專利名稱：用于臍帶血干細(xì)胞的檢測和篩查系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種組織檢測系統(tǒng)，尤其涉及ー種對所分離的臍帶血干細(xì)胞進(jìn)行檢測和篩查的系統(tǒng)，以便于及時了解所采集的臍帶血干細(xì)胞的組織類型和所含物質(zhì)，并為后續(xù)的保存、利用和使用提供依據(jù)。
背景技術(shù)：
干細(xì)胞(Stem Cells, SC)是ー類具有自我復(fù)制能力(self-renewing)的多潛能細(xì)胞，是原始且未特化的細(xì)胞。在一定條件下，它可以分化成多種功能細(xì)胞，具有再生各種組織器官和人體的潛在功能。干細(xì)胞存在所有多細(xì)胞組織里，能經(jīng)由有絲分裂與分化來分裂成多種的特化細(xì)胞，而且可以利用自我更新來提供更多干細(xì)胞。干細(xì)胞的來源有很多，包括臍帶血與骨髄。對哺乳動物來說，干細(xì)胞分為胚胎干細(xì)胞(Embryonic Stem Cell, ESC)與成體干細(xì)胞(Adult Stem Cell，ASC)兩大類，胚胎干細(xì)胞取自囊胚里的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)；而成體干 細(xì)胞則來自各式各樣的組織。成體干細(xì)胞，亦稱成人干細(xì)胞，主要包括骨髄干細(xì)胞，臍帶血干細(xì)胞及周邊血干細(xì)胞。它們存在于成體特定的組織中，具有干原細(xì)胞形成先驅(qū)細(xì)胞，分化成具特定功能細(xì)胞的能力，例如骨髄干細(xì)胞、造血干細(xì)胞和神經(jīng)干細(xì)胞。嬰兒出生后遺留在胎盤和臍帶中的血是干細(xì)胞的重要來源。臍帶血中的造血干細(xì)胞可以用來治療多種血液系統(tǒng)疾病和免疫系統(tǒng)疾病，包括血液系統(tǒng)惡性腫瘤(如急性白血病、慢性白血病、多發(fā)性骨髄瘤、骨髓異常增殖綜合癥和淋巴瘤等)、血紅蛋白病(如 海洋性貧血)、骨髄造血功能衰竭(如再生障礙性貧血)、先天性代謝性疾病、先天性免疫缺陷疾患、自身免疫性疾患、某些實(shí)體腫瘤(如小細(xì)胞肺癌、神經(jīng)母細(xì)胞瘤、卵巣癌和進(jìn)行性肌營養(yǎng)不良等)。自1988年臍血干細(xì)胞就用來治療根達(dá)綜合癥、亨達(dá)綜合癥、和拉綜合癥和急性淋巴細(xì)胞性白血病等許多兒童疾病。截至2011年，臍帶血不僅已能有效地治療幾十種難治性疾病和多種不治之癥，而且它所能治療的疾病種類還在不斷地増加。自體儲存的臍帶血一旦需要使用時，不需配型，細(xì)胞活性強(qiáng)，無免疫排斥的危險，移植成活率高，治愈率高，醫(yī)療費(fèi)用低。由于臍帶血造血干細(xì)胞具有I)未受到放射、藥物、毒物、病菌或其他環(huán)境污染；2)細(xì)胞増殖能力較骨髓干細(xì)胞更強(qiáng)；3)較容易采集、不具傷害性，不會對產(chǎn)婦及新生兒產(chǎn)生不良影響；4)臍帶血經(jīng)過檢測、分離和制備等步驟，可在-196°C液氮長期保存，并可隨時取用等特點(diǎn)，使得將嬰兒臍血進(jìn)行儲存的方式正被逐漸普及。從臍帶中獲得的臍血干細(xì)胞必須要通過諸多項目檢測才能用于保存，如細(xì)菌含量、干細(xì)胞數(shù)量和増殖能力和流行病學(xué)檢測等。為了更好了適用于今后的臨床應(yīng)用，通常還包括HLA組織配型。干細(xì)胞數(shù)量和增殖能力主要涉及CD34、TNC和CFU-GM等檢測項目。CD34 (Clusterof Differentiation 34)是人們認(rèn)識最早的造血細(xì)胞分化標(biāo)志，也是人們在基礎(chǔ)或臨床研究中用于造血細(xì)胞富集最常用的表面分子。