用智能手機自動檢驗血液中的寄生蟲

在喀麥隆進行的一項CellScope Loa的初步研究。CellScope是加州大學伯克利分校科學家領導研發的一種基于手機視頻的顯微鏡。這項研究發現CellScope Loa與傳統的血液涂片檢驗方法同樣靈敏，能夠檢測羅阿絲蟲在血液中的水平。

CellScope Loa的一張模式圖，CellScope Loa新研發出的一種基于手機視頻的顯微鏡，組成的原件包括一個3D打印的手機套，其中安裝有簡單的光學原件、相關電路和微控制器，這些能夠對血樣進行處理。CellScope Loa能夠在不到三分鐘的時間內對血樣中的羅阿絲蟲的水平進行定量檢測。

　　新浪科技訊 北京時間5月8日消息，據國外媒體報道，美國加州大學伯克利分校的工程師領導的研究小組日前研發出了一種基于智能手機的顯微鏡技術。使用手機的攝像頭，這種技術能夠自動的對一滴病人血液進行檢測，判斷病人是否感染了寄生蟲，并對寄生蟲的數量進行定量分析。這一技術是基于CellScope的第二代技術，后者也是由加州大學伯克利分校的科學家發明的。這種新技術將為醫療工作者提供重要的信息，為消滅在非洲肆虐的絲蟲病助一臂之力。

　　“我們此前的研究就已經證明，手機可以被用作顯微鏡，但這項新技術是第一個把成像技術的硬件和自動化的軟件整合到一起，能夠進行全自動診斷的技術”，Daniel Fletcher介紹說，他是加州大學伯克利分校生物工程系教授，也是該系的副系主任，CellScope就是他的實驗室研發的，“這種名叫video CellScope（視頻CellScope）的新技術，能夠為醫療工作者提供快速準確的結果，幫助他們決定治療方法，拯救病人的生命。”

　　加州大學伯克利分校的這些工程師和美國國立過敏與傳染病研究所的Thomas Nutman博士，以及喀麥隆和法國的科學家合作研發出了用于檢測的裝置。這些科學家還在喀麥隆進行了初步的研究，那里的醫療工作者一直在抗擊盤尾絲蟲病（又叫河盲癥）和淋巴絲蟲病。

　　Video CellScope技術不是通過檢測分子標記物或是熒光染料來檢測寄生蟲，而是通過寄生蟲的運動來進行檢測。科學家發現這種技術和傳統的篩查方法一樣靈敏。這項初步研究的結果于5月6日發表在《科學 轉化醫學》雜志上。

　　“這項研究試圖解決的是那些被忽略的熱帶疾病”，Fletcher介紹說。“有一些人群正在遭受部分可怕疾病的肆虐，這些疾病是可以治療的。這項研究證明可以用技術來填補這些空白。”

　　抗擊寄生蟲

　　河盲癥是通過黑蠅叮咬傳播的，也是全球傳染性致盲（infectious blindness）的第二大原因。淋巴絲蟲病又叫象皮病是通過蚊子叮咬傳播的，會導致全身疼痛和嚴重水腫。淋巴絲蟲病是全球第二大致殘的原因，和河盲癥一樣，也是部分非洲地區的高發傳染病。

　　一種名叫伊維菌素（ivermectin，簡稱IVM）的抗寄生蟲藥物可以用于治療上述兩種疾病，但是無法在人群中進行大規模的使用，因為那些同時還感染了羅阿絲蟲的病人使用這種藥物的時候有可能會出現致命的副作用，感染羅阿絲蟲會導致人患上羅阿絲蟲病（又叫非洲眼病）。當病人的血液中有高水平的羅阿絲蟲的時候，用伊維菌素進行治療有可能會導致嚴重甚至致命的大腦和神經系統的其它損傷。

　　篩查血液中羅阿絲蟲水平的傳統方法需要接受過培訓的技術人員來完成，使用實驗室中常規的顯微鏡，對血液圖片中寄生蟲的數量進行人工計數。非洲病區的條件以及大規模使用伊維菌素的需求使得這種方法不具有實際的可行性。

　　羅阿絲蟲病可能引發的嚴重副作用，以及病人在治療前無法快速定量檢測羅阿絲蟲的水平使伊維菌素無法得到廣泛的使用，這是阻礙消滅河盲癥和象皮病的原因。

　　新一代的CellScope：使用視頻進行自動化檢測

　　這種新一代的使用手機的顯微鏡叫做CellScope Loa（羅阿CellScope），科學家把一個3D打印的塑料底板和智能手機整合到一起，使用時只需把血樣滴到這個板上，底板上裝有LED燈、微控制器、齒輪、電路和一個USB接口。

　　整個裝置的控制由科學家研發的一個手機應用自動完成。使用者只需在手機屏幕上按一下，手機就會通過藍牙與底板上的控制器實現無線通訊，對血樣進行處理和分析。齒輪會把血樣移動到攝像頭前方，一種計算機算法會對手機拍下的視頻中絲蟲標志性的扭曲運動自動的進行分析，并把絲蟲的數量顯示在顯示屏上。

　　Fletcher介紹說此前的病區現場檢驗顯示，自動化會降低人為錯誤的比例。從把血樣插入底板到最后顯示結果，這種檢驗方法只需要不到兩分鐘的時間。另外用針戳一下手指，然后用毛細管采血需要一分鐘。

　　能夠迅速獲得檢驗結果使醫療工作者可以在現場迅速的決定使用伊維菌素是否安全。

　　“在藥物治療前能夠進行現場檢驗是一個大的進步，有助于控制這些在非洲肆虐的疾病”，加州大學伯克利分校環境科學、政策與管理系的教授、水域生態學家Vincent Resh介紹說，“這項研究研發的手機應用很有實用性和獨創性，（醫療工作者）迫切需要這樣的應用。”

　　Resh沒有參與這項CellScope的研究，但已經在西非工作了15年，一直致力于控制盤尾絲蟲病的傳播。

　　科學家正在擴大CellScope Loa的研究規模，將把喀麥隆參與研究的人數擴大至40,000人。

　　這項研究論文共同的第一作者是Michael D’Ambrosio和Matthew Bakalar，前者是加州大學伯克利分校生物工程學領域的科學家，后者是加州大學伯克利分校生物工程學系的研究生。其它參與者還包括喀麥隆Yaoundé大學和法國蒙彼利埃大學的研究人員。

　　比爾和梅林達蓋茨基金會、加州大學伯克利分校的Blum發展中國家經濟中心、美國國際開發署和美國國立過敏與傳染病研究所對這項研究提供了資助。美國國立過敏與傳染病研究所是美國國立衛生研究院下轄的研究機構。