），该区域内的头发应处于松散状态。
  6. 询问参与者希望使用大齿梳还是小齿梳梳理该2 - 3"宽的头发区域。同时询问参与者如何处理梳子中残留的头发。可将梳下的头发交还给参与者；或者，仅当参与者明确表示允许丢弃时，方可将梳子中剩余的头发丢入垃圾桶。
  7. 在2 - 3"矩形区域右侧抓取约30 - 50根头发，用手指以滚动方式轻轻拉起并扭转，使其远离头皮。
  8. 确保尽可能贴近头皮采集样本，但不得剪伤头皮。使用专业理发剪刀进行整齐的直线剪切。
  9. 握住采集的头发样本，仔细对齐毛根端与剪切端。
  10. 使用美纹纸胶带将头发固定在铝箔纸上。注意不要遮盖头皮端；对于长度小于或等于3 cm的头发，不得使用美纹纸胶带固定。将剪下的散落头发置于铝箔纸中央，折叠成方形，确保头发不会从铝箔中掉落。
  11. 使用记号笔在铝箔纸上标记头皮端。使用预先制作的条形码标签贴在铝箔纸和信封上。
  12. 折叠铝箔纸时避免折叠头皮端的头发，以防造成“炸毛”（头发皱褶或弯曲），然后将其放入标准尺寸信封中并封口。
  13. 在信封外表面标注参与者的唯一研究编号、日期及主要研究者姓名；如有条形码标签，也可使用条形码进行标注。
  14. 将样本存放于室温干燥环境中。

3. 短发样本采集（1 - 3 cm）

  1. 按照步骤 2.3 和 2.4 进行操作。
  2. 分好头发后，让受试者将分开的头发紧贴头皮。用食指和拇指紧紧夹住头发，沿发缝处剪断头发10。
  3. 将散落的头发放入铝箔中，并牢固折叠。不要用胶带将头发固定在铝箔上。
  4. 按照步骤 2.11 至 2.14 进行操作。

4. 长发（长于6 cm）样本采集

  1. 从后顶点处将头发从左至右分开。
  2. 使用发夹固定多余的头发。
  3. 取一束头发拧紧，并用食指和拇指牢牢夹住，以防样本掉落10。
  4. 尽可能贴近头皮进行整齐的直剪，收集 30 - 50 根头发。
  5. 如果受试者头发较稀疏，可在后顶点区域间隔 1 cm 多次取 2 - 3 个小部位的样本，以遮盖剪发部位。
  6. 继续执行步骤 2.10 至 2.14。

5. 样品处理

  1. 将装有毛发样本的铝箔袋在室温下长期保存，直至进行分析。
    注意：毛发中的皮质醇极为稳定，可保存数年。事实上，已有研究从木乃伊遗骸的毛发样本中检测出皮质醇11。
  2. 按照先前发表的方法分析毛发皮质醇含量12。样本可在常温下通过隔夜快递寄送。

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结果

在本研究中，共有21名非裔美国人（平均年龄 = 75岁；标准差 = 6.9；女性占85%）同意参与。其中4名参与者（19%）拒绝提供头发样本，2名（9.5%）因头发过短而无法提供样本。共获得并处理了15份头发样本（表2）。所处理的头发样本长度范围为1 cm至4.8 cm。技术问题包括样本在头皮端排列不齐、打结或卷曲，以及美纹纸胶带覆盖在头皮端。

采用单股扭转并轻柔拉拔法处理后，对毛发样本进行排列并测定皮质醇含量。截取靠近头皮端的近端3 cm毛发，经清洗、研磨后，用乙醇提取皮质醇。毛发皮质醇浓度（HCC）采用商用高灵敏度酶免疫分析（EIA）试剂盒，按照制造商说明书进行测定。每个EIA检测板均以先前研磨好的混合毛发作为质控样本，设复孔用于计算板间变异系数。所有样本均设复孔检测。质控毛发池的板间变异系数（CV）低于10%，板内复孔的变异系数（CV）低于4%。毛发皮质醇浓度以pg/mg表示。皮质醇平均含量为20.4 pg/m...

