关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保关于塑造当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
你是一位压力重重的重症监护病房(ICU)医生,正拼命地试图挽救你照顾下的众多患者的生命。他们中的大多数都在使用呼吸机,而且你知道,很多这样的患者会发展成肺炎,增加他们死亡的风险。你想治疗他们,而且要快。
但是你要治疗哪些人呢?你会用抗生素治疗所有人,这可能会导致其他并发症吗?还是你会等到在实验室里培养出肺炎细菌,从而导致测试结果太晚而无法预防死亡?
一项正在开发中的新测试可以让医生在肺炎出现之前, выяснить 哪些病人需要治疗。它利用基因芯片,也称为微阵列——这项技术在实验室中已经使用了十多年,用于研究人类、其他动物和植物的基因变异以及特定基因的开启和关闭方式。在临床上,医生们已经在使用它了。例如,2007年,美国食品和药物管理局批准了由总部位于阿姆斯特丹的Agendia公司创建的微阵列MammaPrint,它可以帮助肿瘤学家预测女性的乳腺癌是否会在五年或十年内复发。
J. Perren Cobb,他是圣路易斯华盛顿大学医学院的重症疾病和健康工程中心主任,却是第一个在如此紧急的情况下,在症状出现之前使用微阵列来绘制致命感染图的人。
Cobb的团队在患者出现呼吸机相关性肺炎症状之前,在重症监护病房对患者进行了研究,使用微阵列来寻找85个基因,这些基因在患者将要发展为呼吸机相关性肺炎时会活跃起来。这种呼吸机肺炎的基因活性可以与实验室小鼠感染不同类型细菌的疾病中的基因活性区分开来。Cobb认为他已经发现了一种方法,可以在症状开始之前预测哪些患者会患上肺炎。尽管他没有使用这些信息来做出治疗决策,但他希望有一天医生可以使用这种方法来拯救那些因使用呼吸机数周而引起的痛苦和昂贵的并发症的患者。
和Cobb一样,波士顿马萨诸塞州总医院的麻醉和重症监护主任Jeanine Wiener-Kronish也希望找到更精确的工具,让医生能够先发制人地治疗正确的患者,拯救生命,并为医院节省每例呼吸机相关性肺炎可能花费的50,000美元。Wiener-Kronish说,这比医生在过去一个世纪里采取的反应式方法要好,并补充说,“我们现在所做的就像巫术一样。”
尽管取得了这些结果,Cobb说,使用微阵列诊断感染目前还不实用。每个病人不到1000美元,微阵列的成本比在重症监护病房使用CT扫描低,但获得答案需要几天时间——对于诊断感染来说太长了。不过,Wiener-Kronish说,Cobb的研究将有助于提醒医生注意感染的发生,并区分不同类型的感染。“他认为免疫反应中存在某种模式的观点是正确的,”Wiener-Kronish说。
与此同时,Cobb的团队正在使用微阵列在更大范围的重症监护病房患者中检测呼吸机相关性肺炎,并计划在临床试验中使用该测试。他有一天设想,就像心电图(EKG),即描绘心脏电活动的弯曲线条,可以告诉医生你是否发生过心脏病一样,一项测试可以记录基因活动的变化,并告诉医生你的免疫系统状况如何——一种免疫检查。
这种广泛的应用——例如,美国国防部可以在长途任务之前使用免疫检查来测试潜艇人员是否感染流感——将需要比目前可用的技术更快的版本。
然后,医生可以使用微阵列或未来的技术来监测类风湿性关节炎等疾病,因为抵抗感染的免疫细胞通常也是引起炎症的细胞。Cobb的团队——完全由美国国立卫生研究院资助——正在与一组治疗此类疾病的医生合作,研究该技术的有效性。当他们对20名感染的婴儿进行免疫检查时,他们发现有14个基因更加活跃。这些基因可以用来代替脊椎穿刺来 выяснить 哪些因发烧而出现在急诊室的婴儿需要立即使用抗生素,而哪些不需要治疗。更重要的是,在2007年10月在美国儿科学会上发表的研究中,这14个基因中的5个可以用来区分病毒感染和细菌感染,从而在未来为医生提供更多信息来做出快速决策。
为了推进这项研究,Cobb、Wiener-Kronish和其他人将于11月会面,计划在重症监护病房床边进行该技术的首次临床试验。“我们希望将注意力集中在我们最需要的病人身上,”他说,“为了他们和他们家人的利益,利用人类基因组的力量。”