专利名称：测定自体消化的方法
技术领域：
本文件涉及用于通过在生物样本中组织分解产物的产生来测定休克和多器官衰竭的早期发作的材料和方法。背景生理性休克(也称为“循环性休克”或简称为“休克”)是危及生命的医学紧急情况，并且是病危人群的最常见的死亡诱因之一。休克可能具有多种作用，所有所述作用均涉及人体循环系统的问题。在休克中，降低了血液进入身体组织(“灌注”)，从而氧和营养物向组织的递送可能降低至不满足细胞代谢需求且组织不能适当运行的点。在一些情况下， 休克导致血氧不足和/或心脏骤停。休克是能通过四阶段发展的复杂且连续的疾病状态。在初始阶段期间，降低的流向组织的血液能导致缺氧，导致细胞膜损伤、细胞的厌氧呼吸、乳酸和丙酮酸增加以及全身代谢酸中毒。在代偿阶段期间，人体参与能逆转、至少部分逆转疾病状态的生理学(例如， 神经、激素和生物化学)机制。如果未成功地治疗休克诱因，则其进入进展(还称为“失代偿”)阶段，并且代偿机制开始失效。厌氧代谢继续并且代谢性酸中毒增加。最终，可以最后达到休克的难治疗(不可逆转)阶段，在该点，已发生重要器官衰竭，并且休克不能被逆转，而且临近死亡。概述本文件部分基于下述发现在休克期间，降低的血压和流向肠的血液能使人体消化酶分解肠组织，在称为“自体消化”的过程中如同食物一样。除了上述血液动力学部分，休克可能与胰腺酶有关(参见，例如DeLano等人(2007)FASEB J. 21 lb421 ;以及 Schmid- Schonbein (2008)Mol. Cell Biomechanic· 5 :83-95)。这些有效的消化酶是人类消化的完整部分，并且通常通过黏膜上皮屏障而保持在肠腔中。当黏膜屏障受损时(例如， 在休克的初始阶段期间)，消化酶能从腔转移至肠壁，如此，它们能开始自体消化过程。在该过程中，能产生具有炎性活性的几种类型的调节剂，其在进入中枢循环时能导致炎症印记， 并最终导致多器官衰竭。因此，休克还包括炎症部分，尽管在休克期间，炎症反应的程度广泛地变化。测定休克的炎症活性的现有方法基于全身检测(例如，器官障碍、灌注失败、皮肤颜色变化和刺激反应)或生物化学分析(例如，血浆中的细胞因子水平)。这些为晚期测定系统，其不能帮助针对在休克和自体消化发作中降解酶的破坏作用的早期介入。本文提供的方法能用于以非侵入方式测定自体消化的早期发作。这些方法能用于例如在急诊室中， 以用于军队分检目的，并用于其它床边检验(point-of-care)情况。本文件表述了用于测定哺乳动物经历自体消化的可能性的方法。所述方法能包括a)提供源自哺乳动物的生物样本；b)对生物样本分析一种或多种组织分解产物的存在；以及c)如果在所述生物样本中存在高于一种或多种组织分解产物的对照水平的一种或多种组织分解产物，则将所述哺乳动物分类为可能经历自体消化，或者如果在所述生物样本中不存在高于一种或多种组织分解产物的对照水平的一种或多种组织分解产物，则将所述哺乳动物分类为不可能经历自体消化。所述生物样本为所述哺乳动物的呼出气、由所述哺乳动物消化道所释放的空气、或由所述哺乳动物在皮肤蒸发期间产生的空气。所述生物样本选自血浆、尿、唾液、泪液、汗液、腹腔液和脑髓液。所述哺乳动物能为人类(例如，被诊断为患有炎性肠道疾病、孤独症、胰腺炎症和癌症、一种或多种的小肠或大肠道恶性肿瘤、阿尔茨海默病、或与肠功能障碍有关的其它慢性退行性疾病的人类)。所述一种或多种组织分解产物能选自甲硫基丙醛、戊酸、2-糠硫醇、苯乙醛、2， 6-二甲基-5-庚烯醛、(E)-2-辛烯醛、2-壬烯醛、香茅醛、2，3-二乙基-5-甲基吡嗪、以及 4-乙酰基甲基环己烯、腐胺、尸胺、甲硫醇、吲哚、甲基吲哚和硫化氢。所述分析能包括使用气相色谱、液相色谱、质谱、荧光检测或聚合物检测。所述分析能包括使用高灵敏度气相色谱或具有针对小有机化合物测定的传感器技术的装置。所述对照水平能为源自未经历自体消化的对照哺乳动物的生物样本中的一种或多种组织分解产物的水平，或为源自未经历自体消化的对照哺乳动物群的生物样本中的一种或多种组织分解产物的平均水平。所述方法还能包括，如果将所述哺乳动物分类为可能经历自体消化，则通过给予一种或多种消化酶抑制剂治疗所述自体消化。所述方法还能包括向医学专业人员传达与所述一种或多种组织分解产物的存在有关的信息。所述方法能包括测定所述哺乳动物是否具有休克的其它症状(例如，选自器官障碍、灌注失败、皮肤颜色变化、增加的血浆细胞因子水平以及降低的对刺激的反应的休克症状)。所述细胞因子选自肿瘤坏死因子-α、白介素-1、白介素-6以及白介素-8。除非另有定义，本文使用的所有技术术语和科学术语具有与本发明所涉及的领域的技术人员通常理解的相同涵义。尽管能将与本文所述的那些相似或相等的方法和材料用于实践本发明，但下面描述了合适的方法和材料。本文提及的所有公开、专利公开、专利和其它参考以其整体形式并入本文作为参考。在存在矛盾的情况下，将对照包括定义的本说明书。此外，材料、方法和实例仅为说明并不旨在限制。由下面附图
