疟疾的磁性检测显示出前景

一种快速方法通过检测血液中寄生虫生长的副产物来进行检测,比传统的检测方法更便携,更不易出错


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一种可以放在桌子上的设备可以通过检测血液中寄生虫生长的副产物来诊断疟疾感染。如果该技术能够被证明在野外环境中可行,那么它可以在偏远地区检测和帮助治疗疟疾,这些地区并不总是有传统的检测设备。

诊断疟疾感染的标准技术是使用显微镜在患者的血液样本中寻找导致该疾病的寄生虫——恶性疟原虫。这种方法需要训练有素的专业人员,并且容易出现人为错误。其他可用的检测技术不是定量的,而且价格昂贵或在野外使用不切实际,尤其是在发展中国家。

新加坡-麻省理工学院研究与技术联盟中心的生物工程师韩钟允(Jongyoon Han)和他的同事们设计了一种可以避免许多这些问题的诊断测试。他们的研究方法在8月31日发表在《自然医学》上的一篇论文中有所描述,只需要一滴微量的血液——少至10微升——即可进行检测,并且可以在几分钟内提供诊断结果。此外,它不依赖于技术人员的专业知识。

恶性疟原虫入侵红细胞并以其内容物为食时,它会将血红蛋白分解为氨基酸和血红素,血红素是一种含有铁的化合物。游离的血红素是有毒的,因此寄生虫会迅速将其转化为一种不溶性晶体,称为疟色素。

韩解释说:“疟色素晶体就像小磁铁一样。”他和他的团队使用一种称为磁共振弛豫法(MRR)的技术来检测感染了恶性疟原虫的人血样本中以及感染了贝氏疟原虫(一种小鼠疟疾模型)的小鼠样本中疟色素的磁信号。

MRR是一种核磁共振(NMR)光谱法,是化学分析的得力工具。尽管核磁共振仪以体积庞大而著称,但近年来,研究人员已将其缩小到足够小的尺寸,可以放在工作台上。韩说,该技术向野外推广的另一个重要步骤是,他的团队能够直接在血液样本中检测到疟色素,而无需先在实验室中进行处理。

该研究的合著者、新加坡南洋理工大学的寄生虫学家彼得·普雷泽(Peter Preiser)说,当血液中恶性疟原虫的浓度为每微升十个感染细胞时,MRR就能检测到它。传统的显微镜技术只能在每微升50个或更多细胞的浓度下检测到该寄生虫,这也是临床症状开始出现的时候。

英国牛津大学的流行病学家理查德·莫德(Richard Maude)说:“这项技术的性能似乎与常规显微镜检查相当,如果不是更优越的话。” 但是,他补充说,有必要对“其在人体中的性能进行彻底评估”,并与其他测试进行比较。

美国马里兰州贝塞斯达国家过敏和传染病研究所研究疟疾的免疫学家卡罗尔·隆(Carole Long)说:“重要的是要证明这一点可以在疟疾流行的环境中从临床样本中获得的血液中实现,”在这些环境中,大多数患者处于寄生虫感染红细胞的阶段。

澳大利亚墨尔本附近沃尔特和伊丽莎·霍尔医学研究所的生物物理学家斯蒂芬·卡尔(Stephan Karl)说,该方法似乎显示出前景,但警告说,大多数感染不会产生大量的疟色素。他说:“仔细观察所提供的数据,很明显该方法距离可靠的现场疟疾诊断还有很长的路要走。”

韩承认,在将该技术应用于实际患者的样本之前,仍有一些问题需要解决,但他表示,他和他的合作者已经在研究解决这些问题的方法。特别是,他们需要了解不同人的血液反应如何因遗传构成和饮食等因素而异。

本文经许可转载,并于首次发表 于2014年8月31日。

 

 

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