正常人的骨髄有核細(xì)胞中，約1-4%為CD34陽性，外周血中低于0. I %。在造血干細(xì)胞移植過程中，能使清髓受者多系造血重建的細(xì)胞，多數(shù)都表達(dá)⑶34。這種觀點(diǎn)已經(jīng)在靈長類動物、免疫缺陷動物和胎羊造血移植中得到證實(shí)。臨床上的自體或異體造血細(xì)胞移植也證明了人⑶34陽性細(xì)胞的植入能力。因此⑶34細(xì)胞在造血移植物中的水平是預(yù)測移植是否成功有用的指標(biāo)，臍帶血中CD34細(xì)胞數(shù)量也和移
植結(jié)果有一定關(guān)系。TNCdotal Nucleated Cells)表示有核細(xì)胞總數(shù)。有核細(xì)胞指的是細(xì)胞中含有細(xì)胞核的細(xì)胞，除了成熟紅細(xì)胞和血小板外，其余的細(xì)胞都有細(xì)胞核，包括血液系統(tǒng)的粒細(xì)胞系，巨核細(xì)胞系，淋巴細(xì)胞系，單核細(xì)胞系等等。根據(jù)臨床移植研究結(jié)果，臍帶血中所含的有核細(xì)胞總數(shù)越多，臨床移植的成功率越高，是和臨床移植結(jié)果相關(guān)性最顯著的臍帶血指標(biāo)。
成人骨髄內(nèi)存在一定量的造血干細(xì)胞(HSCs)，它們能生成不同類型的分裂活躍的造血祖細(xì)胞。這些造血祖細(xì)胞増殖分化，導(dǎo)致每天產(chǎn)生數(shù)以萬計的成熟血細(xì)胞。造血干細(xì)胞也存在于臍帶血中，胚胎發(fā)育過程中也存在于胚肝這類組織中。體外檢測系統(tǒng)已能定量測定多潛能的祖細(xì)胞和定向分化為紅細(xì)胞、粒細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞和巨核細(xì)胞等髓系細(xì)胞的祖細(xì)胞。當(dāng)在半固體的基質(zhì)中培養(yǎng)時，單個的祖細(xì)胞，又稱為集落形成細(xì)胞(CFCs)3|生形成獨(dú)立的細(xì)胞簇或集落。CFC檢測法就是將細(xì)胞接種到半固體培養(yǎng)基中，如添加了營養(yǎng)成分和細(xì)胞因子的甲基纖維素或膠原蛋白，然后于37°C培養(yǎng)14到16天。我們就可以根據(jù)集落中形成的ー種或多種血細(xì)胞系的形態(tài)特征對集落形成細(xì)胞進(jìn)行分類和計數(shù)?？梢栽诠鈱W(xué)顯微鏡下原位進(jìn)行集落評價和計數(shù)。CFU-GM檢測即是將細(xì)胞接種至甲基纖維素半固體培養(yǎng)基中，37°C培養(yǎng)14天后，通過對粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞-集落形成單位(CFU-GM)進(jìn)行計數(shù)評測臍帶血中祖細(xì)胞的含量，反應(yīng)出臍帶血中造血細(xì)胞的増殖能力。流行病學(xué)檢測主要包括こ肝、丙肝、梅毒、HIV病毒和巨細(xì)胞病毒等項目檢測。HLA (Human Lymphocyte Antigen)即人類白細(xì)胞抗原,存在于人體的各種有核細(xì)胞表面。其被稱為人體生物學(xué)“身份證”，由父母遺傳，能識別“自己”和“非己”，從而保持個體完整性，因而HLA在造血干細(xì)胞移植的成敗中起著重要作用。造血干細(xì)胞移植要求捐獻(xiàn)者和接受移植者HLA配型。同卵(同基因)雙生兄弟姐妹為100%，非同卵(異基因)雙生或親生兄弟姐妹是1/4。人類非血緣關(guān)系的HLA型別中，和種族差異性相關(guān)，完全相合幾率為四百分之一到幾萬分之一，在較為罕見的HLA型別中，相合幾率只有幾十萬分之一。