Summary
Dette manuskriptet beskriver bruken av nese og bronkial absorpsjon teknikker, spesielt ved bruk av syntetiske absorberende matriser (SAM) prøve slimhinnene slimhinnen væske (MLF) av den øvre og nedre luftveier. Disse metodene gir bedre standardisering og toleranse enn eksisterende åndedretts prøvetaking teknikker.
Abstract
Metoder for nasal absorpsjon (NA) og bronkial absorpsjon (BA) bruke syntetisk absorberende matriser (SAM) for å absorbere slimhinnene slimhinnen væske (MLF) av menneskelig luftveiene. NA er en ikke-invasiv teknikk som absorberer væske fra underlegen Concha, og forårsaker minimal ubehag. NA har gitt reproduserbar resultater muligheten til å gjenta ofte utvalg av den øvre luftveier.
Sammenligning alternative metoder for prøvetaking luftveiene mucosa, som nasopharyngeal aspirasjon (NPA) og konvensjonelle swabbing, er mer invasiv og kan resultere i større data variasjon. Andre metoder har begrensninger, for eksempel biopsier og bronkial prosedyrer er invasiv, sputum inneholder mange døde og døende celler krever LNG, utåndet pusten kondensat (EBC) inneholder vann og spytt og lavage prøvene er fortynnet og variabel.
BA kan utføres gjennom arbeider kanalen av en bronchoscope i klinikken. Prøvetaking er godt tolerert, og kan utføres på flere steder i luftveiene. BA resulterer i MLF prøver å være mindre fortynnet enn bronchoalveolar lavage (BAL) prøver.
Denne artikkelen viser teknikker av NA og BA og laboratoriet behandlingen av de resulterende prøvene, som kan skreddersys til den ønskede nedstrøms biomarkør måles. Disse absorpsjon teknikkene er nyttige alternativer til konvensjonell prøvetaking teknikker som brukes i klinisk åndedretts forskning.
Introduction
De fleste luftveissykdommer føre en inflammatorisk respons, og det er et presserende behov for utvalg fra åndedretts slimhinnen i allergisk rhinitt, virus og sopp infeksjoner, tuberkulose, astma, kronisk obstruktiv lungesykdom, lunge fibrose og lunge kreft 1. Nasopharyngeal leveringstanken (NPA), nasal lavage og bronchoalveolar lavage (BAL) er vanlige teknikker for prøvetaking de øvre og nedre luftveier. Men presentere disse teknikkene problemer inkludert dårlig toleranse, fortynning av inflammatoriske mediatorer og kan ofte gjenta prøvetaking2. Et alternativ til NPA prøvetaking er bruk av vattpinner, enten nylon strømmet, bomull, eller rayon3,4, men disse har også begrensninger, siden de forårsake ubehag og skade nasal epitel, og i noen tilfeller irreversibel binding av inflammatoriske mediatorer5. Disse teknikkene kan vanligvis ikke gjentas serielt over en time, og alternative teknikker kan være mer effektive for påvisning av lavt overflod cytokiner og chemokines5,6. I tillegg kan bruker variasjon forbundet med disse teknikkene generere inkonsekvenser i data, som resulterer i kravet til større pasienten kohorter.
Alternativt har absorpsjon teknikker ved hjelp av både naturlige og syntetiske svamper blitt brukt til å samle MLF fra mucosal overflater. Ophthalmica svamper består av naturlige cellulose (f.eksWeck-cel) har blitt brukt til å prøve spytt, livmorhalsen, og vaginal sekret7. I tillegg syntetiske svamper laget av polyvinylalkohol (PVA) og hydroxylated polyvinylacetat (HPVA) har vært utnyttet8. Syv ulike absorberende materialer har blitt sammenlignet for prøvetaking oral væske før måler antistoffer9, mens polyuretan mini-svamper har blitt brukt til å samle humane tårer10.
Filter papir bestående av naturlige cellulosevatt fra bomull anlegget har vært mye brukt til å absorbere nasal sekreter siden banebrytende papiret Alam og kolleger i 199211,12,13,14, 15,16,17. Filter papir plater er produsert fra filteret kort (f.eks Shandon), og har vært benyttet for å måle histaminer og cytokiner etter kontrollert nasal allergen utfordringer og med naturlig allergen eksponering18,19 ,20,21. Men varierer forskjellige grupper av filter papir i deres grad av protein bindende og noe ikke slipp cytokiner. Ved hjelp av en syntetisk absorberende matrise (SAM) har derfor vært utviklet2,22,23. SAMs er nå vanligvis brukt å få nasal MLF av NA. Disse absorberende materiale er behagelig å bruke og kan få MLF fra betent nesen jevnlig over lengre tid.
