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促红细胞生成素的实验室检测研究进展
发布时间04年07月19日 15时14分
 

  马红雨   王艳华
北京空军总医院检验科
Albert Einstein College of Medicine USA

摘  要:准确地检测促红细胞生成素(EPO),不仅可以反映机体在各种生理、病理状况下的应激反应,同时也指导临床医师对某些贫血性疾病的诊断和治疗。故本文就近几年促红细胞生成素(EPO)检测方法、检测的影响因素及EPO和血清转铁蛋白受体(sTfR)联合检测在贫血等疾病诊断中的有关进展进行综述。

    促红细胞生素(erythropoieitin,EPO)其生物学作用即为促进骨髓红细胞的发育、分化和成熟。其在胚胎期在肝脏产生,而在成人则主要由肾皮质近曲小管上皮细胞分泌,并受肾皮质近曲小管上皮细胞功能及血氧浓度含量的调节。血氧浓度的改变又见于多种生理和病理的状况下,如:高原缺氧,肺源性心脏病,严重贫血等。因此精确地检测促红细胞作画成素,不仅可以反映机体在各种生理、病理状况下的应激反应,同时也指导临床医师对某些疾病的诊断和治疗。重组人红细胞生成素(recombinant human erythropoietin,rHuEPO)是近年来广泛使用的基因工程产品,在临床上可以治疗各种类型的贫血,rHuEPO活性检测是该制品最关键的质控指标。故本文就近几年促红细胞生成素(EPO)检测方法、检测的影响因素及有关进展进行综述。

1 rHuEPO的生物学活性检测

1.1  rHuEPO生物学活性的体内检测 正常功能状况下,rHuEPO的主要生物学性状是增加红细胞的产生,因此红细胞数目的增多,血红蛋白含量的增加及红细胞压积的改变,此三项指标可以用于反映EPO的体内生物学活性,这也是比较特异性的检测指标
    1.1.1  动物实验  可由SD大鼠来完成。其大致做法为:一周两次,连续3周对实验动物皮下注射rHuEPO;实验对照组则同等剂量的生理盐水,在实验结束时,检测实验组与对照组红细胞计数、血红蛋白含量及血球压积,以确定rHuEPO的体内生物学活性。
   1.1.2  59Fe掺入法  根据59Fe在新生红细胞的掺入量,反映血红蛋白的合成及EPO的刺激作用,此放射性铁元素的掺入量可以反映血红蛋白的合成及EPO的刺激作用,然而所有用于体内EPO生物学活性检测的方法都要有空白对照组进行比较,或者采用实验组rHuEPO注射治疗前后自体比较。
    1.1.3  网织红细胞测定法  将rHuEPO分别生理盐水稀释至2、4、8mu/ml。将BALB/C小鼠分别皮下注射rHuEPO 0.05ml/鼠,连续注射3天,眼眶取血。血涂片染色,镜下计数网织红细胞和红细胞数,计算相对值,采用反应平行法计算rHuEPO的生物学活性。

1.2  rHuEPO生物学活性的体外检测法   EPO主要生物学作用是促进红细胞的产生,因此其生物学活性的体外检测主要通过红细胞集落形成实验来完成,这也是更直接和可信的rHuEPO生物学活性检测手段。红细胞集落形成单位(colony forming-unit erythroid,CFU-E)及其形成数量,可以反映rHuEPO的生物学活性。

2 EPO的血清检测

    随着EPO基因的克隆便出现了人类重组EPO分子,相继制备EPO的多克隆抗体,因此EPO的检测便进入血清学免疫学阶段。人体血液循环中EPO为单链,分子量为30kD(165个氨基酸,2个二硫键)的糖蛋白,因其调节红细胞的形成,因此又称是一种激素样糖蛋白。在正常情况下,EPO能刺激红系干细胞、原红细胞的分裂,降低其凋亡,降低无效细胞的形成,并且刺激特异性血红蛋白的合成。在成人肾脏的EPO产生细胞感受肾组织中血氧压力,并对缺氧迅速反应,以增加EPO的产生,如果血氧饱和,则降低甚至停止EPO的产生。正常血清中EPO的含量为2~21mu/ml,男女间一般无显著差异。正常功能状态下,EPO的血清含量与血红细胞压积呈反比,即红细胞压积降低时,EPO的产生增加。任何造成肾脏功能损伤的因素都会造成EPO产生障碍。因此对EPO含量检测除反映机体骨髓造血的功能状况外,同时也是肾脏功能的直接反映。

2.1  EPO的检测方法  EPO的免疫学检测是根据抗原-抗体反应进行设计的,因为抗体或抗原标记不同的指示剂,而又有不同的方法。如:放射免疫学检测(radioimmunoassay,RIA),免疫放射定量检测(Immunoradiometric assay,IRMA),免疫酶学检测(Immunoenzymetric,assay,IEMA),免疫化学发光检测(Immunochemiluminometric assay,ICLA)。EPO检测的方法比较简单,以Charuruks N等推荐的夹心酶连免疫法为例对检测EPO的方法较适用。

