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呼出气冷凝液的应用及研究成果

 

    呼出气冷凝液（EBC）是一种无创获取的呼吸道样本，主要通过冷却收集呼出气体得到，含有来自气道内衬液的多种生物活性物质，能反映肺部炎症、氧化应激状态甚至病原体信息。因其安全、简便、可重复性好的特点，被广泛用于研究和评估多种呼吸系统状况。

一、EBC检测的应用领域及检测指标

（一）呼吸系统疾病诊断与监测

  1. 慢性气道炎症疾病（如哮喘、慢阻肺）：评估气道炎症（pH值、过氧化氢、白三烯等）和氧化应激水平（8-异前列烷等），辅助诊断、判断严重程度、评价疗效。
  2. 急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征(ARDS)：检测炎症与氧化应激标志物，用于病情评估和预后判断。
  3. 肺部感染性疾病：检测病原体（如病毒、细菌），用于早期诊断呼吸机相关性肺炎(VAP)等。
  4. 其他呼吸系统疾病：用于肺癌、间质性肺疾病、睡眠呼吸暂停综合征、肺结核等疾病的研究，分析相关标志物。

（二）临床与基础研究

  1. 危重症与机械通气监测：动态监测机械通气患者的肺部菌群和炎症变化，预警呼吸机相关性肺损伤和肺炎。
  2. 特殊环境与状态下的生理反应：评估运动时气道氧化应激和炎症反应（如运动员运动性哮喘）。
  3. 药物疗效评价：通过监测EBC中标志物的变化，客观评估抗炎药物等治疗方案的效果。
  4. 传染病监测：在COVID患者呼出气中检测到新冠病毒，提示其在传染病无创筛查和气溶胶传播研究中的价值。
  5. 肝脏疾病：通过代谢组学分析，构建慢加急性肝衰竭（ACLF）不良预后的预测模型，效果优于部分临床传统评分。

二、EBC检测临床应用典型案例

    EBC检测在临床应用中主要有以下具体应用场景。

  1. 哮喘与慢阻肺管理：EBC能发现气道炎症的类型和强度。例如，在哮喘儿童中，EBC的pH值可能更酸，白介素等炎症因子水平升高，这有助于在症状出现前识别炎症加剧，调整控制性药物治疗。对于慢阻肺，EBC检测有助于深入了解疾病的炎症本质，为制定个体化治疗方案提供参考。
  2. 危重症患者肺部并发症的早期发现：对于机械通气的创伤或外科术后患者，EBC可以连续、无创地收集。通过分析EBC中的菌群变化和炎症标志物，有望在临床症状出现前，早期识别呼吸机相关性肺炎（VAP），从而尽早干预。
  3. 特殊医学状况的监测：在接受异基因干细胞移植的患者中，EBC被用于研究如何无创地早期发现肺部并发症。在运动医学领域，通过分析EBC中的标志物，可以监测激烈运动引发的氧化应激和气道炎症，为运动员的健康管理提供依据。

三、EBC检测应用注意事项

    尽管EBC检测潜力巨大，被誉为"生化肺功能"，但目前它主要作为一种研究工具，在常规临床诊断中尚未普及。其检测流程的标准化、标志物浓度的精确测量以及结果解读的规范化，仍是需要进一步研究和完善的领域。

四、研究成果/文献

  1. 《High amounts of SARS-CoV-2 in aerosols exhaled by patients with Omicron variant infection》
  2. 《Similar aerosol emission rates and viral loads in upper respiratory tracts for COVID-19 patients with Delta and Omicron variant infection》
  3. 《Comparison of SARS-CoV-2 aerosol emission from patients with Omicron BA.1 or BA.2 subvariant infection》
  4. 《Higher SARS‐CoV‐2 shedding in exhaled aerosol probably contributed to the enhanced transmissibility of Omicron BA.5 subvariant》
  5. 《Rapid Flu Diagnosis Using Silicon Nanowire Sensor》
  6. 《Environmental virus detection associated with asymptomatic SARS-CoV-2-infected individuals with positive anal swabs》
  7. 《Coronavirus Disease 2019 Patients in Earlier Stages Exhaled Millions of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 Per Hour》
  8. 《Extraction and characterization of exosomes from the exhaled breath condensate and sputum of lung cancer patients and vulnerable tobacco consumers-potential noninvasive diagnostic biomarker source》
  9. 《Detection of Cells in Exhaled Breath Condensate Holds Potential for Pathophysiological Insights in Pulmonary Diseases》
  10. 《Exhaled breath condensate analysis in horses: A scoping review》
  11. 《Bacterial pathogens were detected from human exhaled breath using a novel protocol》
  12. 《Online Real-Time Monitoring of Exhaled Breath Particles Reveals Unnoticed Transport of Nonvolatile Drugs from Blood to Breath》
  13. 《Breath analysis: Harnessing its potential for non-volatile drug caffeine monitoring in human body》
  14. 《Breath-, air- and surface-borne SARS-CoV-2 in hospitals》
  15. 《Exhaled breath is a significant source of SARS-CoV-2 emission》
  16. 《Toilets dominate environmental detection of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 in a hospital》
  17. 《呼出气冷凝液标本用于检测运动时气道的健康状况》
  18. 《机械通气患者呼出气冷凝液检测研究进展》
  19. 《呼出气冷凝液生物标志物检测在呼吸系统疾病中的应用现状及前景》
  20. 《冷凝收集-离子色谱法测定呼出气中的有机酸和阴离子》
  21. 《呼出气冷凝液微生物和代谢物在COPD 演进中的临床价值研究》
  22. 《基于代谢组学对慢性鼻窦炎伴鼻息肉呼出气冷凝液中诊断及预后标志物的筛选》

五、呼出气冷凝液采集装置

    鼎蓝科技从2017年开始研发呼出气冷凝液采集器，是国内最早自主研发该设备的企业之一。从第一代产品“呼出气冷凝液采集器MO-100”问世，历经“呼出气冷凝液采集器AT-100”，“呼出气冷凝液采集器Bioscreen”“呼出气冷凝液采集器UBioScreen”“呼出气冷凝液采集器BioscreenII”等多次产品迭代，产品的性能得到极大提升，解决了用户普遍关注的采集呼出气冷凝液效率低、操作复杂等问题，在医院、疾控中心、高校、科研院所、生物公司等单位广泛应用，受到了用户的好评。

（产品信息https://www.dingbluetech.com/productinfo/1448657.html）

 

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