Nasal absorpsjon er en form for presisjon Mucosal prøvetaking bruker en SAM for prøvetaking av MLF i øvre luftveiene. NA enheter produseres som CE-merket medisinsk utstyr fra medisinsk karakter materialer med rene rom, og er fri for støv og allergener. Den NA sampler består av et håndtak og SAM i et sterilt cryotube. SAM består av polymerer, vanligvis fibre, men det er også tilgjengelig som skum, og disse er valgt å være myk og absorberende, med rask wicking for prøvetaking. SAMs har minimal protein bindende tillate effektiv tilsettes av absorbert sekret. NA er en meget mild, ikke-invasiv teknikk som kan utføres på givere i alle aldre. I tillegg er føljetong prøvetaking, med noen få minutter, mulig. NA er validert mot eksisterende øvre luftveier prøvetaking teknikker5 og repeterende prøvetaking har tillatt generasjon av kinetic data etter utfordring i luftpassasjen med allergen23,24,25, bakteriell endotoxin26 og viral-type TLR agonister (Jha, A. et al., manuskriptet forberedelse). NA er også brukt i spedbarn undersøke naturhistorie atopi27,28,29 og viral bronchiolitis30.
Bronchoscopic microsampling (BMS) er en prosedyre for samling av MLF i nedre luftveiene som er utviklet av Olympus31,32,33. Dessverre er dette BMS systemet bare lisensiert i Japan. Olympus leverer to BMS systemer: med en fibrøs hydroxylated polyester (FHPE) sonde34,35,36,37, og med en bomull sonde33,38, 39 , 40 , 41 , 42 , 43. en stor snublestein er at BMS sonden brukes hos pasienter med astma forårsaket mucosal kontakt blødning, halvparten av alle prøver kontaminert med blod. Forfatterne konkluderte med at det ikke var mulig å prøve MLF med dette BMS systemet fra eksterne airways i astma pasienter43.
Som et alternativ, har vi utviklet BA bruker en myk SAM som kan utføres under bronchoscopic undersøkelse av lavere luftveiene, inkludert følgende eksperimentelle infeksjon i astmatiske fag med rhinovirus6. BA enheten består av: en ekstern hul kateter, en hånd-stykke som på aktivisering spyr SAM og en sentral plast guidekabel med SAM på enden. Som for NA, BA kits er produsert fra medisinsk karakter materialer med rene rom og er fri for støv og allergener. I tillegg er enheter CE merket og tilbys gamma irradiated. SAM stripen er myke, absorberende, og har raske wicking for prøvetaking. Det har også minimal protein bindende tillate effektiv tilsettes av absorbert sekret. Enheten kan passere gjennom kanalen arbeider av en bronchoscope og kan brukes til å raskt og prøve nøyaktig MLF ved bestemte områder av interesse i luftveiene. I motsetning til BAL eller BMS resulterer BA ikke i kontakt blødning eller ekstra pasient ubehag etter prosedyren.
Nøye overveielse bør gis til behandling NA og BA. Eksempler kan være direkte frosset og behandlet i grupper, eller kan bli behandlet umiddelbart. Type behandling kan skreddersys mot visse nedstrøms programmer, inkludert immunanalyser for cytokiner, chemokines og immunglobuliner eller elutions av bakteriell, viral og verten celle tilknyttede RNA. Vi presenterer klinisk innsamling og laboratoriet behandlingen teknikker knyttet NA og BA som en guide for kliniske forskere.
Protocol
Brukt følgende protokollen har godkjent den West London forskning etikk (referansenummer 15/lO/0444).
1. nasal absorpsjon (NA)
-
Forberedelse før NA prøvetaking
- Når du utfører NA, første vask hendene og sette på hansker, fortrinnsvis foran pasienten.
- Inspisere nesehulen bruke en hodet fakkel, og har klinikerne bruk deres ikke-dominante tommel for å trekke pasientens nesen for å visualisere nesehulen.
Merk: En nese spekulum er ikke vanligvis nødvendig. - Visualisere nesehulen og mindreverdig Concha før prøvetaking.
Merk: Nares (nese) er ikke runde tverrsnitt, og de går rett bakover. Generelt, dårlig Concha kan sees som en kul eller innrykk på den laterale veggen av nesebor, med den nese septum danner jevn, flat mediale veggen. Vi ønsker å prøve fra denne mindreverdig Concha, siden underliggende epitel er en enkel tungeformet epitel i luftveiene44.
-
NA prøvetaking
- Når prøvetaking, passere NA SAM forsiktig opp lumen av nesebor, illustrative det å være mot underlegen Concha.
- Spør donor til å bruke en pekefinger trykke SAM på nese mucosa. NA kan forårsake en liten kiling, i med mulig øye vanning, som MLF absorberes.