由于獨(dú)生子女家庭的普遍性，高相合率人群減少，今后移植主要在非血緣關(guān)系供者中尋找相合者。中國發(fā)明專利ZL01131190. 8公開了ー種從胎盤組織中提取造血干細(xì)胞用于建立造血干細(xì)胞庫的新方法，采用機(jī)械、酶消化及單克隆抗體-磁珠法從健康產(chǎn)婦的胎盤中提取、濃縮和純化活性好、濃度高、數(shù)量多的血液干細(xì)胞。經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞標(biāo)記檢測和動物實(shí)驗(yàn)表明，胎盤中提取的干細(xì)胞能加強(qiáng)造血干細(xì)胞移植的短期和長期存活。從而可用于凍存建立胎盤和臍帶血造血干細(xì)胞庫，在胎盤供者本人(自體)或其他人(異體)患各種造血干細(xì)胞移植適應(yīng)癥時應(yīng)用，也可結(jié)合著各種細(xì)胞生長因子在臨床上開展細(xì)胞修復(fù)。其實(shí)施例中還公開了ー種臍血庫建立的方案，如1)建立電腦聯(lián)網(wǎng)和條形碼系統(tǒng)，便于資料儲存和查詢；2)與醫(yī)院合作收集臍血和胎盤；3)檢測，對收集的臍血進(jìn)行病毒細(xì)胞、霉菌和遺傳病的檢測；4)HLA組織配型；5)胎盤及臍血細(xì)胞保存、提取和純化。但該技術(shù)并未就臍血從產(chǎn)婦獲取各個環(huán)節(jié)給出全面合理的技術(shù)方案。
中國發(fā)明專利申請200910158040. 8公開了ー種干細(xì)胞生產(chǎn)質(zhì)量管理系統(tǒng)，包括I)環(huán)境控制管理；2)組織采集管理；3)采集血樣；4)組織交接管理；5)組織分離管理；6)細(xì)胞培養(yǎng)和凍存管理和7)檔案室及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理等七個環(huán)節(jié)組成，以便解決組織中獲取干細(xì)胞進(jìn)行存儲，并應(yīng)用到臨床治療。該技術(shù)主要適用于干細(xì)胞的生產(chǎn)過程中的質(zhì)量管理系統(tǒng)，檢測過程步驟多、成本高、時間長，并不能完全適用于臍血干細(xì)胞采集和存儲的需要
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種用于臍帶血干細(xì)胞的檢測和篩查系統(tǒng)，使臍帶與產(chǎn)婦與嬰兒分離后，能及時、快速、簡單和準(zhǔn)確地得到檢測和篩查，優(yōu)化檢測和篩查步驟，以便于及時了解所采集的臍帶血干細(xì)胞的組織類型和所含物質(zhì)，降低成本，提高臍血干細(xì)胞的存活率，為后續(xù)的保存、利用和使用提供依據(jù)。本發(fā)明提供的ー種用于臍帶血干細(xì)胞的檢測和篩查系統(tǒng)，包括輸入設(shè)備，用于對所采集臍帶血信息的輸入；中央控制和處理設(shè)備，用于對接收的信息進(jìn)行分析和處理，并發(fā)出控制指令；操作平臺，與中央控制和處理設(shè)備連接，用于顯示中央控制和處理設(shè)備接收的信息，并進(jìn)行控制；臍帶血采集單元，其輸入端與輸入設(shè)備連接，輸出端與中央控制和處理設(shè)備連接，用于對臍帶中所含臍帶血的采集、分裝和采樣，并將采集信息和工作狀態(tài)傳送至中央控制和處理設(shè)備；干細(xì)胞數(shù)量和増殖能力檢測單元，接收中央控制和處理設(shè)備發(fā)出的指令，檢測所采集臍帶血干細(xì)胞數(shù)量和増殖能力，并將檢測結(jié)果發(fā)送至中央控制和處理設(shè)備；微生物檢測單元，接收中央控制和處理設(shè)備發(fā)出的指令，檢測所采集臍帶血干細(xì)