柏林Charité医院神经病理研究所的日常患者诊断和临床研究的完美解决方案
- 弗兰克·赫普纳博士
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神经病理研究所主任
Charité - 柏林大学自2007年以来，弗兰克·赫普纳（Frank Heppner）博士一直领导柏林Charité医院的神经病理学研究所。该研究所约有55名员工，是德国最大的神经病理研究所，每年检查大约17,000名患者样本。附属医学研究部关注神经肌肉研究，自身免疫性疾病，神经肿瘤，脑肿瘤和淋巴瘤，儿童脑肿瘤和神经退行性疾病。
自2020年春季以来，该研究所还研究了中枢神经系统（CNS）中SARS-COV-2感染的影响。对病毒可以进入大脑的途径的研究结果是在《自然神经科学杂志》中发表的[1]十一月。
后勤挑战必须容易解决
柏林charité是欧洲最大的大学医院之一，也是德国顶级研究机构之一。Charité在核心设施原则上运行，这意味着在中央设施中将大规模设备和昂贵，高度敏感的测量设备合并，以帮助确保有效使用该技术。结果，并非每个大学系都有完整的设备补充。
研究部门和神经病理学研究所的常规实验室位于CharitéMitte校园的两座不同建筑物中。研究部门的科学家具有旧的荧光显微镜，但通常无法制作有意义的图像。因此，他们必须诉诸外部共聚焦激光扫描显微镜 - 这需要预订时间插槽。
以前，常规医疗保健中没有荧光显微镜可以在医学诊断中使用，因此在需要时，员工在外部显微镜上预定了时间插槽。这意味着赫普纳博士可以证明他的研究所获得了荧光显微镜的收购是合理的，以最终填补一个空白，直到现在，只有谨慎，耗时的计划才能弥合。
广泛期望的用户范围很高
每个标本都提出了不同的挑战，专门针对赫普纳神经病理学系的新荧光显微镜需要处理所有挑战。从MTA和MASTER的学生到居民和研究人员，都需要在解决方案，功能，位置以及最重要的是用户友好方面满足一长串标准。
神经病理研究所规定了新的荧光显微镜的以下关键标准：
- 它应该是实用的，小的且便携的
- 它必须与研究所的计算机兼容
- 它需要一个集成的暗室，以便可以在任何位置使用
- 它需要与某些标本的共聚焦激光扫描显微镜相当的高分辨率
- 必须可以消除荧光模糊
- 它应该具有集成的缝线功能，以合并特定标本的多个视野
- 一定很容易地集成到诊断工作流程中
- 它必须启用简单而完整的患者样品文档
- 必须易于使用
正如赫普纳（Heppner）博士在一次采访中告诉Keyence的那样，如果他必须为其研究所设计荧光显微镜，它将具有BZ荧光显微镜提供的所有功能。无论是对整体图像的快速视图，还是单个单元格中的详细缩放，缝线或光学切片，简单的操作或便携性，BZ荧光显微镜都涵盖了所有内容。因此，这实际上是为他量身定制的，毫不费力地满足了神经病理研究和诊断的各种要求。
理想的位置
由于研究和患者护理分布在两座建筑物上，因此选择了常规诊断中的显微镜咨询室作为显微镜的位置。借助其集成的暗室，可以在进行实验时提供高效率的任何位置设置BZ荧光显微镜。所有员工都可以访问显微镜咨询室，并具有令人印象深刻的技术，包括与网络兼容的研究所计算机和演示监视器。BZ荧光显微镜连接到该硬件，从而使荧光图像可立即用于咨询和诊断以及光显微镜标本。赫普纳博士告诉我们，荧光显微镜是一个即时的成功，最初的图像已经纳入了新的手稿中。他说这是因为BZ非常易于使用：即使没有经验的用户也可以迅速产生有意义的高质量图像。
多个标本 - 多个要求
大型大学神经病理学研究所进行常规诊断，并有六个研究小组，这意味着必须使用荧光显微镜回答各种问题。标本的种类范围从大脑的人类和鼠组织切片，脑肿瘤，脑脊液样品，中枢神经系统和肌肉组织切片到细胞培养物和单细胞。
常规诊断方面的挑战
