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作者与发表信息
本文由Rong Zhao、Mengran Li、Peng Xiao、Dewei Song和Hongmei Li共同撰写,分别来自中国计量科学研究院、北京化工大学等机构。论文于2024年3月20日在线发表于期刊《Analytical and Bioanalytical Chemistry》上,题目为《Advances in D-Dimer Testing: Progress in Harmonization of Clinical Assays and Innovative Detection Methods》。
主题与背景
本文的主题是D-二聚体(D-dimer)检测的进展,重点讨论了临床检测方法的统一化进程以及创新检测技术的发展。D-二聚体是凝血和纤溶激活的敏感标志物,尤其在血管内血栓形成的诊断和监测中具有重要价值。然而,目前不同D-二聚体检测方法的结果存在显著差异,缺乏国际认可的参考测量系统,这可能导致误诊或漏诊,限制了其临床应用。本文旨在深入分析D-二聚体临床检测的现状、挑战以及统一化的进展,并综述最新的检测技术。
主要观点与论据
1. D-二聚体的生物学意义与临床应用
D-二聚体是凝血和纤溶激活的关键标志物。在凝血过程中,凝血酶将可溶性纤维蛋白原转化为纤维蛋白单体,随后这些单体聚合成纤维蛋白聚合物。纤溶酶激活后,纤维蛋白降解产生多种大小的降解产物,其中D-二聚体是最小的降解产物,由两个共价交联的D结构域组成。D-二聚体的生成与凝血和纤溶密切相关,因此成为血栓形成的间接标志物。
在临床上,D-二聚体检测广泛应用于深静脉血栓(DVT)、肺栓塞(PE)和弥散性血管内凝血(DIC)等疾病的诊断和监测。此外,在COVID-19疫情期间,D-二聚体还被用作疾病严重程度和死亡率的预测标志物。然而,D-二聚体水平在非血栓性疾病(如妊娠、老年、感染和癌症)中也可能升高,这降低了其特异性。
2. D-二聚体检测方法的现状与挑战
目前,临床实验室中广泛使用的D-二聚体检测方法包括酶联免疫吸附试验(ELISA)、乳胶增强免疫比浊法、全血凝集分析和免疫层析法等。这些方法虽然具有较高的灵敏度和特异性,但不同检测方法之间的结果存在显著差异。例如,2006年的一项研究表明,七种常用D-二聚体检测方法的结果差异高达20倍。此外,不同检测方法的单位(如FEU和DDU)和截断值也存在差异,这进一步增加了结果的可比性问题。
造成这种差异的原因主要包括:D-二聚体抗原的异质性、抗体特异性的差异、校准物的不一致性以及基质效应等。这些因素导致D-二聚体检测结果的标准化和统一化面临巨大挑战。
3. D-二聚体检测的统一化进展
为了实现D-二聚体检测结果的准确性和可比性,国际标准化组织(ISO)和国际血栓与止血学会(ISTH)等机构一直在推动D-二聚体检测的统一化。统一化的核心是建立可追溯的参考测量系统和参考材料。然而,由于D-二聚体的复杂性和异质性,开发高等级的参考材料和参考测量程序具有技术难度。
近年来,研究人员尝试通过使用来自不同疾病患者的混合血浆作为参考材料,并通过多方法共识值生成转换因子来减少不同检测方法之间的差异。例如,Meijer等人开发了一种基于回归线的统一化模型,将不同检测方法的结果转换为统一的D-二聚体浓度,从而将方法间的变异性从75%降低到5.5%。然而,这种统一化协议的可持续性和独立性仍需进一步验证。
4. 创新的D-二聚体检测技术
为了克服传统检测方法的局限性,研究人员开发了多种新型D-二聚体检测技术。其中,质谱技术(如液相色谱-串联质谱法,LC-MS/MS)因其高灵敏度和特异性成为潜在的金标准方法。通过识别D-二聚体的特征肽段,质谱技术能够实现D-二聚体的准确量化,并有望为统一化提供参考方法。
此外,基于电化学发光(ECL)、长寿命化学发光和分子印迹聚合物等技术的D-二聚体检测方法也在快速发展。这些技术不仅提高了检测的灵敏度和动态范围,还缩短了检测时间,使其适用于急诊场景。例如,Zhang等人开发的基于金纳米簇的ECL传感器实现了极低的检测限(29.20 fg/mL),而Wu等人构建的DNA水凝胶涂层磁珠化学发光系统则实现了从100 fg/mL到100 ng/mL的宽范围检测。
5. 多指标联合检测的发展
在疾病诊断中,通常需要结合多种生物标志物进行综合评估。近年来,研究人员开发了能够同时检测多种标志物(包括D-二聚体)的自动化平台。例如,Nechaeva等人开发的免疫磁分离和荧光测量平台能够在14分钟内完成D-二聚体、C反应蛋白、胱抑素C和肌红蛋白的同时检测。这种多指标联合检测技术为疾病的早期诊断提供了重要工具。
意义与价值
本文系统地综述了D-二聚体检测的现状、挑战以及统一化的进展,并详细介绍了最新的创新检测技术。这些内容不仅为临床医生和研究人员提供了全面的参考,还为D-二聚体检测的标准化和统一化提供了重要的理论依据和技术支持。未来,通过开发稳定的参考材料、建立独立的参考测量程序以及结合先进的检测技术,有望实现D-二聚体检测的准确性和可比性,从而充分发挥其在临床诊断中的潜力。
亮点
本文的亮点在于其全面性和前瞻性。首先,文章深入分析了D-二聚体检测的生物学基础和临床应用,为读者提供了扎实的背景知识。其次,文章详细讨论了不同检测方法的局限性和统一化的挑战,并提出了可行的解决方案。最后,文章综述了多种创新检测技术,展示了D-二聚体检测的未来发展方向。这些内容不仅具有重要的学术价值,还具有广泛的应用前景。