Merk: I voksne, vi vanligvis utføre NA for 60 s. - Etter absorpsjon av MLF, fjerne NA enheten fra neseboret og satt tilbake i opprinnelige røret.
- Behandle prøvene umiddelbart i laboratoriet eller fryse dem, som beskrevet senere i denne protokollen.
Merk: NA blir undersøkt i en rekke nasal mucosal utfordring modeller, og også i forskjellige airways sykdommer. Imidlertid skal validering mot andre åndedretts Prøvetaking metoder utføres for hver studie og pasienten befolkningen.
2. bronkial absorpsjon (BA)
-
Forberedelse før BA prøvetaking
Merk: BA utføres av spesialiserte personell i en bronkoskopi pakke.- Før du plasserer BA enheten ned kateter, kontroller at SAM er ekstrudering og trekke seg tilbake til kateter.
- Før ledende BA en pasient, gjennomføre en uekte BA på en bronkoskopi simulator.
-
BA prøvetaking
- Pass bronchoscope ned trachea og høyre hoved bronchus til nivået på den bronchus intermedius, bare proksimale til inndeling i høyre nedre og midten til høyre lobes.
Merk: Vi vanligvis prøver fra bronchus intermedius, selv om andre nettsteder i luftveiene kan prøves. Når observere kateter og SAM, kan ikke man se bronchoscope spissen. Vi observere disse enkle trinn for BA, når bronchoscope har nådd ønsket prøvetaking området. - KATETER ned: Sett BA kateter gjennom driftskanalen av bronchoscope til den hvite tipset er bare synlig i luftveiene, til maksimalt 1 cm distale til slutten av bronchoscope. Hold bronchoscope og kateter spissen midt i lumen i luftpassasjen. Pass på å minimere kontakt mellom kateter spissen og bronchial mucosa å redusere risikoen for slitasje mucosa.
- SAM OUT: Trykke ned håndtaket på BA enheten slik at SAM er ekstrudert i lumen i midten til høyre eller høyre nedre lobe luftpassasjen. Under direkte visjon, bøye spissen av bronchoscope å sikre at SAM gjør kontakt med MLF på airway veggen. La SAM i luftveiene, flatt til mucosal veggen for 30 s.
- SAM IN: Se gjennom bronchoscope å sikre at fuktig SAM sonden er rett og ikke bøyd tilbake over slutten av kateter. Om nødvendig kan spissen kateter og bronchoscope bringes tilbake til rette SAM. Under direkte visjon, trekke rett SAM forsiktig tilbake til kateter.
Merk: Hvis det er problemer med trekke SAM tilbake i kateter, trekke hele enheten med SAM ekstrudert tilbake ut av luftveiene. - KATETER opp: Ta ut hele kateter fra driftskanalen for bronchoscope.
- KLIPP av SAM: SAM kuttes med sterilt saks og deretter plasseres i en cryotube på is. Disse prøvene kan behandles med ulike metoder, som beskrevet senere i denne protokollen.
- Pass bronchoscope ned trachea og høyre hoved bronchus til nivået på den bronchus intermedius, bare proksimale til inndeling i høyre nedre og midten til høyre lobes.
3. behandling av NA og BA prøver
Merk: Det er mange alternativer for laboratoriet behandling av prøver som følge av NA og BA. Disse protokollene søke å lagre prøver for senere bruk, og elute MLF prøven fra SAM.
-
Alternativer for umiddelbar håndtering NA og BA
- Alternativ 1: Lagre fuktig SAM på is for et par timer før videre behandling.
- Alternativ 2: Umiddelbart fryser NA SAMs i samlingen rør. Tilsvarende fryse BA SAMs i Kryogenisk ampuller etter fjerning, med saks, fra prøvetaking enheten.
- Alternativ 3: Sett frittliggende SAM i elueringsbufferen (300 µL) før behandling direkte eller dype fryser.
-
Alternativer for elueringsbufferen for NA og BA prøver
Merk: Valg av elueringsbufferen, avhenger av hva som skal analyseres på MLF prøven og vi foreslår fire hovedalternativer:- Bruk en ferdig analysebuffer egnet for immunanalyse prosedyrer. Slike buffere bør inneholde litt vaskemiddel (0,05%) og protein, f.eks bovin serum albumin (BSA) på 1%.
- Alternativt bruke en buffer med en større mengde vaskemiddel, slik at cellen lysis oppstår.
Merk: Vi bruker buffere som inneholder Triton-X eller NP40 på 1% konsentrasjon. Cellen lysis buffere aktiverer både intracellulær og ekstracellulære cytokiner å være elut fra SAM og generelt føre til høyere nivåer av cytokiner og chemokines. Buffere bør også inneholde proteiner, og er gjort opp med BSA 1%. - For RNA målinger, som kvantitative PCR viral RNA eller måling vert RNA, legge til RNA utvinning bufferen direkte fuktig SAM.
