用于诊断成像的量子点的制作方法_2

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技术的一个局限性在于不能进行活组织检查来评 估肠内衬中指示特定医学病况的微观变化。如果能够通过用与结合不同类型的组织的特定 官能团缀合的不同着色的QDs标记用来区分影响小肠的不同炎性病况的一些微观差异,例 如,如果它们的细胞组成是不同的,则可W通过光致发光宏观观察疾病中的一些微观病理 学变化。
[0023] 在现有技术中使用QDs进行诊断的方法通常限于检测单个具体的生物实体。 Edgar等提议使用不同着色的QDs(每种染色与不同类型的隧菌体结合)同时检测多种 细菌菌株。[R.Edgar,M.McKinstry,J.Hwang,A.B.Oppenheim,R.A.Fekete,G.Giulian, C.Merril,K.化gashima和S.A化ya,Proc.化tl.Acad.Sci.,2006,103,4841]
[0024] 由于在GI病症中通过时间通常极大地增加,因此,与较大的颗粒相比,较小的颗 粒更可能被吸附。已经进行了关于粒度对吸附的影响的研究,来评估纳米颗粒作为药物 载体的潜力。在具有化学诱导的溃瘍性结肠炎的大鼠(影响大肠)中的关于粒度对巧光 聚苯乙締颗粒(0. 1,I和10ym)的摄取的影响的研究发现,在发炎的组织中,所有粒度的 摄取都显著增加,与10ym颗粒相比,0. 1ym颗粒的颗粒结合百分数具有6. 5-倍的增加。 [A.Lamprecht,U.S础磁f灶和C. -M.Le虹,Res.,2001,18, 78引运表明,QDs容易被小 肠中的发炎组织吸附。此外,对于肠成像,因此,与包含大体积巧光颗粒的造影剂相比,包含 QD生物标志物的造影剂可W被更好地吸附。因而,运可W允许相对更少剂量的QD造影剂, 其又可W导致更少的副作用。
[00巧]概述
[0026] 所公开的方法通过经由QD-分析物标记技术使得肠中的微观变化肉眼可见,而克 服了用于小肠可视化的胶囊内窥镜技术的局限性。在对于其胶囊内窥镜检查是适当的成像 技术的那些患者中,但是在常规内窥镜方法不能提供炎症部位的活组织检查的情况下,所 述方法可W辅助区分差异性诊断,并且允许决定最适合的治疗选择。
[0027] 胶囊内窥镜包括照相机和闪光源。定期地拍摄小肠的图像,通常是在八小时W上 的时程中每秒拍摄数张图像。所述图像由构建在穿戴在患者腰部的腰带中的一系列的传感 器所记录。在由医师检查后浏览所述记录,W寻找任何的异常。在本公开内容中,光源最理 想是单色LED,例如,发射可W作为用于官能化的QDs的激发源的蓝光。在存在具有不同组 织病理学特征的差异性诊断的情形中,通过产生包含两种W上不同着色的QD标志物来标 记不同类型的细胞的造影剂,可W在胶囊内窥镜检查过程中通过肠壁巧光的颜色而区分不 同的病况。
[002引 W两种病况X和Y为例。宏观上,X和Y几乎不能区分。病况X是自身免疫性的, 需要用免疫抑制性药物,如类固醇来治疗。另一方面,病况Y由细菌感染引起,需要抗生素 治疗。在病况X中施用抗生素除了延误治疗并且允许疾病进展之外可能几乎没什么危害, 而在病况Y中施用皮质类固醇将进一步抑制机体抗感染的能力,运可能结果是致命的。因 此,在治疗之前确定疾病的性质是至关重要的。
[0029] 在病况X和Y之间存在一些微观区别特征:
[0030] 1.在病况X中,发炎组织典型地位于隐窝细胞中,但在病况Y中不是。
[0031] 2.对于病况Y观察到抗酸杆菌,对于X没有观察到。
[0032] 在所公开的方法的实施方案中,在胶囊内窥镜检查之前,口服施用造影剂。在本实 例中,所述造影剂可W包含与能够结合隐窝细胞中的炎性标志物的结构部分缀合的发红光 的QDs和与能够结合引起病况Y的细菌的官能度缀合的发绿光的QDs。与能够结合肠壁中 存在的异常的结构部分缀合的那些标记的QDs将在由胶囊内窥镜照射时发出巧光,而不适 当地缀合的QDs将通过消化系统而不粘附在肠壁上,因此将不发出巧光。仅观察发炎组织 是发出红色还是绿色巧光,如图所示,证实诊断。
[0033] 在具有确定的诊断但是患者不能响应治疗的情形中,也可W利用QD成像技术 来评估针对更有效的治疗性治疗的潜在的响应。再W局限性肠炎或表现在小肠中的系 统性、免疫驱动的病症(诸如狼疮性肠炎或贝切特病)为例,相对新的种类的药物治疗 是单克隆抗体治疗。运些包括抗肿瘤坏死因子a(抗-TNF-a)药物,例如,英夫利昔单 抗(infliximab)和阿达木单抗(adalimumab),和a-4整联蛋白抑制剂,如那他珠单抗 (natalizumab)。它们的作用方法是不同的;抗-TNF-a祀向可能在导致炎性反应的急性 期反应过程中表达的细胞因子TNF-Q,而a-4整联蛋白调节细胞与周围组织之间的连接, 据信所述连接是白血细胞迁移至器官所需要的。在炎性反应过程中,a-4整联蛋白可W与 地址素(acMressin)、内皮细胞受体联合促进炎症;炎症部位可能具有高水平的地址素。现 在,有宽范围的单克隆抗体治疗可用于癌症和自身免疫性病况的治疗。
