CO呼气试验测定红细胞寿命的发展史

红细胞寿命测定的发展史

 红细胞寿命测定历史悠久,方法多样。先用方法大致分为两类:第一类红细胞标记测试,包括同龄期红细胞标记测试和全龄期红细胞标记测试。1946年Shemin D.采用15N-甘氨酸等掺入血红蛋白合成而标记骨髓中的新生红细胞,1953年Ebaugh FG.采用51Cr、生物素等与细胞膜牢固结合而标记循环血液中所有龄期的红细胞;第二类是根据血红蛋白更新速率测算,比如1992年Strocchi A.Levitt MD.进行的CO呼气试验。CO呼气试验的突出优势是“一气呵成”,而不像标记测试那样耗时数周甚至数月,是当前惟一可以临床常规开展的项目。

测定红细胞寿命的“金标准”方法是放射性核素51Cr标记法。但51Cr标记法需要在数周内反复抽血测定标定物、观察时间漫长、临床应用极其有限,目前国内唯一生产该检查所需试剂——“铬[51Cr]酸钠注射液”的厂家已因销售量太低而停止该放射性试剂的生产,导致全国各医院实际已无法开展该项检查。

CO呼气试验的研究发展

早在19世纪末就在动物和人的血液中检出了CO的存在,但来源不明。直到20世纪中叶,瑞典学者Sjostrand T利用燃烧法检测发现呼气CO浓度高于吸气,这才提出内源CO的存在。1963年,美国生理学家Coburn RF利用重复呼吸技术及特异性更高的红外吸收测定法,不仅更加明确了内源CO的存在,还能计算了内源CO的产率。所谓重复呼吸是指在封闭环境中的呼吸,气体因而不断地被重复呼出和吸入。实验发现,随重复呼吸时间的推移血液碳氧化血红蛋白(COHb)浓度呈线性上升。显然,这是体内持续产生的CO无法向外排放累积的结果。10例正常人根据COHb变化计算的CO产率是0.42 ± 0.07ml/hr。鉴于CO可能就是血红素代谢产物,Coburn RF于1966年报道了CO产率法计算红细胞寿命。其基本思路是,当机体血红蛋白的合成速度等于分解速度时(稳态),血红蛋白总量除以每天的分解量显然等于平均红细胞寿命。假如每1mmol血红素可产生1mmol CO,算式可转为表达为血红素总量除以每天CO产量。具体操作过程是:首先是通过测定血红蛋白浓度、CO吸入稀释法求出总体血红蛋白量,继而通过测定重复呼吸法状态下血液碳氧血红蛋白(COHb)浓度变化得出内源CO产率,最后计算总体血红蛋白量与内源CO产率之商便是红细胞寿命值。7例溶血性贫血病人CO产率法的结果与51Cr标记法测试结果呈现高度直线正相关,但直线斜率是0.6而非1.0,CO产率法的结果短于51Cr标记法测试。Coburn解释此系“多余CO”的原故,因为若按照全身血红蛋白之血红素计算的CO产量只能占到实测值的74%。换言之,机体很可能还有非血红蛋白血红素的分解,若扣除这多余的血红素,两法之结果应该是相同的。后来的事实证明,所有这些的假设与推测都是正确的。1970年,Landaw SA予大鼠静脉注射14C-血红素,结果从呼气中检出14CO、从尿中检出14C-胆红素,确切证明CO来自血红素分解。1972年,Lynch SR利用Coburn RF介绍的重复呼吸技术,测出血红蛋白分解只占内源性CO的70%,其余30%来自非血红蛋白分解。

或许是算法建立在诸多的假设与推测,加上重复呼吸技术及总体血容量测定的诸多不便,Coburn的方法并未受到重视,学界更多的是将呼气CO升高作为溶血性贫血的一项指标而已,美国儿科临床指南甚至推荐呼气CO测定作为监测新生儿溶血的金标准。直到1992年,长期从事呼气试验研究的Strocchi A和Levitt MD等才将Coburn RF的方法改良简化成CO呼气试验后重新推出。Levitt首先引入了肺泡气-空气CO浓度差等于内源CO的概念替代了重复呼吸的需要,继而又利用血容量和肺泡通气量数值相等可约除的概念省却血容量实测的需要,再则CO产率只按70%计的办法将非血红蛋白血红素干扰轻易消除。方案最终简单到只需测定血红蛋白浓度和呼气CO分压两项参数,结果却一样令人满意。稳态、动态均可测定。临床终于有了可以常规开展的红细胞寿命测定方法。

CO呼气试验测试红细胞寿命的产品及优势

深圳市先亚生物科技有限公司是一家专业从事医学呼气试验研发的科技企业,2016年成功研发的RBCS-01型红细胞寿命测定呼气试验仪,其原理通过测定人体肺泡气CO浓度,来实现在临床检测红细胞寿命。

红细胞寿命测定呼气试验仪在大量实验研究的基础上,通过4项发明专利、1项PCT国际专利以及1项实用新型专利技术,实现了准确测定肺泡气中痕量(百万分之一级)CO浓度,综合解决了在呼气的复杂成份背景下的低浓度CO精确测量,解决了呼气中CO2及H2O测量干扰、内源与外源CO区别、非肺泡气混合校正、寿命运算等一系列技术问题。与传统51Cr和生物素标记测试方法相比具有准确性高、适用于稳态测定、适用于动态测定、无需反复采血、无过敏风险、无放射伤害、测定时间仅需15min 的优势。