Merk: Chaotropic RNA utvinning buffere inneholder guanidinium som denatures proteiner. Et alternativ er å legge RNA utvinning buffer til eluted MLF væsken i immunanalyse eller celle lyseringsbuffer. - Bruk organiske løsemidler, som trifluoroacetic syre, for utvinning av lipider og metabolitter, for evaluering av massespektrometri.
Merk: Detaljer om alle skal disse reagensene tas under materialer.
-
Elueringsrør teknikk
- For noen av de ovennevnte elueringsrør teknikkene, setter du inn SAM i en 2 mL mikro-sentrifuge tube, sammen med ønsket utvinning bufferen.
- Vortex blande utvalget for 30 å vaske SAM løst tilknyttet væsker og biomolecules.
- For å sikre full prøve gjenoppretting, utføre sentrifugal elueringsrør ved å legge fuktighet SAM til et spinn filter mini kolonne som setter inn i samme 2 mL mikro-sentrifuge rør brukes til vask.
Merk: To typer spinn filter mini kolonne kan brukes. Først inneholder bare en plast mesh, som holder SAM på plass, slik at full elueringsrør av væsker. Alternativt, hvis arbeider med smittsomme materialer, bruk spinn filtre 0.22 µm pore størrelse. Disse filtrene sterilisere prøver og er egnet for utvalg med antatt Mycobacterial infeksjon. Disse filtrene bør imidlertid være pre inkubert med buffer, minimere binding av meglere filteret uspesifisert samspill. - Bruke steriliserte tang for å overføre fuktig SAM spin-filteret. Endre tang mellom prøver å hindre forurensning.
- Sentrifuger prøver for 20 min 16.000 x g i en mini sentrifuge kjølt ned til 4 ° C.
-
Sammendrag eksempel protokollen
- I laboratoriet, etikett 2 mL mikro-sentrifuge rør for prøvetaking og legge til ønsket antall elueringsbufferen (vanligvis 300 µL for NA; 100 µL for BA). Forsegle lokket og sted på is.
- Etter prøvetaking (enten umiddelbart eller i laboratoriet) SAM er håndtaket ved hjelp av pinsett og legges inn i bufferen som inneholder samling rør (produsert i forrige trinn). Sikre hetten microcentrifuge røret er lukket sikkert og overføre prøvene, på is, til laboratoriet for videre behandling.
- Fjerne rør som inneholder SAM og elueringsrør buffer fra deres overføring container og vortex blanding for 30 s.
- Bruker sterilt tang, Fjern SAM og plasser i en spinn kolonne (med eller uten 0.22 µm celluloseacetat filter).
- Samle elueringsbufferen fra samlingen røret og beholde.
- Plasser kolonnen spin med SAM, i den opprinnelige samling rør (eller en ny hvis sterilt-filtrering prøver) og legge til samlingen buffer spinne kolonnen. På denne måten vil væsken passere gjennom kolonnen spinn tilbake inn i samling røret, bidrar til å elute prøven fra SAM.
- Sentrifuge prøvene med lokk forseglet (16 000 x g, 20 min, 4 ° C).
- Fjerne prøvene fra sentrifuge og plasser i en reol.
- Åpne forseglet lokket av rør og fjern spinn kolonnen som inneholder SAM. Kast SAM og spinn-kolonnen i en passende avfallsbeholderen.
- Nøye rør aliquot eluate i røret til merket kryogene. Registrere det totale volumet av eluate og volumet i hver aliquot.
- Overføre forseglet kryogene rør til-80 ° C fryser og lagre oppreist før bruk.
Representative Results
NA blitt benyttet i en rekke studier for å enkelt og ikke-invasively måle mucosal betennelse. Etter administrasjon av allergen til nesen, prostaglandin-D2 (PGD2) nivåer kan observeres å stige og falle innen minutter (figur 1), i tråd med mast celle omfatter degranulering (Thwaites et al., manuskriptet forberedelse). I tillegg kan meklere av type-II inflammasjon, som IL-5 (figur 2, gjengitt med tillatelse fra 24), måles i timene etter nasale allergen utfordring23,24. I eksperimentelle infeksjon av allergiske astmatikere og sunn kontroller, ble NA brukt til å måle et panel av meglere, inkludert interferon-gamma (IFN-γ), i løpet av 7 dager (Figur 3, gjengitt med tillatelse fra 6). I tillegg viste naturlig respiratorisk syncytial virus (RSV) infeksjon av spedbarn, NA RSV skal assosieres med forhøyede nivåer av inflammatoriske cytokiner, slik som IFN-γ, i forhold til ikke-RSV spedbarn med bronkiolitt og sunn kontroller ( Figur 4, opptrykk med tillatelse fra 30). Interessant, var dette diskriminering mellom RSV og ikke-RSV bronchiolitis ikke betydelig i tid-matchet NPA prøver (Figur 4).