[0034] 单克隆抗体治疗是昂贵的。在可W评估针对治疗的响应之前,可能需要两种W上 的治疗。在多种单克隆抗体治疗可用的情形中,在施用药物之前评估每种治疗的潜力的方 法可W大量节省时间和金钱。所公开的方法提供通过将适当的结构部分(例如,在细胞因 子的情形中,蛋白抗体)缀合于不同着色的QDs而进行所述评估的方式,所述QDs体内施用 到炎症或恶性病的部位,从而它们能够与存在的任意受体结合。通过福照组织并且观察巧 光的颜色,可W确定潜在的治疗中哪种(如果存在一些的话)可能是最有效的。
[0035] 所述成像技术可用于其他器官系统中的诊断,在其中存在适当的用于施用造影剂 和内窥镜的途径,但是活组织检查是禁忌的。
[0036] 附图简述
[0037] 图1是示例量子点成像技术的示意图。例如,为了区分两种病况X和Y,在施用量 子点造影剂后,可W通过在由胶囊内窥镜福照时发炎的肠壁巧光的颜色区分炎症的潜在的 原因。
[0038] 图2是显示如本文所述的使用量子点检测疾病标志物的存在的方法的流程图。 [003引描述
[0040] 在现有技术中已经报道了用QDs标记生物实体。给定尺寸的QDs群体将在特定的 波长发出巧光,运已经通过体内动物研究用于检测和诊断医学病况。QDs的巧光波长(颜 色)取决于粒度。本公开内容在现有技术的成像技术上进行扩展:通过组合两种W上尺寸 的QDs群体,每种群体(颜色)用选择性结合在一种病况中存在但在可用另一种尺寸的标 记的QDs群体检测的病症中不能观察到的疾病标志物的结构部分标记。通过将所述技术与 胶囊内窥镜成像组合,所标记的生物实体可W在由内窥镜光源照射时通过它们的巧光而观 察到。所述技术提供通过组织在照射时发出巧光的颜色而区分两种W上差异性诊断的可 能。当与临床结果(诸如症状)组合时,运可W允许患者被诊断,其中他们的病况的位置之 前证明是难W进行活组织检查的,诸如超出标准内窥镜达到的小肠区域。
[0041] 下表总结了可W影响小肠的一些炎症病况和当进行活组织检查时用来辅助进行 诊断的组织学表现。适用时,包括运样的策略:在本方法范围内可W潜在地开发W用QDs标 记运些组织学观察。
[0042]
[0045] 使用量子点检测细菌
[0046]QDs可W用于检测细菌,例如,胃肠结核(GITB)情形中的结核分枝杆菌 (Mycobacterium1:ube;rculosis)。Edgar等提议了检测正在缓慢生长的细菌菌株如分枝杆 菌属的方'法。[R.Ed邑ar,M.McKinstry,J.Hwan邑,A.B.Oppenheim,R.A.Fekete,G.Giulian, C.Merril,K.化gashima和S.A化ya,Proc.化tl.Acad.Sci.,2006,103,4841]被成功证明用 于检测大肠杆菌巧.COli)的方法包括改造隧菌体(感染细菌的病毒),展示可W被生物素 化的肤,所述肤结合到其外壳上。将链霉亲和素-包被的QDs缀合于所述隧菌体。在存在 对所述隧菌体敏感的细菌时,所述隧菌体将感染细菌,产生可W被每种细菌中的蛋白生物 素化的后代病毒体。该技术使对于每种存在的细菌能够发生高程度的扩增,加速可能进行 检测的速度。因此,通过将链霉亲和素-包被的QDs缀合于侵入结核分枝杆菌的隧菌体,所 述方法可W在胶囊内窥镜检查过程中检测GITB。
[0047] 使用量子点检测白血细胞
[0048] 白血细胞(WBCs),或白细胞,是血液的组分,其用作机体免疫系统的一部分W自身 防御有害物种(如细菌、病毒、寄生虫和外来体)的攻击。在自身免疫性疾病中,免疫系统不 能识别其自身组织,而是如同所述组织是外来物种一样攻击它。在发炎组织中和周围典型 地观察到高水平的WBCs,但是一种或多种类型的WBC可W由特定的病况特征性地表达。例 如,在影响小肠的病况中,高水平的巨隧细胞和嗜中性粒细胞(肉芽肿和隐窝炎症特有的) 可能在局限性肠炎中表达,而嗜酸性粒细胞的过表达是狼疮性肠炎特有的。
[0049] 活化的白血细胞表达某些蛋白或酶,它们中的多种具有已知的抗体。通过将QDs 缀合到适当的抗体上,所述方法可W开发为由它们发出巧光的颜色原位检测高水平的特定 类型的WBCs。
[0050] 如在表中总结的,在多种小肠病况中观察到肉荆中。来自活组织检查部位的肉芽 肿尺寸和分布常用来区分诊断。由于肉芽肿是巨隧细胞的集合,一种其检测方法将是通过 巨隧细胞标记。特定的细胞因子(细胞信号传导蛋白),例如,TNF-a和INF-丫,
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