狗狗也能嗅出病毒 冠病检测五花八门

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狗狗在你身上一闻,就能闻出你有没有感染冠病。任何人只要戴上一个智能手环,甚至只需要一个芯片,就可以检测出自己是否染病。 

这样的场景不是天方夜谭。冠病疫情当前,全世界的科研人员都在绞尽脑汁研发检测冠病的新方式。

狗狗一闻 就知道你有没有“中枪”

根据英国伦敦卫生与热带医学学院,以及英国达勒姆大学5月23日联合发表的研究报告,即使在病人没有症状的情况下,狗也能经过训练,检测出90%的冠病感染。

好些国家如英国、泰国和德国等地,已开始对犬类进行气味训练,让它们可以成功识别冠病患者身上特有的味道。

在曼谷接受训练的狗狗。(路透社)

参与这些工作的科学家表示,犬类可以帮助控制这种大流行病,因为它们可以在机场或体育场馆等繁忙场所每小时筛查数百人,而且比传统的检测方式(如核糖核酸检测以及聚合酶链反应检测)便宜。

英国一家慈善机构,医疗探测犬(Medical Detection Dogs)如今正在训练六只狗。该慈善机构的联合创始人兼首席执行官Claire Guest说,这些狗已经显示出它们能够嗅出病毒的迹象。她以前也曾训练狗发现疟疾、癌症和帕金森氏病的气味。

而在泰国,今年5月,六只训练有素的拉布拉多犬中的三只在曼谷的朱拉隆功大学首次亮相。此前,项目负责人说,试验显示成功率约为95%,该月共闻到约2000个样本。这些狗不需要直接闻人类,只需要嗅一嗅不同人类的汗液样本,就能在扑捉到“不一样的味道”时,停下动作,让研究员知道那是冠病患者的汗液样本。

早在去年7月,就有关于狗在嗅出新冠病毒方面的公开研究。在该研究中,8只探测犬仅接受了1周的训练,针对检测严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2,即冠病病毒原始毒株)的感染者的唾液或气管支气管分泌物。最后在1012个随机样本中,这些狗达到了94%(±3.4%)的总体平均检测率,其中157次正确指认为阳性,792次正确指认为阴性,以及63次错误指认。

根据权威科学期刊《自然》网站,狗的鼻子有3亿个气味受体,这使它们能够侦测到人类无法侦测的微小浓度的气味。网站指出,以冠病侦测为例,研究人员尚不确定狗到底闻到什么,但他们怀疑冠病等类似疾病,会导致人体释放出一种独特的挥发性有机化合物(volatile organic compounds)。这些分子很容易蒸发,让狗轻易嗅探。

不过,即使检测准确率超过90%,不意味狗狗就能马上“大规模出动”。训练狗所需的材料,如冠病患者的衣物、浓缩衣物味道的机器、采集汗水的机器等,对研究员来说都是有限的资源。这类方式也只是用于人流量大的场地,也还不能完全代替传统的检测手段。

也有科学家提醒,相关研究虽看似有潜力,但尚未通过同行评议,研究结果仍待严格检视。

除了出动狗狗,有些研究员也想到直接跳过训练狗狗这一步。美国宾夕法尼亚州的一个研究团队正在研究一种“电子鼻”,用于检测冠病。

研究团队将冠病患者与普通人的T恤衫碎片分别放在传感器阵列上,并且用一条气体管道将香气 “推导”出来。如果检测到冠病相关的化学物质,传感器就会产生某种电流图案,这个电流图案再经由计算机使用机器学习算法进行分析。

检测结果将会在在两到五分钟内显示。整个检测过程不需要任何试剂。

穿戴设备监测体征 发病前可预知染疫

全球知名智能表品牌Fitbit,在2020年8月预先释出的一项研究显示,该公司生产的穿戴设备或能在患者出现症状前,就侦测到冠病。这份报告尚未经过同行评议,至今还没正式发表。

根据研究,Fitbit智能表可以在参与者通报症状前一天,检测到近50%的确诊者,在健康受检者中则会呈现三成的假阳结果。

研究人员发现,在许多情况下,有症状的冠病患者,心率变异性(heart rate variability)会下降,而静息心率(resting heart rate)和呼吸频率会上升。

因此,Fitbit希望通过收集到的研究结果,创建一种演算法。这个演算法可以直接通过使用呼吸频率、静息心率和心率变异性等体征,在症状开始前就检测出冠病等疾病。

美国工业巨擘通用电气(General Electric)则是考虑到冠病病毒会在一些表面上存活几小时到几天时间的特性。

公司因此希望可以在手机、平板电脑、智能手和电脑键盘等表面上都嵌入传感器,用来侦测这些设备表面的冠病病毒,避免更多人因接触到这些表面而被感染。

手握一张卡 随时揪病毒

美国罗切斯特大学的研究人员正在开发一种光学芯片。这种芯片不过米粒大小,可黏附在一次性的检测卡上,并在一分钟内从小小的一滴血,检测到多种病毒,包括冠病病毒。

这个芯片的独立传感器区域嵌入了八种不同病毒相关的蛋白质,包括冠病病毒原始毒株——严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)。

如果有人接触过任何一种病毒,只需要用检测卡进行检测,血液检体中这些病毒的抗体将被吸引到蛋白质上,并且在一分钟内检测出来。

这个检测方式与其他方法的分别在于,医生可通过检测结果,了解冠病与其他病毒之间的关联,对日后的病毒研究可以起到很大作用。

新加坡有什么新招? 呼吸检测法 污水(包括排泄物!)检测法

新加坡除了最常见的拭子测试(swab test),还有使用什么方式进行检测呢?

就在今天(5月24日),由新加坡国立大学毕业生成立的起步公司Breathonix研发的冠病呼吸检测器,成为获卫生科学局临时授权使用的首个冠病呼吸检测器。

测试者只需对着与高精度呼吸采样器相连的一次性吹口(mouthpiece)吹气。收集的气体会放入一台先进的质谱分析器(mass spectrometer)进行测量,只需要60秒就能够检测出新冠病毒。

在一些西方国家,由于无法实现全方位的病例追踪,许多人也会倾向于在家自行检测,有些机构会通过分析废水和空气,以及居民发烧的规律来判断哪一区暴发了冠病,再用数据进行相关分析。

我国客工宿舍的冠病病例于去年3­月底攀升时,水供回收厂和宿舍的污水就可检测到病毒。国家环境局当时已启动试验计划,通过检验污水中的病毒遗传物质含量,了解冠病的传播情况。

看了这么多检测方式,想必有些眼花缭乱。其实以上所谈及的大部分检测方式还未获得广泛认可,下图整理了本地已经在广泛使用或已获当局临时授权使用的四种检测方式,帮助大家了解不同方式的检测原理和适用情况。

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