BA ble også brukt i eksperimentell infeksjon av allergiske astmatikere med rhinovirus. På dag 4 av rhinovirus infeksjon, nivåer av IFN-γ, CXCL11, var IL-10, og IL-5 hevet fra grunnlinjen (figur 5; A, B, C og D, henholdsvis). I tillegg vist denne teknikken forhøyede IL-5 nivåer i lavere luftveiene av allergiske astmatikere under rhinovirus infeksjon, i forhold til sunn kontroller (figur 5 d) (figur 5 gjengitt med tillatelse fra 6).
Disse representant resultatene ble generert fra prøver elut med analysebuffer inneholder 0,05% Tween-20 og 1% BSA (se Tabell for materiale).
Figur 1 : Rask generasjon og rydding av prostaglandin-D2 etter nasale allergen utfordring. Nivåer av prostaglandin-D2 (PGD2) målt fra nese absorpsjon eluates i seriell prøver etter nasale allergen utfordring med Timothy gress pollen (n = 5). Hver linje representerer data fra ett individ. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2 : Kinetic måling av IL-5 etter nasale allergen utfordring. Produksjon av IL-5 i seriell nasal absorpsjon prøver etter nasale allergen utfordring. Tre gjenta allergen utfordring studier ble gjennomført, med deltakerne (n = 19) får placebo (blå), lav dose (10 mg) muntlig prednison (oransje) eller høy dose (25 mg) muntlig prednison (rød) en time før allergen administrasjon. Linjene betegne geometriske gjennomsnittet feilfelt er 95% konfidensintervall for alle deltakere. (Figur gjengitt med tillatelse fra lekkasje et al., Mucosal immunologi, 2017). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 3 : Induksjon av Interferon-γ under rhinovirus infeksjon. Under infeksjon utfordringen med friske voksne (n = 11, blå) og allergiske astmatikere (n = 28, rød) med rhinovirus-16, nasal absorpsjon prøvetaking ble brukt til å måle nivåene av interferon-γ (IFN-γ). Dataene er representert som A) rå spaghetti tomter til enkeltpersoner og B) median nivåer med feilfelt viser interquartile områder. (Figur gjengitt med tillatelse fra hans et al. 6). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 4 : Nasosorption diskriminerer opphøyet Interferon-den ble tilknyttet RSV infeksjon av spedbarn. Nasal absorpsjon og nasopharyngeal aspirasjon (NPA) ble brukt til å måle interferon-γ nivåer i spedbarn med bronchiolitis tilknyttet respiratorisk syncytial virus (RSV) infeksjon (rød, n = 12), en ikke-RSV åndedretts patogen (grønn, n = 12), og sunn Kontroller (blå, n = 9). Dataene ble analysert ved hjelp av en Kruskall-Wallis test med Dunns korreksjon for flere sammenligninger (***p< 0,001). Linjer angir median verdier og feilfelt er interquartile områder. (Figur endret med tillatelse fra Thwaites et al. 30). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 5 : Inflammatoriske mediatorer i bronkial absorpsjon prøver under rhinovirus infeksjon.
Etter rhinovirus-16 infeksjon sunn kontroller (n = 10, blå) og allergiske astmatisk frivillige (n = 23, rød), bronkial absorpsjon ble brukt til å måle nivåene av A) IFN-γ, B) CXCL11, C) IL-10 og D) IL-5 ved baseline og på dag 4 av infeksjon. Data analysert av Diversified signert rank test (matchet eksempler) og Mann-Whitney test (enestående eksempler). Figur gjengitt med tillatelse fra hans et al. 6 Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Discussion
Resultater fra eksisterende airway prøvetaking teknikker er ansett som svært variabel; alternative prøvetaking teknikker for å standardisere forskning innen dette feltet5. NA BA tillater prøvetaking av MLF i en ikke-invasiv måte og har spennende muligheter å måle immunreaksjoner i friske og syke airways. Disse teknikkene tilbyr mange potensielle fordeler over eksisterende teknikker, inkludert større toleranse, samplingsfrekvens, muligheten til å gjenta ofte prøvetaking, lavere mellom brukeren variasjon, og redusert fortynning av immun meglere5 . Varigheten av absorpsjon og behandling teknikken brukes bør være optimalisert for hver studie og grundig opprettholdt mellom prøvetaking arrangementer. I tillegg i BA, bør stedet for prøvetaking i luftveiene nøye replikeres mellom individer.
