Zahra Nasser和Nada Salem,化学编辑
糖尿病患者用同样的方法测量他们的血糖1970年代——每天手指的疼痛。虽然大多数人别无选择,只能习惯这一点,但不应该是这样的。监控技术在过去40年里取得了长足的进步。如果你想开始监测你的心率、血氧水平或睡眠模式,你所需要的只是一种时尚Fitbit看戴在手腕上。那么,医疗上必需的监护仪什么时候才能最终赶上监护技术的创新呢?
的人糖尿病不能适当地调节身体的糖含量葡萄糖.正常情况下,一种叫做胰岛素有助于调节血液中的葡萄糖含量。当血糖水平很高时,比如饭后,胰岛素会确保我们的细胞吸收葡萄糖,为它们提供能量来源以供以后使用或储存。II型糖尿病是这种疾病最常见的类型。当细胞对胰岛素的反应减弱(胰岛素抵抗)时,就会发生胰岛素抵抗。I型糖尿病发生时,身体不能产生足够的胰岛素或根本没有胰岛素。如果不及时治疗,这两种糖尿病都会导致血糖水平飙升,最终导致神经和器官损伤。

血糖监测仪以毫摩尔/升(mmol/L)为单位测量血糖。如果不及时治疗,即使是轻微的血糖升高也会造成危害。图片由作者根据数据美国糖尿病协会
糖尿病患者需要每天测量他们的血糖水平,以监测和管理他们的健康。大多数人都是用尖利的手指戳一下,在试纸上抽取一滴血。这一过程“既耗时又不方便,”纽约大学研究和公共政策经理Amanda Stercyzk说加拿大糖尿病.更新的方法,如实时或间歇扫描连续血糖监测仪(rtCGMs和isCGMs)降低了血糖监测的难度。这些技术使用一个临时传感器,佩戴6-14天,每隔几分钟或扫描时自动测量葡萄糖水平。这些诊断工具仍然依赖于血液样本,这使得它们具有侵入性。这种不舒服的针刺方法仍然比连续的血液监测更准确,通常是推荐的选择。然而,无痛和精确的测量工具可能就在眼前。
在研究无创测量葡萄糖的方法时,滑铁卢大学的研究人员发现,解决方案可能就在我们的鼻子底下:唾液!唾液由唾液腺产生和分泌,含有多种分子。博士生高文宇(Wenyu Gao)领导了一项研究,开发了一种测量唾液中葡萄糖水平的传感器原型。
诊断过程将唾液样本分解成许多成分。该传感器包含一个石墨烯薄片与铜纳米材料,特别是铜2O nanocubes。这种材料的组成使铜和葡萄糖之间发生特定的反应。铜是过渡金属;它可以通过获得或失去电子而携带不同的电荷。当铜被氧化时(通过去除电子),带正电的铜可以催化生成的反应葡糖酸从葡萄糖。这个反应导致电流通过传感器的电极;葡萄糖水平越高,电信号就越强。
当糖尿病患者关心血糖时,我们为什么要测量唾液糖呢?事实证明,血液和唾液携带着类似的信息。物质的交换是不断的在血液和唾液之间这意味着唾液通常含有我们在血液中寻找的用于监测或诊断疾病的生物标志物。从唾液中测量的葡萄糖酸是血糖测量的可靠替代品,不需要输血或针。

腮腺含有葡萄糖浓度最高的唾液。它还表明,在三个唾液腺中,与血糖的相关性最强。图片来自Blausen.com员工(2014)2014年Blausen医学画廊.WikiJournal of Medicine, CC BY 4.0
从历史上看,我们一直依赖血液来获取健康信息,而唾液则讲述了一个关于我们身体内发生的事情的平行故事。在2015年,这项研究由加州大学洛杉矶分校进行为唾液测试的潜力提供了突破性的证据。它显示了一些类型核糖核酸在人类细胞中发现的RNA也存在于唾液中,这是一个令人惊讶的发现,因为唾液中含有可以降解RNA的酶。这些rna是细胞信使,也存在于血液中,可作为某些疾病的生物标志物。他们漏进牙龈或唾液腺,从而允许唾液和血液之间的分子直接交换。这一发现引发了一场关于唾液作为医学诊断工具的有效性和准确性的讨论。
高教授说:“唾液是反映人体健康状况的体液之一。”“(它)包含不同疾病的生物标志物,生物标志物的浓度将随着疾病的严重程度而增加。”
对糖尿病的非侵入性诊断的需求仅次于精确的测量。对于不产生胰岛素的1型糖尿病患者来说,有关某些活动或一天中的某个时间如何影响他们的血糖水平的信息对于了解他们的健康状况和适当的治疗至关重要。唾液检测要成为葡萄糖监测的主要手段,它必须既准确又容易。
一个研究2014年发表的一项直接比较唾液葡萄糖和血糖的研究表明,唾液可以区分非糖尿病患者和糖尿病患者,准确率为94.2%。糖尿病患者和糖尿病前期患者的区分准确率为76%。该技术还在不断改进,高对唾液传感器“利用先进的技术和材料实现对不同生物标志物的高灵敏度和选择性”的能力充满信心。
唾液葡萄糖监测仍然需要证明自己是传统检测的替代品,但唾液的巨大潜力正在吸引糖尿病社区以外的医学研究人员的注意。由于纳米传感技术的进步,唾液作为一种诊断工具的未来看起来很有前景。人类唾液蛋白质组计划该公司成立于2005年,记录了唾液中存在的所有蛋白质。我们现在知道了用于扫描某些肿瘤的遗传物质能在唾液中找到吗,使其成为早期检测某些类型癌症的首选方法。
所以,下次你去看医生的时候,一定要保持口腔湿润。你的唾液可能是你健康的最新路线图。
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