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瘧疾是破壞性極大的熱帶疾病之一，然而許多時候，待到確診感染，卻為時已晚。在不久的將來，診斷過程將實現(xiàn)自動化。西門子研究人員正在開發(fā)高度靈敏的血液分析系統(tǒng)。

按蚊叮咬，會傳播瘧原蟲，導(dǎo)致瘧疾。

非洲南部，一種流行病正在肆虐，令無數(shù)人的夢想支離破碎?；蛟S稱得上是破壞性的熱帶疾病，每一年，瘧疾，都會在非洲、東南亞、地中海東部以及南美洲等地，讓數(shù)以千計的家庭家破人亡。此外，這種疾病每年都會導(dǎo)致數(shù)十億美元的直接和間接損失。

盡管如此，國際上對這種疾病的關(guān)注卻相對較少。David Sullivan博士，是位于巴爾的摩市的約翰霍普金斯大學(xué)彭博公共衛(wèi)生學(xué)院的一名傳染病研究人員，他說：“瘧疾是一種被遺忘的疾病。”而實際上，與瘧疾相關(guān)的數(shù)字，極其驚人。據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）估算，2012年，約有兩億人罹患瘧疾。超過60萬人被瘧疾奪走生命——其中大多數(shù)是撒哈拉以南非洲地區(qū)的5歲以下幼童。

瘧疾的診斷存在嚴重問題。Sullivan說：“全球只有10%左右的病例被確診。”這是因為，瘧疾的癥狀都是非特異性的。高燒、發(fā)冷、頭痛和身體虛弱等癥狀，也會表現(xiàn)在許多不同的疾病上。另一方面，在熱帶國家，幾乎每一例發(fā)熱，都采用抗瘧疾藥物來治療，哪怕并不確定是否確實是因按蚊叮咬而受到感染。

在德國和美國等西方工業(yè)化國家，瘧疾的年發(fā)病率約為1000例，因此，醫(yī)生在收治帶有這些癥狀的患者時，可能一時想不到是熱帶熱病。在維也納領(lǐng)導(dǎo)西門子中央研究院生物傳感器小組的Barbara Kavsek說：“待到這種疾病確診之時，或許已經(jīng)為時已晚。”哪怕是在美國，每年也有許多瘧疾患者，因主治醫(yī)生未能及時診斷而失去寶貴生命。

瘧疾診斷的黃金標準，依然是對患者的血液進行顯微鏡分析。為此，需將厚血膜置于載玻片上，晾干、染色，制成瘧疾血片，然后在顯微鏡下觀察，整個過程約耗時一個小時。染色過程中，血細胞會破裂，因而在顯微鏡下，單細胞瘧原蟲一目了然。為了確定瘧原蟲類型——三種最常見的瘧疾類型，是由不同種類的單細胞瘧原蟲引起的——接下來要在顯微鏡下檢查薄血膜血片。剛剛侵入紅細胞內(nèi)的瘧原蟲周圍有空泡，呈環(huán)形。然而，這種診斷方法的問題在于，診斷質(zhì)量在很大程度上取決于實驗操作員對這種疾病是否具備豐富經(jīng)驗。就算是在瘧疾猖獗的國家，診斷準確率也千差萬別。

自動化瘧原蟲檢測。一種替代方法是采用試劑法，其作用原理與早孕試紙類似。Hinrich Sudeck博士，是位于漢堡的Bernhard Nocht研究所德國熱帶醫(yī)學(xué)部的負責(zé)人，他表示：“然而，這種方法并非可靠。”因此，許多醫(yī)生想要進行瘧原蟲常規(guī)驗血——以便發(fā)出某種瘧疾告警。Sudeck說：“這樣的程序代表著巨大的進步。”

西門子研究人員正在開發(fā)用于診斷瘧疾的常規(guī)檢測方法。譬如，利用這種方法，ADVIA 2120（右下圖）每小時可以自動分析120份血樣。

這正是西門子醫(yī)療和西門子中央研究院的研究人員努力的方向。Kavsek是一位數(shù)學(xué)家，在她的帶領(lǐng)下，維也納和格拉茨的研究團隊正在努力改進西門子ADVIA 2120血液分析儀，以使之適用于瘧疾診斷。這臺與洗衣機差不多大小的實驗室儀器實現(xiàn)了*自動化，每小時可以分析120份血樣。世界各地的許多醫(yī)院都在使用ADVIA 2120血液分析儀。通常血樣會被放置在一個類似于裝配線的系統(tǒng)中，而分析儀，將對每一份血樣進行處理和分析——加入試劑、混合血樣、輕輕晃動、激光束照射。

