柏林Charité医院的神经病理学研究所为患者日常诊断和临床研究提供完美的解决方案
- 弗兰克博士赫普纳
-
神经病理学研究所主任
Charité - Universitätsmedizin柏林弗兰克·赫普纳博士自2007年以来一直是柏林Charité医院神经病理学研究所的负责人。它拥有大约55名员工，是德国最大的神经病理研究所，每年检查大约17000例患者样本。附属医学研究部主要从事神经肌肉、自身免疫疾病、神经肿瘤、脑肿瘤和淋巴瘤、儿童脑肿瘤和神经退行性疾病的研究。
从2020年春季开始，该研究所还开展了SARS-CoV-2感染对中枢神经系统的影响研究。对病毒进入大脑途径的初步研究结果发表在《自然神经科学》杂志上［1］在11月。
后勤方面的挑战必须易于解决
柏林医院Charité是欧洲最大的大学医院之一，也是德国顶尖的研究机构之一。Charité的运作是基于核心设施的原则，这意味着大型设备和昂贵的、高灵敏度的测量仪器被集中在中心设施，以帮助确保这项技术被有效地使用。因此，并不是每个大学的院系都配备齐全的设备。
神经病理学研究所的研究部门和常规实验室位于CharitéMitte校区的两个不同建筑物中。研究部门的科学家们有一个古老的荧光显微镜，但它通常无法产生有意义的图像。因此，他们必须诉诸外部共聚焦激光扫描显微镜 - 这需要预订时隙。
以前，常规卫生保健中没有可用于医学诊断的荧光显微镜，因此工作人员根据需要预订外部显微镜的时间。这意味着赫普纳博士可以为他的研究所购买一台荧光显微镜找到理由，从而最终填补到目前为止只能通过仔细、耗时的规划来填补的空白。
广泛的用户预期
每个标本都有不同的挑战，赫普纳博士的神经病理学部门需要一种新的荧光显微镜来处理所有的标本。从mta和硕士学生到居民和研究人员，在分辨率、功能、位置，以及最重要的用户友好性方面，有一长串的标准需要满足。
神经病理学研究所为新型荧光显微镜规定了以下关键标准:
- 它应该是实用的，小和便携式
- 它必须与研究所的计算机兼容
- 它需要一个集成的暗房，这样它就可以在任何地方使用
- 它需要一个高分辨率，可与共焦激光扫描显微镜的某些标本
- 必须能够消除荧光模糊
- 它应该有一个集成的拼接功能，以合并一个特定标本的多个视野
- 它必须易于集成到诊断工作流程中
- 它必须能够简单而完整地记录患者样本
- 它必须易于使用
正如Heppner博士在接受采访中告诉Keyence，如果他必须为他的研究所设计荧光显微镜，那么BZ荧光显微镜提供的所有功能都将提供所有功能。无论是如何快速视图，整体图像或详细缩放到单个电池，拼接或光学切片，操作简单或便携性，都覆盖了BZ荧光显微镜。因此，它实际上为他量身定制，毫不费力地满足神经病理学研究和诊断的各种要求。
理想的位置
由于研究和病人护理分散在两栋建筑中，常规诊断的显微镜诊断室被选为显微镜的位置。BZ荧光显微镜集成了暗室，可以在任何位置进行实验，效率高。显微镜咨询室是所有工作人员在任何时候都可以访问的，并具有一个令人印象深刻的技术阵列，包括一个网络兼容的研究所计算机和演示显示器。BZ荧光显微镜连接到这个硬件，允许荧光图像立即用于会诊和诊断以及光镜标本。赫普纳博士告诉我们，荧光显微镜立即取得了成功，第一批图像已经被纳入新的手稿中。他说，这是因为BZ非常容易使用:即使是没有经验的用户也可以快速生成有意义的、高质量的图像。
多个样本—多个需求
大型大学神经病理学研究所进行常规诊断，有六个研究小组，这意味着各种问题必须使用荧光显微镜来回答。标本种类繁多，从人类和小鼠的脑组织切片、脑肿瘤、脑脊液样本、中枢神经系统和肌肉组织切片到细胞培养和单细胞。
常规诊断中的挑战