胞中細(xì)菌含量，并將檢測結(jié)果發(fā)送至中央控制和處理設(shè)備；流行病學(xué)檢測單元，接收中央控制和處理設(shè)備發(fā)出的指令，就所采集臍帶血干細(xì)胞進(jìn)行流行病學(xué)檢測，并將檢測結(jié)果發(fā)送至中央控制和處理設(shè)備；HLA組織配型単元，接收中央控制和處理設(shè)備發(fā)出的指令，就所采集臍帶血干細(xì)胞HLA類型進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果發(fā)送至中央控制和處理設(shè)備。中央控制和處理單元先接收到臍帶血采集單元發(fā)出的信息后，控制干細(xì)胞數(shù)量和増殖能力檢測單元進(jìn)行檢測，待接收到干細(xì)胞數(shù)量和増殖能力有關(guān)的信息后，向微生物檢測單元發(fā)出檢測指令，待接收到干細(xì)胞中細(xì)菌量有關(guān)的信息后，控制流行病學(xué)檢測單元進(jìn)行檢測，待接收到干細(xì)胞中流行病有關(guān)的信息后，控制HLA組織配型單元進(jìn)行檢測，接受HLA組織配型有關(guān)信息。操作平臺實(shí)時顯示中央控制和處理單元所接收的信息，并對中央控制和處理單元的工作進(jìn)行監(jiān)測，必要的情況下，進(jìn)行人工干預(yù)和控制。為控制臍帶血干細(xì)胞采集的時間，本發(fā)明檢測和篩查系統(tǒng)中，還設(shè)置有監(jiān)測單元，其輸入端與輸入設(shè)備連接，輸出端與中央控制和處理單元連接。本發(fā)明技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的有益效果本發(fā)明用于臍帶血干細(xì)胞的檢測和篩查系統(tǒng)，通過輸入設(shè)備、中央控制和處理設(shè)備和諸多檢測單元互相組合，使得所采集的臍帶血得到簡單和準(zhǔn)確地檢測和篩查的同吋，還優(yōu)化了檢測步驟和過程，使得采集后的臍帶血檢測更快速、高效和及吋，顯著降低檢測成本，既避免了資源浪費(fèi)，又減少了檢測總時間。本發(fā)明使臍帶血干細(xì)胞采集后得以盡快保存，進(jìn)而提高臍血干細(xì)胞的存活率，保證了使用的安全性，還為后續(xù)的保存、利用和使用提供了各項必要的臨床數(shù)據(jù)。另外相對于傳統(tǒng)的人工送檢、篩查，本發(fā)明提供的系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)全自動化操作，將臍帶血從采集到檢測篩查的各個環(huán)節(jié)有機(jī)的結(jié)合在一起，憑借全電腦化的控制，最大程度上避免了人為因素導(dǎo)致的送樣延遲或遺漏等差錯過失的發(fā)生，為臍帶血干細(xì)胞的臨床應(yīng)用提供了安全保障。


圖I為本發(fā)明用于臍帶血干細(xì)胞的檢測和篩查系統(tǒng)ー實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明用于臍帶血干細(xì)胞的檢測和篩查系統(tǒng)另ー實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍,其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。