一个塑料小芯片约在15分钟之内便能可靠地诊断艾滋病病毒和梅毒,而其制作费用仅为10美分。此芯片以微流体为基础,利用小晶片精确控制纳升体积的流体,进行一系列的化学反应。
该系统由塞缪尔·斯亚(Samual Sia)以及哥伦比亚大学(Columbia University)的合作者们开发,设计用于资源困乏的环境。在卢旺达进行的实地试验表明,此芯片与传统基于实验室的艾滋病病毒诊断一样有效。斯亚计划在非洲的产前诊所施展此项检测。
非洲的很多卫生诊所,乃至城市医院都必须将血液样本送到国家实验室进行处理检测——此过程要花费数天或者几周的时间。但是,在贫穷的农村地区,这里的人们可能需要耗费多天的行程才能到达一个诊所,很多人都不太可能返回获取他们的检测结果。在几分钟内便可给出可靠结果的检测方法,让医生在病人问诊的同时给予治疗,可产生巨大的不同效果。
尽管艾滋病病毒和某些其他传染病菌的快速诊断检测法已经存在,但是在非洲的贫穷地区通常都不使用,这是因为它们读取起来非常困难,而且使用花费昂贵。这样的检测只限制于每次检测一种疾病。而斯亚开发的芯片,像肝炎或疟疾之类的附加检测,也可被添加到芯片上,并不会显著增加应用成本。
为了使微流体技术在贫穷国家更加实用,斯亚研究组在设计微流体芯片时使其制作低廉且简单易读,接着又按照这些目的专门开发了制作方法。这些芯片通过一个注塑成型工序进行生产,此工序已被最优化以产生纳米级的特性。检测反应试剂放置于一个软管中,由气泡分离,并利用注射筒的简单抽拉使其进入芯片。检测流程不需要活动部件、电流、或外部测量仪表,并且仅需要很少量的血液——大约1微升。与其他许多微流体设备不同,此设备结果的读取不需要借助显微镜或其他昂贵的光学系统。大小和价格与手机类似的一个仪器上的简单光传感器会给出检测结果。
斯亚研究组与哥伦比亚大学公共卫生学院、卢旺达卫生行政官员以及非政府健康组织合作,在卢旺达的首都基加利对此设备进行了测试。多达8%的女性检测为艾滋病病毒阳性,在医院这可能需要数天或几周的时间才能拿到艾滋病病毒的检测结果,因为血液样本必须送到外部实验室分析。当希斯开发的装置被用于艾滋病病毒检测、以及艾滋病病毒和梅毒的合并检测时,它的鉴别率为100%,同时假阳性比率约在4%-6%之间——等同于标准实验室的检测。此研究结果已于近期发表在《自然医学》(Nature Medicine)期刊上。
认识到将一项技术商业化用于贫穷国家而进行集资的挑战性,斯亚和两个搭档成立了一家公司,被称为卡拉洛斯诊断公司(Claros Diagnostics)。他们赢得了风险基金来开发一种在富有国家医生诊室中用于检测前列腺癌信号的仪器——该仪器已于6月在欧洲获得了销售许可。斯亚研究组在哥伦比亚大学接着又将该技术改进以适合检测性传播疾病;除艾滋病病毒、梅毒和肝炎之外,他们还在研究开发B型和C型肝炎、疱疹以及疟疾的检测方法。尽管这个检测方法是为贫穷国家开发的,但最后可能在其他地方也有需求。
起初,斯亚的研究焦点集中在产前诊所上。“如果你发现了母体上的疾病,就可以预防疾病传染到新生儿,扩展临床疗效。”希亚说。根据此研究,母亲和怀孕女性的梅毒检测,能够在卢旺达减少因不健康、残疾或早亡造成的200000岁的年龄损失。
斯亚和他的合作者们仍然面临着一个主要的障碍:筹集资金将性传染病(STD)设备发展成商业化的产品。尽管研究者们赢得了补助金和风险资本来开发此技术,包括来自于寻找最佳市场的比尔·盖茨基金会(Gates Foundation)的钱,但是,他们还没有足够的资金来广泛施行此技术。讽刺的是,盖茨基金会拒绝了资助下一阶段的开发,尽管研究显示性传染病检测是应用此技术的最优市场。
廉价艾滋病诊断芯片问世
评论
2 views