艾伦·霍夫曼：以诊断检测新方法增进未来城市健康

艾伦·霍夫曼：以诊断检测新方法增进未来城市健康  



（艾伦·霍夫曼，美国华盛顿大学生物工程系荣休教授）  



今天很荣幸来到这里，感谢主办方给我们的良好邀请，给我们提供了这么好的接待。  



我也是上海大学的一位荣誉教授，目前在上海大学已经工作了五年，我对这段时间里与中国的合作感到非常荣幸。我今天跟大家谈的话题是以诊断检测新方法来增进城市的健康。首先，谈谈整个行业的宽泛情况；接下来，介绍一下华盛顿大学的研究。  



从全球角度来思考，我们都在这个地球生活，  SARS和最近的猪流感向大家证明了严重的传染病会很快成为全世界都受影响的严重问题。这幅图来自哈佛大学的一个报告，从中我们能够看到，2002年底非典是如何在6个月的时间里面，从一个地区出发，然后传遍了全世界。这是一个非常典型的例子，向大家充分展示了传染病的潜在威胁。从全球的角度来看，我们知道，细菌和病毒将持续不断地挑战未来的城市。  



有人说，在电梯里面打一个喷嚏都有可能造成传染病。那么让我们来看看这张图，这是哈佛大学的传染病和病毒研究给出的报告，它向大家展示的是一个致病体在干燥的桌面上的生存周期有多长。这些病毒，在几天的时间或者几个月的时间里，都有可能生存在你手上。你打一个喷嚏，或者摸一个电梯里的按钮，都有可能会传染一些病毒。同时我们知道，恐怖分子非常有可能选择一些微生物作为武器来威胁整个国家的健康，我们知道有一些潜在的、比较可能被恐怖分子使用的生物武器，都可能会给整个环境带来破坏性的影响。所以我的这个报告的一个主要目的，就是想告诉大家，这些生物制剂的诊断和检测完全是取决于我们看到的一些症状，比如说病人有没有出现高烧等等，如果出现这些症状，我们会针对它加以治疗，最主要的一点就是要能够在现场及时、快速、可靠以及以便宜的方式进行检测。如果有的时候你没有办法很快地检测出这个病人感染的重要病毒的话，很有可能他就会把这个病毒传染到其他的地方，所以很有必要现场即时地得出检测结果。  



这里给大家看的是一个例子。一个液体的样本中间会存在很多的挑战，如果一个病人他有高烧的话，第一大挑战就是要找到一个目标分子，就是一个核心的标的性的样本。有时候我们并不知道标的分子是哪一个，有时候标的分子有很多，比如说这种疟疾，它的标的分子就有好几种。我们可以看到好多种不同的病毒，它的标的分子各不相同，多数情况下，我们都是看DNA以及看它的抗体，找到这些DNA，找到这些抗体，从而找到这些关键的标的分子。最大的问题，是这些样本往往是非常非常稀释的一个标的分子，所以你必须有能力在一个非常稀释的环境中间，仍然能检验出这些分子，并且是很快速有效地检验出这个分子。  



下一张图是我们常说的免疫吸附测定的检测方案。这种方案是捕获一个分子——往往是单克隆抗体——通过单克隆抗体的处理，将它的浓度进一步增加，然后找到另外一个目标分子，对它进行贴标，然后去除不能附着的贴标，这个时候就可以确定已经增加了浓度的标的分子。这种酶联免疫吸附测定方法是全球最常见的微生物测定方式，在所有实验室里都是这样进行的。这里给大家展示的是如何抓住、如何捕获一个抗体分子，我们可以看到有检测抗体，还有一套机制。第二个抗体是一个着色剂，一旦出现专门的着色之后，你就会发现的确存在着这种微生物。这种方法有很大的好处，那就是它是全球都非常成熟的临床实验室的测定方式。它也有危险，它的一大弱势，是没有办法在现场即时得到结果，此外，它的样本量非常大，得到的时间是几个小时，非常长，而且比较昂贵。正是因为这些缺点，我们现在需要用一些小型的测定平台。  



这里大家看到的一个小小的机器，一个设备，它就是微流体测定设备，大小和一张信用卡差不多，可以快速检测，而且不是非常贵，也非常可靠，现场能进行鉴定。它可以同时测定五种不同的疾病致病体。比如一个人，温度表测出来他体温升高了，就可以利用这种设备测出五种造成体温升高的疾病。它是微流体测定，涉及很多复杂的流程，可以快速扩散。我们知道这些抗体比较昂贵，但是如果是小样本或者小样制剂投入检测则相对比较便宜，而且使用比较容易，带到任何一个地方都会非常简单。  



还有一个我们常用的检测方式叫侧向流动免疫鉴定，它非常有效、非常有用而且非常便宜。怎么用呢？这个有点像验孕棒一样，放到液体里——体液，或者是尿液，或者是唾液，或者是排泄物，或者是喝的水源——它有一端是可以浸入到液体的样本中间去的。这是一个多孔的纸，可以放到测试液体样本中间，而且你会看到有抗体。在抗体中间，在检验条的中间，有两条线，一条是测试线，一条是对照线，测试线就显示出一个颜色。但有的时候只能进行定性的检测，不能进行定量的检测，只能告诉你有还是没有，阴性还是阳性，不能告诉你阳性的量是多少，比如验孕棒就告诉你怀孕是两根线，没有怀孕则只有一根线。  



最后，我们来看一下华盛顿大学做的一个实验室的研究，这是一个非常大的项目，涉及到很多的公司，有很多的学生和学者，还有国家机构参与，获得了国家卫生研究所大约100万美元的投资支持，同时还获得了盖茨基金会1,540万美元的投入支持来帮助我们开发这一系列快速检测的工具和技术。我们所进行的这个检测技术，我们称之为智能聚合物技术，就是对智能聚合物诊断测定进行研发。我们如果把室内温度提高到体温，就会看到随着温度的升高，这个分子它很快而且智能地出现浑浊的状况。然后我们将这一种浑浊液视为一种黏液、一种胶水，它能够吸附很多分子，然后将这个吸附的分子进行洗涤，最后我们能够检测出来是不是有那些我们常见的纳米级的微生物。测试的方式与之前还是很接近的，我们还是用一个抗体与这个智能的聚合体进行吸附，这个智能聚合体直接吸附在这个小的离子的表面，它可能是金离子或者是其他的小型离子，总之无论它是什么，我们都有一个仪器可以最后检测出这个标的分子，最后将信息导入到读数机，读出量化的结果，所以计算的结果是非常快速的。  



现在我们还在开发一些刚才大家看到的测试用品，比如说图片上这种使用电池的可移动仪器。在未来，我们还有一些小的一次性的测试卡，它根本不需要仪器的辅助，并可以与手机和摄像机相连，这是非常重要的，也就是说，我们可以通过手机把这种信息及时传到当地的医院，了解到城市里是不是有这样的一种疾病，并且进行疾病的控制。  



我的介绍完了，谢谢！