圖I為本發(fā)明用于臍帶血干細(xì)胞的檢測和篩查系統(tǒng)ー實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為用于臍帶血干細(xì)胞的檢測和篩查系統(tǒng)另ー實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I和圖2所示，本發(fā)明用于臍帶血干細(xì)胞的檢測和篩查系統(tǒng)，包括中央控制和處理設(shè)備I、輸入設(shè)備2、操作平臺3、臍帶血采集單元4、干細(xì)胞數(shù)量和増殖能力檢測單元5、微生物檢測單元6、流行病學(xué)檢測單元7和HLA組織配型単元8。本實(shí)施例中，中央控制和處理設(shè)備I為一臺PC設(shè)備，分別與操作平臺3、臍帶血采集単元4、干細(xì)胞數(shù)量和増殖能力檢測單元5、微生物檢測單元6、流行病學(xué)檢測單元7和HLA組織配型單元8連接,其連接方式如通過USB接ロ連接、局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接或Intranet連接等。操作平臺3與中央控制和處理設(shè)備I連接，提供人機(jī)操作界面(如顯示器)，實(shí)時顯示中央控制和處理設(shè)備接收并處理后的信息，并執(zhí)行人工指令(程序化或単一指令)對臍帶血采集單元4、干細(xì)胞數(shù)量和増殖能力檢測單元5、微生物檢測單元6、流行病學(xué)檢測單元7和HLA組織配型単元8等進(jìn)行控制。輸入設(shè)備2將所采集臍帶血信息由與其連接的臍帶血采集單元4輸入端輸入，臍帶血采集単元4對臍帶中所含臍帶血進(jìn)行采集、分裝和采樣，并將采集信息和工作狀態(tài)由其輸出端傳送至中央控制和處理設(shè)備I。監(jiān)測單元9輸入端與輸入設(shè)備2連接，輸出端與中央控制和處理單元I連接。輸入設(shè)備2將向臍帶血采集単元4輸入端輸入信息的最后時間發(fā)送至監(jiān)測單元9，監(jiān)測單元9在接收到時間信息后開始計吋，并將逝去的時間發(fā)送至中央控制和處理設(shè)備I，后者在接收到臍帶血采集単元4發(fā)出的有關(guān)完成臍帶血采集信息后，控制監(jiān)測單元9停止計時。中央控制和處理設(shè)備I先接收到臍帶血采集単元4發(fā)出的有關(guān)完成臍帶血采集、分裝和采樣信息后，首先向干細(xì)胞數(shù)量和増殖能力檢測單元5發(fā)出檢測指令，就所得采樣進(jìn)行CD34、TNC和CFU-GM等項目的檢測。中央控制和處理設(shè)備I在接收到干細(xì)胞數(shù)量和增殖能力檢測單元5發(fā)送的有關(guān)的檢測數(shù)據(jù)(如完成檢測取樣的狀態(tài)信息)后，向微生物檢測單元6發(fā)出檢測指令，就所得采樣中的細(xì)菌量進(jìn)行檢測。本實(shí)施例中，微生物檢測單元6為Bact/ALERT 3D全自動細(xì)菌檢測儀(法國梅里埃公司)。中央控制和處理設(shè)備I接收到發(fā)送自微生物檢測單元6的有關(guān)干細(xì)胞中細(xì)菌量有關(guān)的信息后，控制流行病學(xué)檢測單元7同時對各項流行病學(xué)項目(如こ肝、丙肝、梅毒、HIV病毒和巨細(xì)胞病毒)進(jìn)行檢測。當(dāng)中央控制和處理設(shè)備I接收到發(fā)送自流行病學(xué)檢測單元7的流行病有關(guān)的信息后，控制HLA組織配型単元8進(jìn)行檢測，并接受HLA組織配型的有關(guān)信息。 中央控制和處理設(shè)備I接收到發(fā)送自干細(xì)胞數(shù)量和増殖能力檢測單元5、微生物檢測單元6、流行病學(xué)檢測單元7和HLA組織配型単元8等単元的信息后，對信息進(jìn)行處理，并于操作平臺3實(shí)時顯示。最后由人工就本系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)完成檢測和篩選的報告出具。
權(quán)利要求
