文摘
是时候…发现和治疗结核病患者。老鼠可能在研究对更好的诊断测试。http://bit.ly/2Rioa9N
2020年是鼠年。12生肖的老鼠是第一个迹象,和代表精神警觉性,灵活性和活力。在呼吸医学,我们可能认为老鼠是向量的疾病,如肺形式的汉坦病毒疾病或钩端螺旋体病、肺鼠疫。啮齿动物控制因此卫生指导方针和《国际卫生条例》的一部分。然而,老鼠的敏锐的嗅觉,导致其难以置信的职业生涯作为一个生活结核病(TB)检测器。
结核病检测老鼠的旅程开始于一个想法在坦桑尼亚2001年,大约120年后TB-causing结核分枝杆菌是由显微镜和发现的细菌培养。非洲巨型袋鼠(种ansorgei)已经成功地使用正面强化训练发现炸药(1]。问题出现了,如果他们能做更多的人类还通过帮助对抗疾病。但是老鼠怎么用鼻子找到细菌或嗅出结核病患者?几个世纪以来,嗅觉已经告知诊断在医学实践,如。在检测代谢问题,如酮症酸中毒或组织腐烂如坏疽(2]。在佛兰德的共同语言,词就业增长率语源上指焦油的味道,用于结核病。色谱技术的出现使得描述引起气味的有机化合物。
坦桑尼亚国家医学研究所的研究人员指出,农业Sokoine大学(SUA)和比利时非营利APOPO,发现了这个有趣的证据足够训练非洲巨型袋鼠的气味heat-inactivated细菌学的文化和后,heat-inactivated人类唾液样本,发现如果老鼠能识别肺结核。评价设置是,现在仍然是,国产铝笼呈现连续十个样品鼠(图1)。
几年后,这个概念是证明:老鼠能闻到结核病!(3)进一步评估后(4,多年来,性能特征定义通过科学研究(表1)。结果表明,老鼠是独一无二的在非常高的速度、吞吐量、敏感性(考虑到当地有痰涂片显微镜检查的敏感性约37%相比,文化)(5],模仿成本低的1.13美元/样品测试。主要的成本动因是员工,以及当地就业机会的创造。
然而,难题仍然:实际上老鼠闻到样品是什么?分析化学与马普研究所合作进行感染生物在柏林和德国布伦瑞克技术大学导致TB-specific挥发性有机化合物(VOC)的发现模式(11]。VOC的模式是不同于那些文化发出非结核分枝杆菌的物种或其他类似的细菌在显微镜下,等诺卡氏菌属和红球菌属。虽然没有单一的化合物独自一人预测的结核病,一束挥发性有机化合物的仪器在不同组成、数量、和重叠被发现(11- - - - - -13]。这项研究提供了额外的经验证据的可检测TB-specific气味,但也强调了挑战开发olfactory-based可靠VOC标志物的诊断工具,如电子鼻。相比之下,老鼠生活生物传感器不需要先天的化合物的知识。他们依靠模式识别气味,类似于人类如何认识到咖啡的气味没有从事生物化学的研究。
可靠地识别气味,需要歧视行为涉及正面强化培训和学习(3,14]。它还需要大约3000个样本的老鼠形成一个概念结核病气味在它的各种表达式(即。样本不同细菌负荷和已收集到的患者的年龄和性别),同时防止狡猾的老鼠使用无关的线索,否则共变积极的样品(如共病疾病或样品的处理方式在诊所)和规避检测新结核病例。此外,培训和研究取决于标准结核病测试样品供参考。
这些需求提出的问题如果诊所和贡献的患者样本的研究可以直接受益于额外的调查的样本。在道德的间隙,这想法是评估,从四个合作医疗设施在坦桑尼亚。在这种模式、设施共享人类唾液样本在完成他们的常规诊断痰涂片镜检。老鼠在中央研究实验室评估heat-inactivated样本。最初由卫生保健设施测试呈阴性反应的样品所表示的至少一个训练老鼠经过确认结核病测试在中央研究实验室。确认测试结果(最初基于锌和LED-FM浓缩涂片显微镜,而且,自2018年以来,越来越多的分子测试)被报告给医疗设施,提供直接观察结核治疗。该模型增加了细菌的检测确诊肺结核病例平均40%10)和一个更令人印象深刻的68%在年轻的孩子15]。另外发现病例大多低细菌数量(15]。结果的兴趣医疗设施和卫生部门,随着时间的推移,更多的诊所自愿加入在坦桑尼亚的研究。从那里,该模型在马普托复制,莫桑比克的爱德华多Mondlane大学(2013年)和亚的斯亚贝巴,埃塞俄比亚与Armauer汉森研究所(2018年)。