和描述来阐明本发明的一个或多个实施方案的细节。根据描述和权利要求，本发明的其它特征、目的和优势将显而易见。发明详述本文件提供了能用于通过测定或检测在呼出气以及源自肠道的气体和在皮肤蒸发期间产生的空气中的组织分解产物来测定休克和多器官衰竭的早期发作的方法。所述方法能用于，例如在普通外科期间或创伤之后，并能促进早期分检治疗。因此，所述方法可用于民间患者和军事患者。此外，所述方法还用于患有肠功能障碍(例如，炎性肠道疾病、孤独症、阿尔兹海默病和其它慢性退行性疾病)的患者。本文提供的方法部分基于下述发现休克能引起人体消化酶在肠内开始自体消化过程，导致产生小组织分解产物。所述方法包括测定在呼出气或生物液体样本(例如，血浆、尿、唾液、泪液、汗液、腹腔液或脑髓液)中的这些酶(例如，蛋白水解、脂解或淀粉分解) 的分解产物。特别地，例如，当所述方法使用呼出气或诸如泪液或汗液的液体时，它们能为非侵入的。如下面实施例中所述，实验动物对休克的不同形式(例如，出血性、内毒素或盲肠结扎诱导的休克)的暴露导致从肠中释放恶臭的有机材料，但前提是动物经过胰腺酶的自体消化。未存活的动物均释放臭的有机材料，而存活者则产生显著更低的水平。质谱分析说明在经历休克的动物血浆中降解了在对照血浆中存在的小分子量有机材料，与休克中的小有机降解产物的产生相一致。可在经历休克的个体的生物样本(例如，空气样本和液体样本)中存在的小有机物质能够包括但不限于甲硫基丙醛、戊酸、2-糠硫醇、苯乙醛、2，6_ 二甲基-5-庚烯醛、 (E) -2-辛烯醛、2-壬烯醛、香茅醛、2，3- 二乙基-5-甲基吡嗪、以及4-乙酰基甲基环己烯、 腐胺、尸胺、甲硫醇、吲哚、甲基吲哚和硫化氢中的任一种或多种。下面提供了与这些化合物有关的其它细节。应注意，其它化合物同样可能存在并用于本文所公开的方法。甲硫某丙醛(MW 104. 17)具有式C4H8OS,并还称为3_(甲硫基)丙醛或4_硫代戊
醛。甲硫基丙醛具有下述结构
权利要求
1.测定哺乳动物经历自体消化的可能性的方法，所述方法包括a)提供来自所述哺乳动物的生物样本；b)分析所述生物样本中一种或多种组织分解产物的存在；以及c)如果在所述生物样本中存在高于所述一种或多种组织分解产物的对照水平的所述一种或多种组织分解产物，则将所述哺乳动物分类为可能经历自体消化，或者如果在所述生物样本中不存在高于所述一种或多种组织分解产物的对照水平的所述一种或多种组织分解产物，则将所述哺乳动物分类为不可能经历自体消化。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述生物样本为所述哺乳动物呼出的气体、由所述哺乳动物消化道释放的气体、或在皮肤蒸发期间产生的气体。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述生物样本选自血浆、尿、唾液、泪液、汗液、腹腔液和脑髓液。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述哺乳动物为人类。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述人类被诊断为患有炎性肠道疾病、孤独症、胰腺炎症和癌症、一种或多种的小肠或大肠恶性肿瘤、阿尔茨海默病、或与肠功能障碍有关的其它慢性退行性疾病。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种组织分解产物选自甲硫基丙醛、戊酸、2-糠硫醇、苯乙醛、2，6- 二甲基-5-庚烯醛、(E) -2-辛烯醛、2-壬烯醛、香茅醛、2，3- 二乙基-5-甲基吡嗪、以及4-乙酰基甲基环己烯、腐胺、尸胺、甲硫醇、Π引哚、甲基吲哚和硫化 Μ,ο
7.如权利要求1所述的方法，其中所述分析包括使用气相色谱、液相色谱、质谱、荧光检测或聚合物检测。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述分析包括使用高灵敏度气相色谱或具有针对小有机化合物检测的传感器技术的装置。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述对照水平为源自未经历自体消化的对照哺乳动物的生物样本中的一种或多种组织分解产物的水平。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述对照水平为源自未经历自体消化的对照哺乳动物群的生物样本中的一种或多种所述组织分解产物的平均水平。
11.如权利要求1所述的方法，其还包括，如果将所述哺乳动物分类为可能经历自体消化，则通过给予一种或多种消化酶抑制剂治疗所述自体消化。
12.如权利要求1所述的方法，其还包括向医学专业人员传达与所述一种或多种组织分解产物的存在有关的信息。
13.如权利要求1所述的方法，其还包括测定所述哺乳动物是否具有其它休克症状。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述休克症状选自器官功能障碍、灌注失败、皮肤颜色变化、增加的血浆细胞因子水平以及降低的对刺激的反应。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述细胞因子选自肿瘤坏死因子-α、白介素-1、 白介素-6以及白介素_8。
全文摘要
用于通过在生物样本(例如呼出气)中组织分解产物的产生来测定休克和多器官衰竭的早期发作的材料和方法。
文档编号G01N33/50GK102597767SQ200980162269
公开日2012年7月18日 申请日期2009年9月18日 优先权日2009年9月18日
发明者弗兰克·德拉诺, 格尔特·W·施密德-斯高贝恩 申请人:加利福尼亚大学董事会