ADVIA的檢測結(jié)果是血象。取決于所選設(shè)置，血象包含300到500個參數(shù)。譬如，ADVIA可以查明紅血球、白血球以及血小板的數(shù)目、大小和形狀，并測定Hb值——即，血紅蛋白的比例。血紅蛋白是一種令血液呈紅色的天然色素。檢測數(shù)據(jù)會保存在實驗室的信息系統(tǒng)中，并轉(zhuǎn)發(fā)給主治醫(yī)生。根據(jù)血象，醫(yī)生可以診斷出血液及造血器官疾病，如遺傳性疾病、缺乏癥、中毒、細菌感染和白血病。

2012年，約兩億人罹患瘧疾。超過60萬人被瘧疾奪走生命，其中大多數(shù)是兒童。

快速擴散。瘧疾也是一種血液病。經(jīng)蚊蟲叮咬，瘧原蟲病原體會侵入人體。最初幾天，它寄居在肝臟內(nèi)大量繁殖，然后侵犯紅血球。在紅血球中，這些單細胞生物以糖分和血紅蛋白為養(yǎng)料，不斷繁殖。最終，紅血球開始破裂，這將引發(fā)可怕的高熱癥狀。瘧原蟲病原體會在血漿中不斷擴散，侵入新的血細胞。

瘧疾感染會在血象中留下蛛絲馬跡，譬如，導(dǎo)致血小板數(shù)量減少。然而，這種特征也適用于其他疾病。因此，不可能僅憑這一個值或其他幾個值就確診是瘧疾。另一個挑戰(zhàn)是，瘧疾病原體分為多個不同種類，不僅各個地區(qū)盛行的瘧原蟲種類各不相同，而且其在血液中留下的痕跡也不盡相同。這，加大了診斷難度。

“指紋”識別。盡管如此，西門子研究人員推測，或許可以通過特征模式，即某種“指紋”，來查明這種疾病。兩年前，Kavsek和她的同事開始與醫(yī)生和化驗診斷師合作，探尋瘧疾在血液中留下的蛛絲馬跡的模式。Kavsek坦言：“問題非常復(fù)雜。”她解釋道，真正困難之處在于找到適當?shù)慕y(tǒng)計方法，用于評估形形的血液參數(shù)是否適用于瘧疾診斷。

不過，研究人員取得了成功。經(jīng)過重重篩選，最終只剩少數(shù)幾個參數(shù)，并得出了一個簡單的公式，未來，ADVIA分析儀可以利用這些參數(shù)和公式來檢查每一份血樣的瘧疾“指紋”。Kavsek強調(diào)指出：“參數(shù)遴選至關(guān)重要，這決定了預(yù)后。”她說，相比于耗時費力的準備過程，儀器本身進行的計算又快又便捷。

靈敏度和特異性。現(xiàn)在，西門子團隊正努力從印度、巴西、荷蘭和非洲獲取數(shù)據(jù)集并進行分析。這是因為，研究人員在創(chuàng)建公式時所依據(jù)的數(shù)據(jù)越多，實現(xiàn)的自動化分析過程就越可靠。Kavsek說：“我們已經(jīng)實現(xiàn)了很高的靈敏度和特異性。”換句話說，哪怕血樣中的瘧原蟲數(shù)量很少，ADVIA也能查出瘧疾，并且陽性結(jié)果一般不會有誤。

此外，西門子專家正在研究可以區(qū)分不同類型瘧疾的方法。這樣的話，取決于所執(zhí)行的分析，可以為ADVIA分析儀配備不同的設(shè)置。譬如，有時候，允許分析儀記錄哪怕只有一丁點兒疑似跡象的瘧疾，也許是明智之舉。抑或，診斷出不同類型的瘧疾有助于對癥施治。Kavsek說：“我們這種方法的絕妙之處在于，既無需安裝新的傳感器，也不必另外執(zhí)行其他測定，測得數(shù)據(jù)已經(jīng)包含了所需的全部信息。”