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讨论

采集毛发样本的关键步骤包括：展示将要采集的毛发量作为示例，指明采样部位（枕部旋涡），采用单股扭转并轻柔牵拉的方法，以及使用 painter's tape 将样本固定在远离头皮端的位置。通过轻柔扭转和牵拉样本，可使卷曲的毛发伸长，并保持头皮端对齐。这有助于减少实验室中用于对齐头皮端、测量和切割样本所需的时间。尽管在以往的研究中曾使用过疏齿剪，但由于其导致头皮端对齐不均且增加样本制备时间，因此并非剪切毛发的首选工具。

从非裔美国人中采集毛发样本以测量皮质醇是可行的。了解毛发在非裔美国人文化中的重要意义，对于获得毛发样本采集的支持至关重要。研究人员不应对毛发卫生状况（例如洗发频率）做出评判，因为与非西班牙裔白人相比，一些非裔美国人的头发往往较为干燥13。非裔美国人的头发生长速度较慢，平均为256 µm/day-1，而非西班牙裔白人的平均生长速率为396 µm/day-1，标准差为55 µm/day-114。...

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披露

该行为免疫学与内分泌学实验室被Salimetrics, LLC指定为卓越实验室。

致谢

本出版物的完成得益于克利夫兰临床与转化科学协作项目；美国国立卫生研究院转化科学国家中心（NCATS）的 KL2TR000440 项目；以及美国国立卫生研究院医学研究路线图计划。Jodi Ford 博士在此领域的研究工作得到了美国国立卫生研究院国家药物滥用研究所（1R21DA034960）以及美国俄亥俄州立大学人口研究所的种子基金资助，该种子基金来自美国国立儿童健康与人类发展研究所（2P2CHD058484）。本内容仅由作者负责，不一定代表美国国立卫生研究院的官方观点。Laudenslager 博士在此领域的研究工作得到了患者中心化成果研究研究所合同（CE-1304-6208）、儿童与家庭管理局资助（90YR0058）以及科罗拉多大学丹佛分校安舒茨医学校区精神病学系发育心理生物学研究组捐赠基金的资助。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
 专业级剪刀CricketS-3 5505.5英寸卡装专业理发剪
大齿梳Goody无目录编号__Goody Stylista 梳齿梳   公司网站链接  http://www.goody.com/Products/Styling_Tools/Goody_Stylista_Rake_Comb?colId=d11c04a1-1dd3-4848-a313-046fc6c109ec&c_id=35a36c88-d359-4104-a53c-dfbfd8452780
小齿梳Goody无目录编号_ Goody Start.Style.Finish. 公司网站链接 http://www.goody.com/Products/Styling_Tools/Goody_StartStyleFinish_Combs?colId=d11c04a1-1dd3-4848-a313-046fc6c109ec&c_id=35a36c88-d359-4104-a53c-dfbfd8452780
酒精棉片Kendall Webcol 酒精棉片无目录编号。Kendall Webcol 酒精棉片https://www.buyemp.com/product/kendall-webcol-alcohol-preps
美纹纸胶带3M ScotchScotchBlue ORIGINAL Painter’s Tapehttps://www.scotchblue.com/3M/en_US/scotchblue/products/painters-tape/
永久性记号笔Sharpie黑色 Sharpie 细头笔http://www.sharpie.com/sharpie/fine/SHFineBlackFine.html
非乳胶手套Protégé93997Protege®无粉丁腈检查手套 http://aureliagloves.com/product/protege/
发夹 GoodyGoody Start.Style.Finish. 卷发夹http://www.goody.com/Products/Styling_Tools/Goody_StartStyleFinish_Curl_Clips
信封Office Depo330808Office Depot® 品牌搭扣信封，9" x 12"，棕色，每盒100个
铝箔片 Choice 1229105每盒500片食品级互锁式抽拉铝箔片 
预称重2 ml 冻存管Wheaton, Millville, NJ, USAW985902
100% 异丙醇SpectrumI1275 | 67-63-0
液氮 俄亥俄州立大学商店气体钢瓶仓库http://osustores.osu.edu/prodservices/liquidnitrogen.aspx
不锈钢滚珠轴承 McMasterCarr9291K42https://www.mcmaster.com/#standard-stainless-steel-balls/=1acqby0
特制研磨铝制样品盒FisherScientific Retsch 20.745.0001
高效液相色谱级甲醇FisherScientific A452N1-19https://www.fishersci.com/shop/products/methanol-hplc-fisher-chemical-6/p-216129
微量离心管Eppendorf North America22363352https://online-shop.eppendorf.us/US-en/Laboratory-Consumables-44512/Tubes-44515/Eppendorf-Safe-Lock-Tubes-PF-8863.html?_ga=2.36544352.1776616592.1511283212-1254533852.1511283212
皮质醇ELISA试剂盒Salimetrics LLC, State College, PA, USA1-3002 (5PK 1-3002-5)https://www.salimetrics.com/assay-kit/cortisol-salivary-elisa-eia-kit
微量离心管用离心机Beckman CoulterMicrofuge 20系列http://centrifugebybeckman.com/?page_id=727/?pi_ad_id=creative?utm_term=microfuge

参考文献

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