NA og spesielt BA, er fortsatt relativt nye teknikker for klinisk forskning. Men har fordelene av disse teknikkene resultert i deres bruk i en rekke studier, inkludert forsiktig validering mot alternative teknikker5. Disse enhetene er nå tilgjengelig som CE-merket enheter klar for utbredt bruk i luftveiene forskning. Mens NA og BA føre eksempel anleggsselskap enn alternative prøvetaking teknikker, kan høyere innhentet konsentrasjoner resultere i større følsomhet for lav overflod immun meglere.
Avhengig av ønsket nedstrøms programmer, kan NA og BA prøver direkte fryses for senere behandling, styrke studie mulighetsstudie i en klinisk forskningsmiljø. Protokollen for eksempel håndtering kan også være tilpasset bestemte nedstrøms applikasjoner. Foreslått behandling teknikker kan brukes for samling av protein, lipid immun meglere eller nucleic syrer, men skal være optimalisert for hver studie. Spesielt kan MLF være elut med ulike buffere. Først kan immunanalyse bufferen brukes til å måle mucosal cytokiner, chemokines og antistoffer6,45. Buffere med høyere vaskemiddel nivåer kan også brukes til å garantere celle lysis oppstår, tillater inkludering av intra mobilnettet cytokiner. Chaotropic RNA utvinning buffere skal brukes for fastsettelse av viral infeksjon, viral laste, vert mRNA og microbiome. Alternativt kan organiske løsemidler brukes for lipidomics og massespektrometri.
Avslutningsvis er direkte absorpsjon av MLF fra mucosal overflater en spennende teknikk med potensiell bruk i luftveier, mage-tarm, urogenital og andre mucosal sykdommer. Men vil disse lovende absorpsjon teknikker kreve nøyaktige validering av prøvetaking og behandle teknikk for individuelle analyser (biomarkers) i hver sykdom innstilling. Dessuten, krever disse romanen presisjon mucosal prøvetaking teknikker validering mot konvensjonelle prøver, som fra blod, pust og sputum. Med disse teknikkene, kan MLF brukes til å måle mikrober, cytokiner, chemokines, prostanoids og antistoffer.
Disclosures
Forfatterne ikke avsløre.
Acknowledgments
Finansiering: Dette arbeidet var støttet av finansiering fra Imperial National Institute for Health Research (NIHR) biomedisinsk forskning sentrum (BRC), NIHR helse beskyttelse Research Unit (HPRU) i luftveisinfeksjoner ved Imperial College London i samarbeid Folkehelsen England (PHE) og NIHR keiserlige pasientsikkerhet translasjonsforskning sentrum. Synspunktene er de av forfatterne, og ikke nødvendigvis de av NHS, NIHR, avdeling for helse eller folkehelsen England.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Nasosorption (adult, 7mm width) | Hunt Developments | NSFL-FXI-11 | Different sizes are available for different patient groups/ages. |
| Bronchosorption | Hunt Developments | BSFL-FXI-11 | Minimum bronchoscope channel size 2mm; Max working length 815mm |
| Corning Costar Spin-X centrifuge tube filters (without membrane) | Sigma Aldrich | CLS9301-1000EA | |
| Corning Costar Spin-X centrifuge tube filters (0.22um membrane) | Sigma Aldrich | CLS8160-24EA | For sterilisation of samples with infection risk. |
| Assay (elution) buffer | Millipore | AB-33k | Not listed on the Millipore website but available through enquiry or general lab supply companies, such as Cedarlane. Contains 0.05% Tween-20 and 1% BSA. |
| NP-40 Cell lysis buffer | Life Technologies | FNN0021 | Add bovine serum albumin to 1% (w/v). Can recover higher absolute mediator levels. |
| Buffer RLT (RNA extraction) | Qiagen | 79216 | Allows recovery of RNA from nasosorption and bronchosorption samples. |
| Trifluoroacetic acid | Sigma Aldrich | 302031-100ML-M | For elution of samples to be used in HPLC applications |
| 2.0ml micro-centrifuge tubes | Costar | 3213 | 2ml tubes are required for the Spin-X tube filters, traditional 1.5ml tubes will not fit these. |
References
- Hansel, T. T., Johnston, S. L., Openshaw, P. J. Microbes and mucosal immune responses in asthma. Lancet. 381 (9869), 861-873 (2013).
- Lu, F. X., Esch, R. E. Novel nasal secretion collection method for the analysis of allergen specific antibodies and inflammatory biomarkers. J Immunol Methods. 356 (1-2), 6-17 (2010).
