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瘧疾是破壞性極大的熱帶疾病之一，然而許多時(shí)候，待到確診感染，卻為時(shí)已晚。在不久的將來(lái)，診斷過(guò)程將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。西門子研究人員正在開(kāi)發(fā)高度靈敏的血液分析系統(tǒng)。

按蚊叮咬，會(huì)傳播瘧原蟲(chóng)，導(dǎo)致瘧疾。

非洲南部，一種流行病正在肆虐，令無(wú)數(shù)人的夢(mèng)想支離破碎。或許稱得上是破壞性的熱帶疾病，每一年，瘧疾，都會(huì)在非洲、東南亞、地中海東部以及南美洲等地，讓數(shù)以千計(jì)的家庭家破人亡。此外，這種疾病每年都會(huì)導(dǎo)致數(shù)十億美元的直接和間接損失。

盡管如此，國(guó)際上對(duì)這種疾病的關(guān)注卻相對(duì)較少。David Sullivan博士，是位于巴爾的摩市的約翰霍普金斯大學(xué)彭博公共衛(wèi)生學(xué)院的一名傳染病研究人員，他說(shuō)：“瘧疾是一種被遺忘的疾病。”而實(shí)際上，與瘧疾相關(guān)的數(shù)字，極其驚人。據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）估算，2012年，約有兩億人罹患瘧疾。超過(guò)60萬(wàn)人被瘧疾奪走生命——其中大多數(shù)是撒哈拉以南非洲地區(qū)的5歲以下幼童。

瘧疾的診斷存在嚴(yán)重問(wèn)題。Sullivan說(shuō)：“全球只有10%左右的病例被確診。”這是因?yàn)?，瘧疾的癥狀都是非特異性的。高燒、發(fā)冷、頭痛和身體虛弱等癥狀，也會(huì)表現(xiàn)在許多不同的疾病上。另一方面，在熱帶國(guó)家，幾乎每一例發(fā)熱，都采用抗瘧疾藥物來(lái)治療，哪怕并不確定是否確實(shí)是因按蚊叮咬而受到感染。

在德國(guó)和美國(guó)等西方工業(yè)化國(guó)家，瘧疾的年發(fā)病率約為1000例，因此，醫(yī)生在收治帶有這些癥狀的患者時(shí)，可能一時(shí)想不到是熱帶熱病。在維也納領(lǐng)導(dǎo)西門子中央研究院生物傳感器小組的Barbara Kavsek說(shuō)：“待到這種疾病確診之時(shí)，或許已經(jīng)為時(shí)已晚。”哪怕是在美國(guó)，每年也有許多瘧疾患者，因主治醫(yī)生未能及時(shí)診斷而失去寶貴生命。

瘧疾診斷的黃金標(biāo)準(zhǔn)，依然是對(duì)患者的血液進(jìn)行顯微鏡分析。為此，需將厚血膜置于載玻片上，晾干、染色，制成瘧疾血片，然后在顯微鏡下觀察，整個(gè)過(guò)程約耗時(shí)一個(gè)小時(shí)。染色過(guò)程中，血細(xì)胞會(huì)破裂，因而在顯微鏡下，單細(xì)胞瘧原蟲(chóng)一目了然。為了確定瘧原蟲(chóng)類型——三種最常見(jiàn)的瘧疾類型，是由不同種類的單細(xì)胞瘧原蟲(chóng)引起的——接下來(lái)要在顯微鏡下檢查薄血膜血片。剛剛侵入紅細(xì)胞內(nèi)的瘧原蟲(chóng)周圍有空泡，呈環(huán)形。然而，這種診斷方法的問(wèn)題在于，診斷質(zhì)量在很大程度上取決于實(shí)驗(yàn)操作員對(duì)這種疾病是否具備豐富經(jīng)驗(yàn)。就算是在瘧疾猖獗的國(guó)家，診斷準(zhǔn)確率也千差萬(wàn)別。

自動(dòng)化瘧原蟲(chóng)檢測(cè)。一種替代方法是采用試劑法，其作用原理與早孕試紙類似。Hinrich Sudeck博士，是位于漢堡的Bernhard Nocht研究所德國(guó)熱帶醫(yī)學(xué)部的負(fù)責(zé)人，他表示：“然而，這種方法并非可靠。”因此，許多醫(yī)生想要進(jìn)行瘧原蟲(chóng)常規(guī)驗(yàn)血——以便發(fā)出某種瘧疾告警。Sudeck說(shuō)：“這樣的程序代表著巨大的進(jìn)步。”

西門子研究人員正在開(kāi)發(fā)用于診斷瘧疾的常規(guī)檢測(cè)方法。譬如，利用這種方法，ADVIA 2120（右下圖）每小時(shí)可以自動(dòng)分析120份血樣。