1.ー種用于臍帶血干細(xì)胞的檢測和篩查系統(tǒng)，其特征在于包括 輸入設(shè)備，用于對所采集臍帶血信息的輸入； 中央控制和處理設(shè)備，用于對接收的信息進(jìn)行分析和處理，并發(fā)出控制指令； 操作平臺，與所述中央控制和處理設(shè)備連接，實(shí)時顯示所述中央控制和處理單元所接收的信息； 臍帶血采集單元，其輸入端與所述輸入設(shè)備連接，輸出端與所述中央控制和處理設(shè)備連接，用于對臍帶中所含臍帶血的采集、分裝和采樣，并將采集信息和工作狀態(tài)傳送至所述中央控制和處通設(shè)備； 干細(xì)胞數(shù)量和増殖能力檢測單元，接收所述中央控制和處理設(shè)備發(fā)出的指令，并將檢測結(jié)果發(fā)送至所述中央控制和處理設(shè)備； 微生物檢測單元，接收所述中央控制和處理設(shè)備發(fā)出的指令，并將檢測結(jié)果發(fā)送至所述中央控制和處理設(shè)備； 流行病學(xué)檢測單元，接收所述中央控制和處理設(shè)備發(fā)出的指令，并將檢測結(jié)果發(fā)送至所述中央控制和處理設(shè)備； HLA組織配型単元，接收所述中央控制和處理設(shè)備發(fā)出的指令，并將檢測結(jié)果發(fā)送至所述中央控制和處理設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于臍帶血干細(xì)胞的檢測和篩查系統(tǒng)，其特征在于所述中央控制和處理單元，先接收到所述臍帶血采集單元發(fā)出的信息后，控制所述干細(xì)胞數(shù)量和增殖能力檢測單元進(jìn)行檢測，待接收到干細(xì)胞數(shù)量和増殖能力有關(guān)的信息后，向所述微生物檢測單元發(fā)出檢測指令，待接收到干細(xì)胞中微生物檢測結(jié)果的有關(guān)的信息后，控制所述流行病學(xué)檢測單元進(jìn)行檢測，待接收到干細(xì)胞中流行病有關(guān)的信息后，控制所述HLA組織配型單元進(jìn)行檢測，接受HLA組織配型有關(guān)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于臍帶血干細(xì)胞的檢測和篩查系統(tǒng)，其特征在于所述的系統(tǒng)包括監(jiān)測單元，其輸入端與所述輸入設(shè)備連接，輸出端與所述中央控制和處理單元連接。
全文摘要
一種用于臍帶血干細(xì)胞的檢測和篩查系統(tǒng)，包括中央控制和處理設(shè)備、輸入設(shè)備、操作平臺、臍帶血采集單元、干細(xì)胞數(shù)量和增殖能力檢測單元、微生物檢測單元、流行病學(xué)檢測單元和HLA組織配型單元。中央控制和處理設(shè)備分別與操作平臺、臍帶血采集單元、干細(xì)胞數(shù)量和增殖能力檢測單元、微生物檢測單元、流行病學(xué)檢測單元和HLA組織配型單元等連接。本發(fā)明檢測和篩查系統(tǒng)，通過多個部件的互相組合，使臍帶血干細(xì)胞采集后得以盡快保存，進(jìn)而提高臍血干細(xì)胞的存活率，保證了使用的安全性，還為后續(xù)的保存、利用和使用提供了各項必要的臨床數(shù)據(jù)。
文檔編號C12M1/34GK102618438SQ20121010533
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月11日
發(fā)明者章毅, 陳亮 申請人:上海市干細(xì)胞技術(shù)有限公司, 中國干細(xì)胞集團(tuán)上海有限公司, 章毅, 蘇州市干細(xì)胞技術(shù)有限公司, 重慶市干細(xì)胞技術(shù)有限公司, 陜西省干細(xì)胞技術(shù)有限公司, 香港臍帶血庫有限公司