由智能手机制成的显微镜诊断致命的非洲寄生虫

对于非洲中部的数百万人来说,被微型蠕虫感染Loa loa并不是什么大问题:只是有点轻微的瘙痒和肿胀。 但如果他们服用一剂伊维菌素 - 一种广泛分布在非洲大陆的药物,试图消灭其他寄生虫 - L. loa可引起更严重的并发症:出血,神经问题,甚至死亡。 现在,科学家们首次开发出一种手持式移动电话平台的原型,可以在几分钟内筛选出L. loa ,这可以帮助医护人员决定谁可以安全地接受这种药物。

“这是一项了不起的成就,”医学和公共卫生研究员阿德里安霍普金斯说,他是乔治亚州迪凯特市全球健康组织Mectizan捐赠计划的工作组主任,他没有参与这项新工作。 然而,要在整个中非地区广泛使用,该设备必须商业化并降低成本。

L. loa感染或者是loiasis,是由携带L. loa幼虫的蚊子和苍蝇传播的。 在人类的肉体中,只要一缕头发很宽,幼虫就会长成蠕虫。 这些微小的成体寄生虫然后钻入人的皮肤,肺部,血液和眼睛。 (这种疾病也被称为非洲眼虫,因为偶尔寄生在人的眼睛上,从外面可以看到。)到目前为止,诊断恶果一直很棘手 - 特别是因为症状可能是如此微妙。

霍普金斯说:“有筛选,但这是一项漫长而乏味的工作。” 他说,血液样本中微小蠕虫的数量必须由经过培训的技术人员手动计算,以确定是否有足够的蠕虫引起严重的伊维菌素反应。 “你无法进入一个村庄并且每个人都这样做。”对于像他这样的计划,该计划负责管理每年在非洲使用数亿美元的Mectizan(伊维菌素)剂量来治疗河盲症和象皮病 - 两者均由寄生蠕虫 - 这是一个问题,因为伊维菌素和loiasis之间的奇怪和不太了解的相互作用。

研究人员之前曾尝试开发测试血液中L. loa抗体或染色L. loa寄生虫的方法,以便在显微镜下更容易识别,但这些技术从未快速,廉价或有效。

加利福尼亚大学伯克利分校的生物工程师丹尼尔弗莱彻想知道一个自动计算机程序是否可以通过感知它们的告密摆动来检测血液样本中的蠕虫。 “这真的是努力使它尽可能简单快速,”他说。

Fletcher的小组使用他们已开发的基于手机的显微镜平台CellScope来查看感染了L. loa的血液样本。 CellScope设备像超大手机外壳一样滑到iPhone外面,一侧有一个切口,用于放置血样的薄片。 一旦安装好,iPhone的光照射到血样上,与手机相机对准的显微镜有助于放大它。 对于L. loa ,Fletcher的团队随后创建了软件,通过分析通过显微镜记录的5秒视频,可以检测到摆动运动并计算血液中寄生虫的浓度。 该程序不是识别和计算每个蠕虫,而是通过蠕虫在它们之间蠕动时血细胞的轻微移动来阐明它们的存在。

当研究人员使用这项新技术筛选喀麦隆33名患者为L. loa时 , ,估计假阴性率低于千万分之一患者 - 但在2分钟内,该团队今天在科学转化医学报告。 霍普金斯说:“关于这一点的好处在于你不仅仅得到验血结果。” “你也可以在患者所在地进行地理配准并给他们分配一个号码,这样你就可以获得比我们进入一个村庄并将其写在一张纸上更加详细的记录。”

弗莱彻承认,为了将CellScope Loa应用于需要伊维菌素治疗的数百万非洲人,他的实验室首先必须弄清楚如何扩大技术规模; 现在,他们正在实验室手工组装每个范围。 他说,获得行业帮助也可能是一项挑战。 “很难吸引公司制造设备,其目标是最终消除对设备的需求。”