- Esposito, S., et al. Collection by trained pediatricians or parents of mid-turbinate nasal flocked swabs for the detection of influenza viruses in childhood. Virol J. 7 (1), 85 (2010).
- Macfarlane, P., Denham, J., Assous, J., Hughes, C. RSV testing in bronchiolitis: which nasal sampling method is best? Arch Dis Child. 90 (6), 634-635 (2005).
- Jochems, S. P., et al. Novel Analysis of Immune Cells from Nasal Microbiopsy Demonstrates Reliable, Reproducible Data for Immune Populations, and Superior Cytokine Detection Compared to Nasal Wash. PLoS One. 12 (1), e0169805 (2017).
- Hansel, T. T., et al. A Comprehensive Evaluation of Nasal and Bronchial Cytokines and Chemokines Following Experimental Rhinovirus Infection in Allergic Asthma Increased Interferons (IFN-gamma and IFN-lambda) and Type 2 Inflammation (IL-5 and IL-13). EBioMedicine. , (2017).
- Rohan, L. C., et al. Optimization of the weck-Cel collection method for quantitation of cytokines in mucosal secretions. Clin Diagn Lab Immunol. 7 (1), 45-48 (2000).
- Castle, P. E., et al. Comparison of ophthalmic sponges for measurements of immune markers from cervical secretions. Clin Diagn Lab Immunol. 11 (2), 399-405 (2004).
- Chang, C. K., Cohen, M. E., Bienek, D. R. Efficiency of oral fluid collection devices in extracting antibodies. Oral Microbiol Immunol. 24 (3), 231-235 (2009).
- Lopez-Cisternas, J., Castillo-Diaz, J., Traipe-Castro, L., Lopez-Solis, R. O. Use of polyurethane minisponges to collect human tear fluid. Cornea. 25 (3), 312-318 (2006).
- Alam, R., Sim, T. C., Hilsmeier, K., Grant, J. A. Development of a new technique for recovery of cytokines from inflammatory sites in situ. J Immunol Methods. 155 (1), 25-29 (1992).
- Sim, T. C., Grant, J. A., Hilsmeier, K. A., Fukuda, Y., Alam, R. Proinflammatory cytokines in nasal secretions of allergic subjects after antigen challenge. Am J Respir Crit Care Med. 149 (2 Pt 1), 339-344 (1994).
- Sim, T. C., Reece, L. M., Hilsmeier, K. A., Grant, J. A., Alam, R. Secretion of chemokines and other cytokines in allergen-induced nasal responses: inhibition by topical steroid treatment. Am J Respir Crit Care Med. 152 (3), 927-933 (1995).
- Weido, A. J., Reece, L. M., Alam, R., Cook, C. K., Sim, T. C. Intranasal fluticasone propionate inhibits recovery of chemokines and other cytokines in nasal secretions in allergen-induced rhinitis. Ann Allergy Asthma Immunol. 77 (5), 407-415 (1996).
- Linden, M., et al. Immediate effect of topical budesonide on allergen challenge-induced nasal mucosal fluid levels of granulocyte-macrophage colony-stimulating factor and interleukin-5. Am J Respir Crit Care Med. 162 (5), 1705-1708 (2000).
- Bensch, G. W., Nelson, H. S., Borish, L. C. Evaluation of cytokines in nasal secretions after nasal antigen challenge: lack of influence of antihistamines. Ann Allergy Asthma Immunol. 88 (5), 457-462 (2002).
- Riechelmann, H., Deutschle, T., Friemel, E., Gross, H. J., Bachem, M. Biological markers in nasal secretions. Eur Respir J. 21 (4), 600-605 (2003).
- Wagenmann, M., et al. Bilateral increases in histamine after unilateral nasal allergen challenge. Am J Respir Crit Care Med. 155 (2), 426-431 (1997).
- Wagenmann, M., Schumacher, L., Bachert, C. The time course of the bilateral release of cytokines and mediators after unilateral nasal allergen challenge. Allergy. 60 (9), 1132-1138 (2005).
- Baumann, R., et al. The release of IL-31 and IL-13 after nasal allergen challenge and their relation to nasal symptoms. Clin Transl Allergy. 2 (1), 13 (2012).
- Baumann, R., et al. Nasal levels of soluble IL-33R ST2 and IL-16 in allergic rhinitis: inverse correlation trends with disease severity. Clin Exp Allergy. 43 (10), 1134-1143 (2013).
- Chawes, B. L., et al. A novel method for assessing unchallenged levels of mediators in nasal epithelial lining fluid. J Allergy Clin Immunol. 125 (6), 1387-1389 (2010).
- Scadding, G. W., et al. Optimisation of grass pollen nasal allergen challenge for assessment of clinical and immunological outcomes. J Immunol Methods. 384 (1-2), 25-32 (2012).