2.2  EPO检测的影响因素 检测标本的不同对EPO稳定性及不同厂家EPO检测试剂盒对EPO检测都有影响。血清标本中EPO的稳定性优于血浆中EPO的稳定性。因研究发现用竞争放免检测的方法对储存在室温下2周,-20℃5个月,-40℃1年的血清标本进行EPO测定,检测结果未显示变化,但用肝素抗凝的血浆标本在-40℃保存在一年的情况下,免疫学检测的结果偏高。EDTA及肝素抗凝血浆之间EPO检测结果无明显变化。用不同厂家生产的EPO检测试剂盒对EPO检测数据结果也会发生影响。由于各种试剂盒选择的测定方法不同,采用不同的标准液及质控血清校正,得到的EPO值范围相差较大。所以有必要规范一种EPO的标准品和一种EPO的测定方法。

3 EPO与血清转换蛋白受体(sTfR)的联合检测

    血清转铁蛋白受体(serum transferrin receptor,sTfR)是主要来自于骨髓和网织红细胞的一种糖蛋白。sTfR浓度与骨髓红细胞的增殖活性有关,也与血清铁呈负相关。最近的文献报道,EPO和sTfR两项指标在反映红系造血状况方面有互补作用。因为EPO的检测可以反映机体产生EPO的能力,sTfR可反映骨髓的造血活性,EPO和sTfR的联合检测可以指导医生正确判断贫血的原因,以拟定正确的治疗方案。两种指标的联合检测主要有以下作用。

3.1  为探讨某些贫血的发病机制提供参考  Roque ME等探讨了包括正常人(n=50)、缺铁性贫血(n=41)、地中海贫血(n=5)、自身免疫性贫血(n=4)在内的100人的EPO水平与sTfR的关系,发现贫血病人的EPO和sTfR都相应增高,而且,作者将这50例正常人和50例贫血病人的EPO和sTfR做相关回归分析,结果显示IgEPO和IgsTfR存在正相关关系,即:IgsTfR=1.703IgEPO+0.4673,P<0.0001,R2=0.7369。根据此关系,可以间接推测病人贫血是由于EPO产生不足还是与骨髓造血机能降低有关,为血液病贫血的诊断,揭示贫血的病理、生理提供了部分依据。

    恶性肿瘤患者常伴发贫血,引发恶性肿瘤性贫血的原因很多,其中包括内源性EPO生成能力受损或骨髓对EPO的反应性减弱。恶性肿瘤性贫血病人EPO一般低于同等程度非肿瘤性贫血病人。随着病情加重,到后期才出现EPO的生成不足,这说明EPO的生成并不是肿瘤性贫血的全部原因。Dowlati A等对35例初诊肺癌症的患者测定了血清EPO和sTfR,在其中的12例贫血患者中,O/PEPO=0.93±0.16而O/PsTfR为0.79±0.05(P<0.0001),说明贫血病人体内EPO生成基本正常而造成贫血的原因为骨髓对EPO的反应减弱,部分非贫血肺癌病人的O/PsTfR也降低,于是这部分病人即将出现贫血。

3.2  预测rHuEPO对某些类型贫血的治疗效果   近些年来随着基因工程技术的兴起及不断完善,基因工程药物在临床广泛应用,重组EPO产品在对肿瘤贫血和肾衰贫血的治疗方面取得一些成果,但从疗效上来讲对某些患者并不尽如人意。由于治疗方案不同及其他影响因素,40%的肿瘤患者对rHuEPO无效,Fillet G等认为体内EPO和sTfR的联合检测对重组EPO的疗效有预测价值。EPO<200mu/ml,治疗两周后sTfR>25%者预计rHuEPO疗效好。sTfR水平的增高实际是血红蛋白适量上升的早期信号。同样的道理,EPO和sTfR两项指标也可以预测慢性肾衰患者rHuEPO的治疗效果。

3.3  检测rHuEPO的滥用  重组EPO产品能够促进红细胞的生成,造成机能亢进,提高身体携氧量,加强运动耐力,促使运动员创造好成绩。所以,rHuEPO对运动员是违禁药品。现在单纯EPO的检测方法无法区别EPO的升高是内源性或外源性的。联合检测运动员血或尿中EPO、sTfR等值可反映重组EPO的摄取。
任何体内物质的检测指标都能反映机体的病理、生理状况,为临床诊断和治疗提供参考。EPO的检测受多种因素的影响,因此评价EPO的含量时,既要与其生物学活性相结合。同时还应分析标本的来源和检测手段,结合sTfR,网织红细胞等多项指标,尽量得出EPO的真正活性部分,以对红系造血系统机能作出正确评价。

摘自《国外医学》2003年第6期

 
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