在虚构的《星际迷航》宇宙中,角色们使用医疗三录仪扫描来自任何物种的患病个体,以找出他们生病的原因。我们还没有完全达到那种程度,但21世纪的生物工程师已经开发出一种机器,可以在采集患者血液样本后几个小时内识别出大约1000种最常见的致病细菌、病毒和真菌。这项技术基于快速确定病原体的基因指纹,并将其与参考数据库进行比较。
戴维·埃克尔为Ibis Biosciences开发了其中一种机器,他在2014年6月1日出版的《大众科学》杂志上撰写了这些机器的潜力。例如,当地医生可以快速查明患者感染的是哪种弯曲杆菌,以及哪种抗生素治疗对该特定感染最有效。
早期模型很可能在未来几年内上市,价格可能为10万美元或更高——低于CT(或计算机断层扫描)扫描仪的价格。与许多计算机化设备一样,价格标签应该会随着未来的改进而下降。其他从事竞争性传感器的公司包括Illumina和PathoGenetix。
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展望未来,埃克尔认为,连接几百台这样的通用诊断机器,以便它们共享信息,将有助于创建第一个真正全面的早期预警系统,用于检测新出现的流行病和生物恐怖袭击,以及常见的食物中毒爆发。
先前开发通用健康监测网络的想法包括对献血者进行可能的感染检测。埃克尔说,问题是,当研究人员进行计算时,他们确定他们需要包括来自太多人的样本——大约3亿人——这使得测试费用过高。(基本上,献血者往往首先是健康的,这意味着你必须更努力地寻找细菌。)在如此庞大的数字下,结果也会产生太多的假阳性,这只会增加治疗成本。
相比之下,埃克尔称其提议的监测网络为“威胁网络”,它只检测那些病重到需要去医院的人,这使其效率更高,因为需要更少的人来触发可靠的信号。在他的2014年6月《大众科学》杂志的文章中,埃克尔写了他为找到生成强大网络所需的理想机器数量而进行的计算。总数出奇地小
将全国200家精心挑选的医院连接到该网络就足以覆盖整个美国都市人口。像华盛顿特区或圣地亚哥这样规模的每个城市区域将需要大约五家配备通用生物传感器的医院接入网络;如果只有七名患者在急诊室就诊,则有95%的概率立即检测到与公共卫生相关的传染性病原体,如禽流感、炭疽、鼠疫或食源性病原体。
“我向包括白宫国家安全工作人员在内的所有人介绍了这个想法,每个人都很热情,”埃克尔说。“问题是,没有人负责像这样进行宏大思考,然后找到一种方法将其拼凑起来。”他补充说:“我确实从[食品和药物管理局]食品安全人员那里获得了很大的支持。在他们的世界里,他们担心食品中的污染,花生酱中的沙门氏菌或其他东西。你不能非常深入地测试食物——这太昂贵了。你必须测试食物的抽样。这本身就很难做到。实际完成的抽样量微乎其微。”再次强调,经济学要求测试那些因食物中毒而生病的人——然后回溯以确定是否存在爆发(否则可能会被忽视)。
埃克尔有时看起来像一个单人乐队,赞成建立一个威胁网络——或类似的东西。毫无疑问,当下一次大规模爆发某种前所未闻的可怕疾病时,我们都会希望我们的领导人更加关注。“技术正在到来,”他说。“如果我们对此进行一些预见性思考,我们就可以在概念上领先一步。我必须相信这种逻辑会站住脚。”