小设备，大影响：提高儿童白血病治疗的安全性

　　

休斯顿大学（University of Houston）的研究人员与贝勒医学院（Baylor College of Medicine）合作，正在开发治疗儿童白细胞增多症的新设备。白细胞增多症是一种身体白细胞数量极高的疾病，通常由白血病引起。

白血病是儿童中最常见的癌症类型，在美国每年的发病率约为每10万名儿童中有5名。高达20-30%的急性白血病患者会出现白细胞增多症，使他们面临危及生命的并发症的风险。

虽然急性白血病的最终治疗包括化疗，但白细胞分离术——紧急降低危险升高的白细胞计数——是一种潜在的挽救生命的治疗选择。在白细胞分离术中，一台大型机器使用离心将白细胞从血液中分离出来，然后将其送回患者体内。

但对儿童来说，这些传统的血液过滤机可能很危险，原因如下。

对儿童的危害

• 高体外容量(ECV) -这是指在医疗过程中体外的血量。由于儿童的血液比成人少得多，一次抽太多会使他们虚弱或引起严重的问题。

• 高流速——机器将血液快速通过系统，这可能是有风险的，因为它需要使用大口径的中心导管，并给身体带来压力，特别是对于血容量较小的儿童。

• 失去血小板——失去太多的血小板会使血液更难凝结，增加出血的风险。

寻找另一种方式

贝勒医学院（Baylor College of Medicine）儿科副教授、德克萨斯儿童医院（Texas Children’s Hospital）儿科重症监护医师林芳（Fong Lam）博士在重症监护室度过了一个特别艰难的夜晚，她想，“肯定有更好的办法！”

那天晚上，他别无选择，只能对一个患有白血病的小婴儿进行白细胞分离术。“采血机的ECV几乎和孩子的总血容量一样大！”他记得当时在想。

Lam与犹他大学生物医学工程教授Sergey Shevkoplyas合作，测试使用高通量微流体装置进行细胞分离是否可以减轻这些限制。由密歇根大学生物医学工程博士候选人Mubasher Iqbal领导的开创性研究结果发表在《自然通讯》杂志上。

新的前进道路

这种新型微流体装置使用了大量的微小通道，大约是人类头发的宽度，旨在通过一种称为控制增量过滤的过程，快速有效地按大小分离血细胞。

“在体外，我们的微流体装置从未稀释的人全血中去除约85%的大白细胞和约90%的尖刺白血病原细胞，”Shevkoplyas报告说。白血病原细胞是不能正常发育的癌性白细胞。它们不是生长成健康的细胞来帮助抵抗感染，而是繁殖过快，挤占了正常的血细胞。

在体内测试时，该装置显示出类似的白细胞收集效率，没有血小板损失或任何其他不良反应，而未稀释的全血循环时间超过3小时，这是白细胞分离过程的典型持续时间。

Shevkoplyas说：“长期以来，持续有效地从循环的未稀释全血中分离白细胞，而不造成设备堵塞和细胞激活或损伤，一直是微流体细胞分离的主要挑战。”“我们的研究是第一个解决这个问题的。”

“作为一名执业医师，我特别兴奋的是，我们的多路复用设备可以在临床相关的流速下运行，但ECV约为典型白细胞分离回路的1/70。如此显著的ECV减少对于患有高白细胞血症的白血病婴儿尤其重要，因为这些婴儿通常太小，无法安全地进行离心白细胞分离。

Shevkoplyas说：“总的来说，我们的研究表明，微流体白细胞分离术在选择性去除循环中的白细胞方面是安全有效的，分离性能足够高，最终可以在儿童中实现安全的白细胞分离。”