在人群中发现埃博拉病毒
新的现场测试可以快速区分真正的发烧和看起来像的发烧
图中所示的埃博拉病毒会引起发烧，从一开始就很难将其与疟疾和其他感染区分开来。一种新的诊断系统可以让在偏远地区工作的临床医生更容易地快速筛选出谁真的感染了埃博拉病毒，谁没有。图片由NIAID提供
在利比里亚的一家诊所里，人们从周围的社区慢慢涌进来，尽管空气温暖，但他们仍然颤抖着，报告说他们有不同程度的头痛和恶心。他们中的许多人都很焦虑——这是2014年，埃博拉疫情正在爆发，他们担心最坏的情况：他们和他们的一些邻居和亲人一样，感染了这种高度致命的疾病。他们一个接一个地等待着临床医生的检查，与此同时，蚊子在傍晚浓厚的空气中嗡嗡作响。
在埃博拉的早期阶段，症状通常很难与该地区的另一种地方病疟疾区分开来。疟疾是一种由寄生虫引起的蚊子传播的血液感染。如果没有一种即时筛查患者血液的方法，疟疾患者可能会被隔离，而不是接受抗疟疾药物的治疗，并被其他最终可能感染埃博拉病毒并具有高度传染性的患者所包围。
保罗·g·艾伦家庭基金会（Paul G. Allen Family Foundation）表示，无法在几秒钟或几分钟内，而不是几小时或几天内诊断出埃博拉或疟疾的危险，是导致2014-2016年西非埃博拉危机的主要缺陷之一。
波士顿大学医学院微生物学副教授约翰·康纳说：“现有的标准诊断测试非常好，但在我们在西非看到的疫情爆发期间，很难在实地进行。”相反，需要将样品送到能够运行测试的设施。“从取样到诊断可能需要几天的时间。”
在应对像埃博拉这样快速传播、高度传染性的致命疾病时，这几天可能意味着控制疫情爆发与否的区别。
向过去学习
康纳与来自哥伦比亚大学、美国国立卫生澳门威尼斯人注册网站研究院综合澳门威尼斯人注册网站研究机构的澳门威尼斯人注册网站研究人员、来自塞内加尔的临床合作伙伴和几内亚科纳克里大学的出血热实验室，以及全球医疗技术公司BD （Becton Dickinson）合作，共同努力解决这个问题。由BD领导的国际团队提出了一种新的诊断方法，这将弥补该领域的重大空白。艾伦基金会同意资助这个想法。
“我们着手创建一种快速的即时诊断方法，可以寻找疟疾、埃博拉病毒和其他在这些地区经常发现的病原体，”波士顿大学国家新发传染病实验室（NEIDL）的病毒学家康纳说，该实验室包含一个生物安全4级实验室，自2018年8月以来一直在澳门威尼斯人注册网站研究埃博拉病毒。
当他回顾过去两年促使他进行澳门威尼斯人注册网站研究工作的西非疫情时，康纳说，现在和以往一样需要更好的诊断方法。康纳说，在刚果民主共和国，“疫情正在蔓延……这是刚果有史以来规模最大的疫情，而且看起来还没有得到控制。”
远程诊所的光线
虽然有无数种方法可以设计快速、便携的诊断方法，但该团队所追求的解决方案是基于一种可以不冷藏储存的检测方法，而这种方法通常很难在通往农村疫情地区的供应路线上保存。这就是为什么建立在磁珠和玻璃包裹的金纳米颗粒上的紧凑型诊断系统如此吸引人的原因。
该系统，表面增强拉曼散射（SERS），是基于光以不同方式从不同类型的分子散射的想法。特定的分子具有独特的光散射特征，或独特的条形码，可以被检测到。虽然条形码本身可能很弱，但添加金颗粒可以增强光信号，使条形码更容易被检测到。
“黄金可以将条形码放大一百万倍，”康纳说。
康纳和他的合作者与BD公司合作，该公司为其他全球健康相关应用开发了SERS，康纳和他的合作者帮助设计了一个系统，该系统能够区分疟疾寄生虫和埃博拉病毒的各种条形码，以及马尔堡病毒和拉沙病毒，这两种致命的出血热病毒发现于埃博拉疫情发生的非洲同一地区。
在测试开始时，将一小份血液样本与涂有抗体的磁珠混合，这些抗体可以吸引四种传染性病原体中的每一种。如果血液中含有引起疟疾的寄生虫或埃博拉病毒、马尔堡病毒或拉沙病毒，病原体就会附着在磁珠上。与此同时，玻璃包裹的金纳米颗粒上的类似抗体也附着在病原体上，在磁性珠子和金珠子之间建立了联系。然后，在一个小型机器内，材料通过磁力集中到一个点上，并用小激光束照射。
快速诊断
通过分析样品反射回来的光的条形码，这台机器可以读出疟疾寄生虫或埃博拉病毒、马尔堡病毒或拉沙病毒的存在。如果一个样本含有一种以上的传染因子，该测试能够将它们全部识别出来。
从取样到最终读数，整个过程可在半小时或更短时间内完成。该系统的开发和实验数据显示其在动物和人类血液样本中的有效性，发表在2018年12月12日的《科学转化医学》杂志上。
哥伦比亚大学的亚尼斯·本·阿莫（Yanis Ben Amor）是该澳门威尼斯人注册网站研究的合著者之一，他与非洲的实验室技术人员合作在实际现场测试了该设备，据他说，一个巨大的好处是“一旦将样品加入试管中，就不需要重新打开试管，因为所有的试剂都已经在里面了。”对于进行测试的技术人员来说，“在高度传染性的样本中，这被视为一个巨大的优势。”塞内加尔的流行病学家、该澳门威尼斯人注册网站研究的另一位合著者Souleymane Mboup对此表示同意。Mboup说，这个平台的一个关键优势是它能够从一个试管中包含的单个患者样本中检测出多种致命感染。
设计用于任何地方，该系统的组件可以由电池供电，可以装在背包里。康纳怎么知道的？他把它们塞进了自己的标准尺寸的背包里，以测试它的便携性。
康纳是该澳门威尼斯人注册网站研究的通讯作者之一，他说：“对偏远地区进行良好诊断的意义是巨大的。”
康纳说，诊断的价值不仅仅在于确定谁患有传染病，谁没有。它还涉及与面临感染风险的社区建立更牢固的关系。
Ben Amor说，在疫情爆发期间，“试图用有限的资源提供帮助的临床医生与当地社区之间存在紧张关系，当地社区正在失去对其卫生保健工作者的信任，因为他们没有适当的工具，因此无法充分发挥其能力。”
如果患者能够迅速得到诊断和治疗，就可以建立信任，同时立即帮助临床医生确定哪些人应该被隔离，哪些人应该带着抗疟疾药物回家。
Ben Amor说，最好的情况是临床医生能够限制病人在拥挤的房间里等待的时间，从而减少传播机会。
康纳补充说，该系统可以定制，以检测和区分几乎任何病原体的组合——细菌、病毒、真菌或寄生虫。
康纳说：“我觉得这个系统如此有前途的原因是，它可以诊断不止一种疾病，这在现实世界的传染病中很重要。”“疾病形势复杂，病原体并不是彼此孤立地运作的。”
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