結合dPCR & 單核細胞活化測試 (MAT)

進行Pyrogen Testing  熱原檢測

MAT 是基於樣本中存在的熱原物質激活單核細胞。當單核細胞暴露於潛在的熱原時，會經過一條訊號傳導路徑，分泌促炎細胞激素，如 IL-1β、TNF-α和 IL-6。
MAT 的實施仍然複雜，通常需要經驗豐富的人員、長期細胞刺激、耗時的步驟以及新鮮的捐贈者血液（PBMCs）。為應對這些挑戰，Minerva Biolabs 開發了 NAT-MAT® 系統——一款下一代熱原檢測平台，旨在提供標準化、靈敏且使用者友善的傳統 ELISA MAT 替代方案。
NAT-MAT® 結合了既有的 MAT 與現代核酸擴增技術（NAT），實際上是數位 PCR（dPCR）。此系統透過監測標準化單核細胞系的細胞激素釋放，來測量熱原的存在。與傳統利用 ELISA 檢測細胞激素蛋白的 MAT 檢測不同，NAT-MAT®在 mRNA 層級測量細胞激素誘導，捕捉早期免疫活化事件，從而提供更早且更敏感的熱原活性指標。

NAT-MAT® 系統依賴 NAT-MAT® 細胞，這些細胞會以熱原標準刺激，樣本被測試後，進行核酸萃取及隨後的 dPCR 分析，分析 IL-1β 與 TNF-α 的基因表現。

由於高度自動化，工作流程將實際操作時間降至最低，大幅減少操作人員的手動操作需求。

NAT-MAT 是否偵測到與基於 ELISA 的 MAT 相同的現象？

NAT-MAT® 透過數位 PCR（dPCR）定量轉錄層級的細胞激素反應，但該檢測法針對的先天免疫訊號級聯反應與傳統基於 ELISA 的 MAT 相同，後者測量蛋白質表現。當人類單核細胞被熱原刺激活化時，模式識別受體——主要是 Toll 樣受體（TLRs）——會觸發如 NF-kB 和 MAPK 等細胞內訊號傳導路徑 [1]。 這些級聯反應導致關鍵促炎細胞激素基因（包括 TNF-α、IL-1β和 IL-6）快速轉錄上調，隨後相應蛋白質的翻譯與分泌。

多項刺激免疫細胞研究顯示，細胞激素轉錄本如 TNF-α 和 IL-1β 會迅速上調（通常在 1–2 小時內），蛋白質分泌通常會在數小時內發生。例如，THP-1 單核細胞的單細胞分析觀察到 TNF-α mRNA 在 LPS 後達到峰值~1 小時，IL-1β在~2 小時內達到峰值 [2]。 同時，大規模轉錄體學與蛋白質體學研究報告，在匹配條件下分泌細胞激素的 mRNA/蛋白質相關性中度至強烈[3][4]。

透過數位 PCR 所得的 TNF-α與 IL-1β劑量-反應曲線與 ELISA 所得的相符（見圖 1 與圖 2）。這些平行的標準曲線證實了 mRNA 層級的定量反映了細胞激素蛋白表現的動力學，並確認在轉錄層級的檢測具有生物學上的相關性。在 NAT-MAT®中，檢測細胞激素 mRNA 代表著較早但等效的單核細胞活化指標。

結合 MAT 的生物學相關性與數位 PCR 的精確與靈敏度，NAT-MAT®系統代表了熱原檢測的重要進展。雖然其免疫機制與傳統 ELISA 基礎 MAT 相同，但 NAT-MAT®將檢測轉移至轉錄層級，捕捉活化級聯反應的早期細胞激素反應。此方法在不損及生物等效性的情況下，提供靈敏度與穩健性，從 ELISA 與 dPCR 所獲得的平行劑量-反應曲線可見一致。

[1] https://www.cell.com/trends/molecular-medicine/fulltext/S1471-4914(07)00184-0
[2] https://www.nature.com/articles/s41598-021-92846-0.pdf
[3] https://link.springer.com/article/10.1007/s11033-014-3585-8
[4] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0014579309008126