尽管如此,预处理loss-to-follow-up实现健康影响仍然是一个障碍。众所周知在结核病控制,如果不能有效治疗新诊断结核病患者,诊断努力是没有价值的。许多患者阳性(通过一个标准诊断测试)并没有回到诊所接受他们的结果并开始治疗。因此,老鼠研究进化成卫生服务集成模型的研究与设计。模型包括老鼠作为测试仅供研究使用,但远远超出1)努力结果好转24 h内通过移动研究实验室接近病人,建立摩托车快递样品转诊网络,在晚上时间和(重新)评估样本;2)与社区组织合作,比如在坦桑尼亚MKUTA(雇用结核病幸存者为社区卫生工作者和志愿者)和Kenguelekeze在莫桑比克,通过教育和跟踪链接病人护理。将这些元素明显提高连杆保健从大约55%到80%左右16,17]。
今天,研究在三个非洲国家已经导致了超过16 000额外的细菌学的结核病诊断。结核病检测大鼠是最先进的医学应用之一的动物气味检测(18]。公司以丰富的经验基础经验测试开发和服务交付了,有兴趣不减的方法反映在日益增长的伙伴关系。尽管如此,怀疑在一个更大的可接受性和可伸缩性的动物性结核病检测系统仍然是(19),需要进一步优化鼠性能实现分类测试精度标准中定义的国际目标产品概况,即。> 90%的敏感性和特异性> 70%,因需要谁批准7]。最后,依靠痰样本材料可能并不是故事的结局。
下一个什么?鼠年将一个令人兴奋的一个为我们的老鼠:他们会遇到另一个活着的生物传感器,欢乐米尔恩的女人能闻到帕金森病,和团队从曼彻斯特生物技术研究所20.,21),共同调查一系列新样品材料,包括唾液、尿液和呼吸。这项研究将使用气味检测和分析化学协同通知结核病检测大鼠的细化以及合成设备。旅行仍在继续…是时候简单结核病测试和发现和治疗所有患者结核。
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作者感谢所有参与者,临床医生、实验室和鼠处理团队,以及所有合作伙伴和捐助者使研究培训和使用结核病检测大鼠。主要合作伙伴包括Sokoine农业大学国立医学研究所,MKUTA,和在坦桑尼亚国家结核病和麻风病项目;爱德华多Mondlane大学国立卫生研究所,Associacao Kenguelekeze,马普托城市卫生当局和莫桑比克的国家结核病规划;Armauer汉森研究所、德国麻风病和结核病救援协会,监狱的卫生当局和埃塞俄比亚的国家结核病规划;布伦瑞克技术大学以及德国马克斯·普朗克感染生物学研究所和大学的安特卫普,比利时。
脚注
利益冲突:l . Fiebig报告Carraresi基金会的资助,瑞银擎天柱基金会(UBS), UKAID通过人类发展创新基金(HDIF),在坦桑尼亚政府弗兰德斯(GoF),科尔基金会(Skoll)和埃尔顿·约翰艾滋病基金会(*)期间进行的研究;员工APOPO结核病检测,描述测试技术的开发人员。
利益冲突:n .伊恩报告Skoll赠款,*,Carraresi基金会UKAID / HDIF和瑞银在行为研究;和附属于APOPO结核病检测;APOPO结核病检测鼠技术的开发人员。
利益冲突:r .燃烧的报告从GoF和Carraresi基金会资助的研究;和管理的结核病操作APOPO在莫桑比克,包括老鼠探测技术。
利益冲突:C.D.快速报告Carraresi基金会的资助,瑞银,UKAID / HDIF, *,科尔,GoF Firmenich家庭和慈善基金会在行为研究;APOPO的员工,组织开发结核病检测鼠技术。
利益冲突:c·考克斯报告报告Carraresi基金会的资助,瑞银,UKAID / HDIF, *,科尔,GoF Firmenich家庭和慈善基金会在行为研究;APOPO的联合创始人和员工,结核病检测大鼠的开发人员。
利益冲突:G.F. Mgode赠款从UKAID / HDIF报道,瑞银(UBS),期间和Carraresi基金会进行的研究中,和附属于APOPO结核病检测老鼠的开发技术。
支持声明:主要由政府财政支持已经被授予的弗兰德斯,Carraresi基金会瑞银擎天柱基金会UKAID通过人类发展创新基金在坦桑尼亚,科尔基金会和埃尔顿·约翰艾滋病基金会。资金信息,本文已沉积的Crossref资助者注册表。
- 收到了2019年11月20日。
- 接受2020年1月7日。
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