Nat Med:核磁共振技术有望用于疟疾快速诊断
2014/09/02
《Nature Medicine》上的一项研究称,一种叫做核磁共振弛豫(magnetic resonance relaxometry ,MRR)的技术可以通过检测血液中恶性疟原虫生长过程中产生的疟色素诊断出疟疾感染。该技术只需10微升的血,可在短短几分钟内提供诊断结果,成本不到10美分。


近日,发表在《Nature Medicine》杂志上的一项研究称,一台放在桌上的小设备可以通过检测血液中恶性疟原虫生长过程中产生的疟色素( haemozoin)诊断出疟疾感染。如果该技术能够广泛应用,将有助于偏远地区疟疾的检测和治疗,在这些地方常规的检测手段根本无法发挥作用。

常规检测手段

诊断疟疾感染的常规方法是通过显微镜在患者的血液样本中寻找导致该疾病的恶性疟原虫。这种方法需要一名有经验的专家或者医生,否则很容易出现人为的错误。还有一些其它的检测技术不能够定量,并且昂贵,在发展中国家使用尤为不切实际。

新技术MRR

新加坡麻省理工学院联盟研究和技术中心的生物工程师Jongyoon Han和他的同事们开发了一种可以避免上述疟疾检测技术中众多问题的新型诊断技术。该技术只需要10微升的血,可在短短几分钟内提供诊断结果,成本不到10美分,并且不依赖于技术人员的专业知识和昂贵的检测实际。


感染恶性疟原虫的红细胞

恶性疟原虫入侵红细胞后会以红细胞中的物质为食,将血红蛋白分解成血红素和氨基酸。其中,血红素是一种含铁的化合物。游离的血红素是有毒的,疟原虫会很快将其转化为不容性晶体疟色素。Han和他的团队运用一种叫做核磁共振弛豫(magnetic resonance relaxometry ,MRR)的技术在感染恶性疟原虫的人和小鼠血液样本中检测疟色素的磁信号。

MRR是一种核磁共振(NMR)光谱, NMR是化学分析的主要技术。虽然NMR仪器出了名的庞大,但近年来,研究人员已经将它们的尺寸降低到足够小的程度。

当恶性疟原虫在血液中的浓度达到每微升感染10个细胞时,MRR就能够检测出来;然而,传统的显微镜技术只有在每微升感染至少50个细胞时才能检测出来,这也是临床病症出现的开始。

该技术还包含了一个很重要的进步,研究人员可以省去在实验室中处理血液样本的步骤,直接进行疟色素检测。研究疟疾的免疫学家 Carole Long说:“如果该技术能够用来检测临床上获得的血液样本那就再好不过了。”

科学家质疑该技术

然而,生物物理学家Stephan Karl表示,虽然这项技术看起来非常有前途,但是需要提醒的是大多数的疟疾感染不会产生大量的疟色素。从研究人员提供的数据可以看出,将该技术广泛应用于疟疾诊断还有很长的路要走。

Han也表示将该技术用于检测实际患者的血液样本确实还存在一些问题,但是他和他的团队已经在努力解决这些问题了。其中,尤为重要的是,他们要弄清楚基因组成和饮食习惯等因素对不同的人血液的影响。

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