這正是西門子醫(yī)療和西門子中央研究院的研究人員努力的方向。Kavsek是一位數(shù)學(xué)家，在她的帶領(lǐng)下，維也納和格拉茨的研究團(tuán)隊(duì)正在努力改進(jìn)西門子ADVIA 2120血液分析儀，以使之適用于瘧疾診斷。這臺(tái)與洗衣機(jī)差不多大小的實(shí)驗(yàn)室儀器實(shí)現(xiàn)了*自動(dòng)化，每小時(shí)可以分析120份血樣。世界各地的許多醫(yī)院都在使用ADVIA 2120血液分析儀。通常血樣會(huì)被放置在一個(gè)類似于裝配線的系統(tǒng)中，而分析儀，將對(duì)每一份血樣進(jìn)行處理和分析——加入試劑、混合血樣、輕輕晃動(dòng)、激光束照射。

ADVIA的檢測(cè)結(jié)果是血象。取決于所選設(shè)置，血象包含300到500個(gè)參數(shù)。譬如，ADVIA可以查明紅血球、白血球以及血小板的數(shù)目、大小和形狀，并測(cè)定Hb值——即，血紅蛋白的比例。血紅蛋白是一種令血液呈紅色的天然色素。檢測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)保存在實(shí)驗(yàn)室的信息系統(tǒng)中，并轉(zhuǎn)發(fā)給主治醫(yī)生。根據(jù)血象，醫(yī)生可以診斷出血液及造血器官疾病，如遺傳性疾病、缺乏癥、中毒、細(xì)菌感染和白血病。

2012年，約兩億人罹患瘧疾。超過(guò)60萬(wàn)人被瘧疾奪走生命，其中大多數(shù)是兒童。

快速擴(kuò)散。瘧疾也是一種血液病。經(jīng)蚊蟲(chóng)叮咬，瘧原蟲(chóng)病原體會(huì)侵入人體。最初幾天，它寄居在肝臟內(nèi)大量繁殖，然后侵犯紅血球。在紅血球中，這些單細(xì)胞生物以糖分和血紅蛋白為養(yǎng)料，不斷繁殖。最終，紅血球開(kāi)始破裂，這將引發(fā)可怕的高熱癥狀。瘧原蟲(chóng)病原體會(huì)在血漿中不斷擴(kuò)散，侵入新的血細(xì)胞。

瘧疾感染會(huì)在血象中留下蛛絲馬跡，譬如，導(dǎo)致血小板數(shù)量減少。然而，這種特征也適用于其他疾病。因此，不可能僅憑這一個(gè)值或其他幾個(gè)值就確診是瘧疾。另一個(gè)挑戰(zhàn)是，瘧疾病原體分為多個(gè)不同種類，不僅各個(gè)地區(qū)盛行的瘧原蟲(chóng)種類各不相同，而且其在血液中留下的痕跡也不盡相同。這，加大了診斷難度。

“指紋”識(shí)別。盡管如此，西門子研究人員推測(cè)，或許可以通過(guò)特征模式，即某種“指紋”，來(lái)查明這種疾病。兩年前，Kavsek和她的同事開(kāi)始與醫(yī)生和化驗(yàn)診斷師合作，探尋瘧疾在血液中留下的蛛絲馬跡的模式。Kavsek坦言：“問(wèn)題非常復(fù)雜。”她解釋道，真正困難之處在于找到適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)方法，用于評(píng)估形形的血液參數(shù)是否適用于瘧疾診斷。

不過(guò)，研究人員取得了成功。經(jīng)過(guò)重重篩選，最終只剩少數(shù)幾個(gè)參數(shù)，并得出了一個(gè)簡(jiǎn)單的公式，未來(lái)，ADVIA分析儀可以利用這些參數(shù)和公式來(lái)檢查每一份血樣的瘧疾“指紋”。Kavsek強(qiáng)調(diào)指出：“參數(shù)遴選至關(guān)重要，這決定了預(yù)后。”她說(shuō)，相比于耗時(shí)費(fèi)力的準(zhǔn)備過(guò)程，儀器本身進(jìn)行的計(jì)算又快又便捷。

靈敏度和特異性。現(xiàn)在，西門子團(tuán)隊(duì)正努力從印度、巴西、荷蘭和非洲獲取數(shù)據(jù)集并進(jìn)行分析。這是因?yàn)椋芯咳藛T在創(chuàng)建公式時(shí)所依據(jù)的數(shù)據(jù)越多，實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化分析過(guò)程就越可靠。Kavsek說(shuō)：“我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了很高的靈敏度和特異性。”換句話說(shuō)，哪怕血樣中的瘧原蟲(chóng)數(shù)量很少，ADVIA也能查出瘧疾，并且陽(yáng)性結(jié)果一般不會(huì)有誤。

此外，西門子專家正在研究可以區(qū)分不同類型瘧疾的方法。這樣的話，取決于所執(zhí)行的分析，可以為ADVIA分析儀配備不同的設(shè)置。譬如，有時(shí)候，允許分析儀記錄哪怕只有一丁點(diǎn)兒疑似跡象的瘧疾，也許是明智之舉。抑或，診斷出不同類型的瘧疾有助于對(duì)癥施治。Kavsek說(shuō)：“我們這種方法的絕妙之處在于，既無(wú)需安裝新的傳感器，也不必另外執(zhí)行其他測(cè)定，測(cè)得數(shù)據(jù)已經(jīng)包含了所需的全部信息。”