例如，在Heppner博士的诊断实验室中，当怀疑有各种肌肉疾病时，FFPE切片用LCOs(发光共轭寡噻吩)标记，以检测淀粉样物质。这些物质不仅会像阿尔茨海默氏症那样在大脑中沉积，还会在大脑外的肌肉和中枢神经系统中沉积。荧光测量用于确定生化构型和构象，这是诊断的关键。常规实践中的另一个标准程序是使用荧光显微镜检测自身免疫性脑疾病患者的免疫球蛋白。以前，这些调查必须预约时间，在其他建筑物的研究设备上进行。
对于常规诊断，购买KEYENCE BZ荧光显微镜的优势是显而易见的:BZ显微镜在显微镜诊室随时都可以使用，操作非常简单(由于其全电子控制系统)，不需要复杂、耗时的培训。病人的样本可以立即分析和完整记录，而不需要具有荧光成像功能的扫描仪。另一个主要优势是，医生和研究人员现在可以在工作上进行培训，使他们更容易管理自己的时间。
研究和诊断之间的流体边界
多重荧光主要用于神经病理学研究所的研究，但现在它被越来越多地用于诊断。不同细胞类型的靶结构共定位，特别是作为赫普纳博士研究组目前正在进行的COVID-19研究的一部分，提供了对SARS-CoV-2如何从嗅觉粘膜传播到大脑的深入了解。神经病理学研究所和其他20多个参与研究小组获得的转化结果发表在《自然神经科学》杂志上［1］在2020年11月底。用于检测位于嗅觉粘膜中的神经元的神经元的SARS-COV-2的尖峰蛋白，并且病毒可以沿嗅觉追踪到脑干中。多重荧光表明病毒 - 至少到目到目前为止 - 不能在神经元中检测到，这表明它还可以通过通过CNS的小血管进入大脑。
然而，尽管尚未在大脑中检测到病毒，但一些COVID-19患者在急性症状消失后仍表现出晚期病毒后神经系统问题(即长冠状病毒病)。这可能是由于免疫系统对SARS-CoV-2的反应，例如在大脑中触发的免疫细胞细胞因子风暴。长期以来，对COVID的研究仍处于起步阶段，中枢神经系统在这些研究中发挥着重要作用。
研究挑战
多发性硬化是一种慢性炎症神经主义自身免疫疾病。赫伦纳罗伦博士在神经病理学研究所的研究小组正在研究这种疾病患者脑中某些免疫细胞的生存效力。使用的技术包括在同一部分中的顺序染色和空间分辨的转录组分析。两者都非常耗时和昂贵的分析，并且BZ荧光显微镜已被证明是一种有效，资源节约的方式，以实现这些技术的新污渍。快速成像和切片使得预先测试易于测试组织样品是否适合于进一步分析，并且可以独立地验证组织样品的单个脑结构，例如胶质细胞，神经元，血管，脑膜和各种免疫细胞亚型的各个抗体。
在过去的几年里，Heppner博士为阿尔茨海默的研究建立了Autoptic Brain Material的Biobank。来自该数据库的样本通常显示由大脑中的退化沉积物引起的高自发荧光。这个问题是研究小组日常生活的一部分，因为阿尔茨海默的患者常常在高级时代死亡。在一生的过程中，特别是在退行性脑病的患者中，可以沉积出导致高自发荧光的许多物质。在这些情况下，特别是，Heppner的团队博士感谢BZ荧光显微镜可以去除荧光模糊，以便产生透明的个体细胞结构，例如自噬仪或溶酶体。
HEPPNER博士说，神经病理学研究所的日常研究和常规工作已经大大简化了。完全电子显微镜快速产生荧光图像，如果出现问题，它们甚至可以通过键环客户服务远程远程固定。在咨询期间，在显示荧光图像时，用户不再需要使房间笨拙地变暗。BZ产生了符合研究所要求的高质量分辨率;只有在特殊情况下，只有额外的高分辨率共聚焦激光扫描显微镜。缝合功能广泛用于患者标本和基础Alzheimer研究中使用的小鼠模型的脑半球片段。最后，消除荧光模糊是一个主要益处，因为大部分神经系统具有自发荧光，其产生大量干扰。简而言之，在柏林查理医院的神经病理学研究所有很多需求 - 而BZ荧光显微镜会遇到所有需求。
[1] Meinhardt，J.，Ravke，J.，Dittmayer，C.等人。嗅觉透明盘SARS-COV-2作为一个带有Covid-19的个人中枢神经系统入口的入侵。NAT Neurosci 24,168-175（2021）。https://doi.org/10.1038/s41593-020-00758-5