- Leaker, B. R., et al. The nasal mucosal late allergic reaction to grass pollen involves type 2 inflammation (IL-5 and IL-13), the inflammasome (IL-1beta), and complement. Mucosal Immunol. 10 (2), 408-420 (2017).
- Nicholson, G. C., et al. The effects of an anti-IL-13 mAb on cytokine levels and nasal symptoms following nasal allergen challenge. J Allergy Clin Immunol. 128 (4), 800-807 (2011).
- Dhariwal, J., et al. Nasal Lipopolysaccharide Challenge and Cytokine Measurement Reflects Innate Mucosal Immune Responsiveness. PLoS One. 10 (9), e0135363 (2015).
- Folsgaard, N. V., et al. Neonatal cytokine profile in the airway mucosal lining fluid is skewed by maternal atopy. Am J Respir Crit Care Med. 185 (3), 275-280 (2012).
- Folsgaard, N. V., et al. Pathogenic bacteria colonizing the airways in asymptomatic neonates stimulates topical inflammatory mediator release. Am J Respir Crit Care Med. 187 (6), 589-595 (2013).
- Wolsk, H. M., et al. Siblings Promote a Type 1/Type 17-oriented immune response in the airways of asymptomatic neonates. Allergy. 71 (6), 820-828 (2016).
- Thwaites, R. S., et al. Nasosorption as a Minimally Invasive Sampling Procedure: Mucosal Viral Load and Inflammation in Primary RSV Bronchiolitis. J Infect Dis. 215 (8), 1240-1244 (2017).
- Ishizaka, A., et al. New bronchoscopic microsample probe to measure the biochemical constituents in epithelial lining fluid of patients with acute respiratory distress syndrome. Crit Care Med. 29 (4), 896-898 (2001).
- Ishizaka, A., et al. Elevation of KL-6, a lung epithelial cell marker, in plasma and epithelial lining fluid in acute respiratory distress syndrome. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 286 (6), L1088-L1094 (2004).
- Komaki, Y., et al. Cytokine-mediated xanthine oxidase upregulation in chronic obstructive pulmonary disease's airways. Pulm Pharmacol Ther. 18 (4), 297-302 (2005).
- Yamazaki, K., Ogura, S., Ishizaka, A., Oh-hara, T., Nishimura, M. Bronchoscopic microsampling method for measuring drug concentration in epithelial lining fluid. Am J Respir Crit Care Med. 168 (11), 1304-1307 (2003).
- Kikuchi, J., Yamazaki, K., Kikuchi, E., Ishizaka, A., Nishimura, M. Pharmacokinetics of telithromycin using bronchoscopic microsampling after single and multiple oral doses. Pulm Pharmacol Ther. 20 (5), 549-555 (2007).
- Kikuchi, E., et al. Comparison of the pharmacodynamics of biapenem in bronchial epithelial lining fluid in healthy volunteers given half-hour and three-hour intravenous infusions. Antimicrob Agents Chemother. 53 (7), 2799-2803 (2009).
- Kodama, T., et al. A technological advance comparing epithelial lining fluid from different regions of the lung in smokers. Respir Med. 103 (1), 35-40 (2009).
- Sasabayashi, M., Yamazaki, Y., Tsushima, K., Hatayama, O., Okabe, T. Usefulness of bronchoscopic microsampling to detect the pathogenic bacteria of respiratory infection. Chest. 131 (2), 474-479 (2007).
- Kipnis, E., et al. Proteomic analysis of undiluted lung epithelial lining fluid. Chest. 134 (2), 338-345 (2008).
- Kanazawa, H., Kodama, T., Asai, K., Matsumura, S., Hirata, K. Increased levels of N(epsilon)-(carboxymethyl)lysine in epithelial lining fluid from peripheral airways in patients with chronic obstructive pulmonary disease: a pilot study. Clin Sci (Lond). 119 (3), 143-149 (2010).
- Sugasawa, Y., et al. The effect of one-lung ventilation upon pulmonary inflammatory responses during lung resection. J Anesth. 25 (2), 170-177 (2011).
- Sugasawa, Y., et al. Effects of sevoflurane and propofol on pulmonary inflammatory responses during lung resection. J Anesth. 26 (1), 62-69 (2012).
- Cohen, J., et al. Ciclesonide improves measures of small airway involvement in asthma. Eur Respir J. 31 (6), 1213-1220 (2008).
- Fahy, J. V., Dickey, B. F. Airway mucus function and dysfunction. N Engl J Med. 363 (23), 2233-2247 (2010).
- de Silva, T. I., et al. Comparison of mucosal lining fluid sampling methods and influenza-specific IgA detection assays for use in human studies of influenza immunity. J Immunol Methods. , (2017).