例如，在Heppner博士的诊断实验室中，FFPE切片用LCO（发光共轭寡刺鸡）标记，以检测到怀疑各种肌肉疾病时的淀粉样物质。这些不仅像在阿尔茨海默氏病一样在大脑中形成沉积物，而且在大脑外部的肌肉和中枢神经系统神经中也形成了沉积物。荧光测量用于确定生化构型和构象，这对于诊断至关重要。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，这些调查必须通过预订时间段对其他建筑物的研究设备进行。
对于常规诊断，购买钥匙BZ荧光显微镜的优点很明确：在显微镜咨询室中，每个人都可以访问BZ，并且非常易于操作（由于其完全电子控制系统），没有复杂的时间，时间- 需要耗费培训。可以立即对患者样品进行全面分析和记录，而无需扫描仪进行荧光成像。另一个主要优点是医生和研究人员现在可以培训工作，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研究所的研究，但现在越来越多地用于诊断。在不同细胞类型中的目标结构的共定位，尤其是作为Heppner博士在COVID-19的研究小组目前进行的研究的一部分，可以深入了解SARS-COV-2如何从嗅觉粘膜传播到大脑。神经病理研究所和其他20多个参与研究小组获得的翻译结果发表在自然神经科学中[1]在2020年11月底。使用落荧光显微镜检测位于嗅觉粘膜中的神经元上的SARS-COV-2的尖峰蛋白，并且可以沿着嗅觉神经追溯到脑干中。多重荧光表明，至少到目前为止，无法在神经元中检测到该病毒，这表明它也可以通过通过CNS的小血管进入大脑。
然而，即使在大脑中尚未发现该病毒，即使在急性症状消失后，一些COVID-19患者也会出现病毒后神经系统疾病（称为长covid）。这些可能是由于免疫系统对SARS-COV-2的反应，例如，就脑中触发的免疫细胞的细胞因子风暴而言。长期的共同研究仍处于起步阶段，中枢神经系统在这些研究中起着重要作用。
研究挑战
多发性硬化症是一种慢性炎性神经系统自身免疫性疾病。神经病理研究所的Helena Radbruch博士研究小组正在研究这种疾病患者大脑中某些免疫细胞的生存下酸。所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。两者都是非常耗时的和昂贵的分析，BZ荧光显微镜已被证明是一种为这些技术建立新污渍的有效，节省资源的方法。快速成像和切片使得组织样品是否适合进一步分析，并且可以独立验证组织样品是否适合进一步分析，以及针对神经胶质细胞，神经元，血管，脑膜和各种免疫细胞亚型等单个脑结构的每种抗体。
在过去的几年中，Heppner博士为阿尔茨海默氏症的研究建立了一大批自动脑材料。来自该数据库的样品通常显示出由大脑退行性沉积物引起的高自荧光。这个问题是研究小组日常生活的一部分，因为阿尔茨海默氏症的患者经常在高龄死亡。在一生的过程中，尤其是在退行性脑疾病的患者中，可以沉积许多引起高自发荧光的物质。特别是在这些情况下，Heppner博士的团队非常感谢BZ荧光显微镜可以去除荧光模糊，以便对单个细胞结构（例如自噬设备或溶酶体）的单个细胞结构进行清晰的视野。
Heppner博士说，BZ荧光显微镜大大简化了神经病理研究所的日常研究和常规工作。完全电子显微镜会迅速生成荧光图像，如果出现问题，它们甚至可以通过钥匙客户服务来远程修复。在咨询期间，在显示荧光图像时，用户不再需要使房间变得尴尬。BZ产生了满足研究所要求的高质量决议；只有在特殊情况下，需要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脑半球的切片中，来自基本阿尔茨海默氏症研究中使用的小鼠模型。最后，消除荧光模糊是一个主要的好处，因为很大一部分神经标本具有自动荧光，会产生大量干扰。简而言之，在显微镜下，柏林Charité医院的神经病理研究所有各种各样的需求 - BZ荧光显微镜满足所有需求。
[1] Meinhardt，J.，Radke，J.，Dittmayer，C。等。嗅觉传播SARS-COV-2入侵是Covid-19的患者中枢神经系统进入的港口。Nat Neurosci 24，168-175（2021）。https://doi.org/10.1038/s41593-020-00758-5
