吴聊不无聊丨黑科技:iphone解锁新技能,消灭河盲症就靠它了。
iphone可以用来干什么,不同的人有不同的答案。
在我弟眼里是这样的
在我女朋友眼里是这样的
在我眼里当然是这样的
在上周《JAMA》上,科学家给我们呈现了一种iphone的新打开方式。利用iphone和简单的辅助设备就可以轻松诊断一种名为“河盲症”的疾病,并且指导患者合理用药。
河盲症是一种由盘尾丝虫感染所致,可造成失明的寄生虫病,因为在疾病传播过程中涉及一种名为蚋的昆虫,这种昆虫滋生于急流的小河里,故称河盲症。这种感染和疾病主要分布于拉丁美洲热带和非洲撒哈拉地区。
河盲症患者结伴而行
盘尾丝虫在疾病的传播过程中,具有古怪的生命周期。它们的早期幼虫被称作微丝蚴,在进入人类的血液循环之前不能长大或是发育。
它们必须趁一种名为蚋的昆虫吸血时进入后者的身体,才能够长大,进入下一个幼虫阶段。当它们进入蚋的体内之后,会移动到后者的唾液当中,等待蚋再次进食,当他们再次回到人类的身体后才能够完成发育,长大成年。
盘尾丝虫生活史
经历了从人到蚋再到人的长途旅行,微丝蚴发育成熟。这些成年盘尾丝虫会在人类的皮肤中生活、交配、繁殖长达15年之久。
那些在人体内诞生的微丝蚴大多数不够幸运,不能再次进入蚋体内继续发育,但是它们也没闲着,在死之前的两年里它们会在人体血液循环中以微丝蚴的状态乱逛。
这种微小的生物会造成难以忍受的搔痒感,即使使用树枝、石块,挠破了皮,也无济于事。严重时更是让人无法入睡,有些可怜的人因此而自杀。
而当幼虫进入眼球的血液循环,可怕的事就发生了,它们会在人眼中掘洞,最终导致不可逆的失明。感觉美剧《Strain》的海报灵感就来自这个疾病。
美剧《血族》海报
现在全世界依旧有1770万人承受这种疾病的折磨,其中有27万人已经失明了,50万人蒙受严重视力问题的困扰。
这些年来医药卫生组织、慈善机构、科学家也都想尽办法,誓要消灭这种危害严重的疾病。从1992年开始,6个美洲国家针对盘尾丝虫病展开了大规模药物治疗,截至2010年,所有13个流行地区均不再有新发盘尾丝虫病失明病例,其中8个地区已切断了盘尾丝虫病传播。这个成就成功入选2011年美国CDC评出十年公共卫生成就Top 10。
美国疾病控制与预防中心
在2015年年初,比尔·盖茨发表了题为《我们对未来最大的赌注》的年度公开信,在这封公开信中,盖茨打了一个赌:2030年,人类将消灭5种疾病——脊髓灰质炎、麦地那龙丝虫病、象皮病、河盲症和致盲性沙眼。并将继续改善非洲当地的教育和卫生状况,加大公益事业的投入。
比尔·盖茨在非洲开展公益事业
2015年诺贝尔生理学或医学奖被授予给3位在寄生虫疾病治疗研究方面取得的成就的科学家。其中日本科学家大村智和美国科学家坎贝尔凭借研发治疗盘尾丝虫病的特效药伊维菌素获此表彰。另一位获奖者大家一定更加熟悉,那就是青蒿素的发明者——屠呦呦女士。
2015年诺贝尔生理学或医学奖得主
由左至右依次为坎贝尔、大村智、屠呦呦
但是在伊维菌素的使用中发现,对于一些体内存在大量盘尾丝虫的患者,当药物杀死寄生虫的同时,产生的免疫反应可以导致严重的不良事件。自1990年以来,在伊维菌素治疗后出现了超过500例特异性脑病报告,其中包括大约60例死亡病例。在随后的研究中发现,这些中枢神经系统的严重不良事件只发生在血液中微丝蚴密度大于30000/毫升的患者中。
那么在基础设施严重短缺的疫区,如何快速判断患者血液中微丝蚴密度是否超标,可能存在安全隐患呢?
早在2015年,美国加州大学伯克利分校的工程师领便研发出了一种基于iphone的显微镜技术。使用手机的摄像头,这种技术能够自动的对病人血液进行检测,判断病人是否感染了寄生虫,并对寄生虫的数量进行定量分析。
这种基于手机视频的显微镜,组成的原件包括一个3D打印的手机套,其中安装有简单的光学原件、相关电路和微控制器,这些能够对血样进行处理。使用时只需把滴有血样的玻璃板插入装置,使用者只需在手机APP上按一下,手机就会通过蓝牙与底板上的控制器实现无线通讯,对血样进行处理和分析。齿轮会把血样移动到摄像头前方,一种计算机算法会对手机拍下的视频中丝虫标志性的扭曲运动自动的进行分析,并把丝虫的数量显示在显示屏上。
改装后iphone是这样的
经过不断改进,最新研发的LoaScope设备可以在3分钟内检测患者血液标本并报告结果。测试结果居然高达特异性94%、敏感性100%。不明白什么是特异性和敏感性的小伙伴请自行百度。
利用LoaScope设备,来自法国的Joseph Kamgno医生团队在2015年8月至10月走访了喀麦隆中部奥克拉地区的92个村庄,对超过16000名盘尾丝虫病患者的血液标本进行了检测。研究团队把血液中微丝蚴密度低于20000/毫升作为适宜接受伊维菌素治疗的标准。有15 522位患者接受了治疗,其中无一例严重不良反应事件发生,研究成果已发表发表在《新英格兰医学杂志》,就问你厉不厉害。
作为研究团队的一员,美国国家过敏和传染病研究所寄生虫病实验室主任Thomas Nutman说,该装置将允许在非洲中部疫区进行河盲症消除项目。除了治疗河盲症,Nutman认为这种技术可以用于检测疟疾或测量血红蛋白。
我想利用好LoaScope黑科技和伊维菌素,我们一定可以消灭盘尾丝虫,消灭河盲症,毕竟我们消灭过天花。给想了解更多关于丝虫病的小伙伴安利一本科普书《邪恶的虫子》。
我是一本关于虫子的科普书
最后放个介绍Joseph Kamgno医生团队研究的小视频
https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=y1331frtzwx&width=500&height=375&auto=0
传送门
1.Joseph Kamgno医生团队研究原文
http://www.nejm.org/doi/10.1056/NEJMoa1705026
2.JAMA 科技新闻,基于iphone设备辅助治疗河盲症
https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2668328
3.比尔盖茨2015年公开信《我们对未来最大的赌注》
https://www.gatesnotes.com/2015-annual-letter?page=0&lang=zh
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