快速診斷瘧疾的呼氣測試,可望即將誕生

作者 | 發布日期 2017 年 11 月 19 日 0:00 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly

至目前為止,所有瘧疾的診斷方式都是使用血液做為檢測,檢驗的黃金準則是由醫師滴一滴血液樣本至玻片上,染色後在顯微鏡下進行觀察,染色後的瘧疾寄生蟲呈現紫色,有別於染色後為粉紅的血液細胞。像這樣的血液抹片診斷,在醫療設備齊全的地方是相當直接且明確的確診方式;然而,在偏遠及物資缺乏的地方,更為簡易而且快速的診斷測試才符合需求。



快速檢測不僅成本較低、容易操作,同時也能提供準確的結果,但目前瘧疾面對的挑戰是,快速診斷測試(rapid diagnostic tests,RDTs)是偵測一種叫做 HRP2 的蛋白質,而隨著越來越多的研究發現,瘧原蟲 Plasmodium falciparum 已漸漸學習到不再製造這個分子,「我們現在正面對失去一個最簡易的瘧疾診斷方式」,美國華盛頓大學的分子生物學家 Audrey Odom John 這麼說,「瘧原蟲真是種狡詐的寄生蟲」。

幸運的是,天無絕人之路,大自然很有可能提供了人類另一種檢測方法。我們都了解,瘧疾並非透過空氣傳染,而是透過蚊子做為傳播的媒介,科學家們發現,感染者所呼出的氣體中,可能藏有這項疾病傳播的線索,許多研究顯示,瘧疾可能改變感染者呼出氣體中的分子組成,藉以吸引蚊子來叮咬感染者,以加速病原體的擴散。

然而這樣狡詐的傳播病原方式,同時為呼氣測試的發展立下了基礎。

回到 Odom John 位於華盛頓大學的實驗室,她和團隊正在比較從疫區蒐集而來的兩組取自孩童的呼氣檢體,一組感染了瘧疾,一組沒有。他們發現了 6 種化合物,其濃度在兩組間有顯著的差異。

這就是多年來科學家們積極尋找的診斷標記!因這項研究目前正在進行期刊審核,所以團隊不方便透露這些化合物的名稱。但值得注意的是,目前依據這些化合物做為診斷的準確率已達到 83%。

感染者呼出氣體含有萜烯

當然,這樣的準確率仍不及血液抹片或是現行的瘧疾快速診斷測試(準確率在 90% 以上),且初步試驗的樣本數也僅有 35 名,但這項初步結果仍相當令人振奮,且研究團隊除了這 6 種化合物之外,還有另外重大發現。

他們發現這些患有瘧疾病童所呼出的氣體中,含有高濃度的萜烯(terpenes),常見於松類植物所產生的香氣。萜烯很早就被發現可吸引蚊子,因此當研究團隊發現感染病童呼出的氣體有著高濃度萜烯的存在,就意味著感染者能吸引更多蚊子來叮咬,藉以加速病原的傳播。

「這項研究的結果相當讓人興奮,因為他們在同一項研究中找到兩大驚人發現。」亞伯塔大學(University of Alberta)的分子生物學家暨瘧疾專家 Stephanie Yanow,在美國熱帶醫學暨衛生學會(American Society of Tropical Medicine and Hygiene)的年度大會看到 Odom John 及其團隊發表的研究成果後如此表示,她認為這項發現意義非常重大,「這也說明了瘧疾寄生蟲有多麼聰明」。

瘧疾每年奪走全球 40 萬人的生命,大多為生活在撒哈拉以南非洲地區的孩童,這裡也是最需要新診斷方法的地方。華盛頓大學的小兒科醫師 Indi Trehan,自 2007 年起就在馬拉威(Malawi)進行臨床研究及呼氣檢體採樣,「在這樣的偏遠地區,呼氣檢測瘧疾將具有重大意義,尤其是愛滋盛行的地區,到處都充滿對血液及針頭的恐懼。」

下一步 Odom John 要做的,就是重複同樣的試驗在更多的病患身上,並將診斷流程萃鍊為一個診斷裝置,方便未來就地進行病人的呼氣分析檢測。她的團隊正在與工程師們合作,進行一個名為「eNose」的計畫(類似於正在開發的結核病檢測)。目前,蒐集呼氣檢體的步驟很經濟簡單,只需要一些管子、吹嘴及袋子,接下來要做的就是降低分析的成本。

Odom John 說:「如果蚊子能辨別誰感染了瘧疾,我們也應該可以。」你認為呢?

(首圖來源:pixabay) 

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