在发展中国家征服结核病和昏睡病的任务

开发价格合理、易于使用、能在发展中国家快速准确检测出传染病的诊断试剂盒，已经成为中岛千惠(Chie Nakajima)和林田共子(Kyoko Hayashida)的主要任务，因为他们试图减轻贫困人口的一些苦难。

“我们已经为那些没有电和自来水的偏远地区的患者开发了这种工具包，更不用说诊断所需的昂贵医疗设备了，”专注于结核病研究的中岛说。“贫困为结核病的传播提供了条件。如果发展中国家变得更加富裕，能够为人们提供更好的营养，就可以根除这种疾病。我们只是在帮助病人，直到他们的经济状况改善。”

中岛制药正在开发检测结核病的诊断试剂盒，结核病在全世界每天导致4000多人死亡。她现在的主要目标是耐多药结核病，至少对两种强大的抗结核药物异烟肼和利福平没有反应。多药耐药性的出现是由于对结核病治疗的管理不善和人与人之间的传播。耐多药结核病占所有新病例的3.3%，并且已在世界各地报告。

与此同时，Hayashida正在开发一种诊断工具包来检测人类非洲锥虫病(HAT)，也被称为昏睡病。这种疾病在36个撒哈拉以南非洲国家流行，是由原生动物寄生虫属于锥虫属，由采采蝇传播。这种苍蝇是从受感染的人或动物那里感染的。

在疾病的第一阶段，患者在被蚊子叮咬一到三周后会出现发烧、头痛和关节痛等症状采采蝇。一旦寄生虫穿过血脑屏障感染中枢神经系统，该疾病进入第二阶段，引发精神障碍，神经问题，如果不治疗最终死亡。

林田说:“如果我们想根除HAT，这是一个关键时刻。”“重要的是要尽早发现和治疗隐藏病例，因为已经建立了初期的治疗方法。”

改进发展中国家的LAMP系统

林田经常到赞比亚进行HAT研究。患者往往等到症状恶化后才寻求医疗帮助。林田说，分子诊断已经被用于检测早期感染，但这对贫困社区来说并不容易负担得起。这种系统还需要在设备完善的实验室中进行复杂的样品制备步骤，而这正是发展中国家所缺乏的。因此，大多数HAT患者被误诊为患有疟疾，并接受了错误疾病的治疗。

针对这些问题，林田和中岛开发了一种新的诊断试剂盒，该试剂盒基于艾肯化学公司开发的核酸扩增检测方法——环介导等温扩增(LAMP)系统。“我们的新系统叫做CZC-LAMP，我们只需要一滴血就可以检测感染。每次测试的成本不到一美元，而且在不使用精密设备的情况下，可以在一小时内获得结果。”

他们对LAMP系统进行了大幅度改进，使其即使在偏远地区也能进行现场诊断。第一个主要的改进是通过加入海藻糖在一个单一的试管中干燥和稳定试剂，当它干燥时，海藻糖将必要的酶和分子锁在“玻璃”中。这延长了试剂盒在环境温度下的保质期，因此它不需要一个冷链保持功能状态。林田还利用生物喷墨打印机半自动生产干式LAMP。

为了使流行地区的当地诊所或村庄能够进行HAT诊断，研究人员简化了诊断程序。现在，DNA或RNA可以直接从洗洁精溶解的血液样本中扩增。将样品转移到干燥的CZC-LAMP管中，使用便携式电池提供的热块在60°C下孵育45分钟。然后用适于现场使用的便携式反应检测器或手工制作的LED照明器检查样品。

冒着感染的风险在赞比亚进行研究

由北海道大学人畜共患病控制研究中心(CZC)的研究人员开发的工具包可以针对由病毒、细菌和寄生虫引起的各种新出现和再次出现的感染进行定制。通过改变LAMP引物，可以使试剂盒具有疾病特异性。引物是一个短的核酸序列，为DNA合成提供了一个起点。“然而，很难找到最佳的引物，所以需要反复实验来找到最合适的引物，”林田解释说。

她继续说:“在对患者进行研究的同时，我们也进行媒介和动物监测。通过在兽医领域进行分子检测，我们正试图阐明寄生虫锥虫是如何在环境中传播的，以及哪些野生动物感染了这种寄生虫。”这种寄生虫不会伤害野生动物，但会折磨一些来自欧洲的家畜。

林田经常去偏远地区收集数千只采采蝇。她的目标是绘制地图，并确定采采蝇感染这种寄生虫的危险区域。林田常被苍蝇咬，但却毫不畏惧。她说:“并不是所有的苍蝇都被感染了，但即使我被一只带寄生虫的苍蝇咬了，我也可以用我们的工具箱迅速做出诊断。”

制止耐多药结核病的传播至关重要

根据世界卫生组织(WHO)的数据，每年有1000万新的结核病病例，夺走140万人的生命。高结核病发病率出现在非洲和亚洲国家。结核病本质上是一种人类疾病，但是象和猴子等动物也可能被源于人类的菌株感染。

中岛说:“这种细菌的繁殖非常缓慢。”“结核病可以通过长期服用药物治愈，但贫困人口往往会在六个月期间中途停止服药。这使得细菌产生耐药性。”

在结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, MTB)中，细菌细胞之间不存在基因交换，所以当基因点突变导致靶分子结构发生变化时，MTB就产生了耐药性。中岛说，具有“低适应度成本”突变的细菌将存活下来。因此，重要的是在早期准确诊断患者，以防止进一步的人传人感染。

这促使Nakajima开发了一种检测MTB的LAMP系统，以及一种价格合理、易于使用的用于spoligotyping的DNA阵列，一种基于聚合酶链反应(PCR)的同时检测和分型MTB菌株的方法。虽然传统的spoligotyping方法昂贵且复杂，但她开发的试剂盒只需要3到4美元，而且使用简单。此外，通过与日本东北生物阵列公司的联合研究项目，Nakajima开发了一种使用简易打印阵列条(PAS)检测异烟肼耐药结核分枝杆菌的方法，以及一种区分“现代北京”结核分枝杆菌的PCR方法，这是一种在一些亚洲国家迅速传播的多药耐药菌株。

“通过区分危险菌株和不那么严重的菌株，我们将能够确定应该首先治疗哪一位患者，因为在结核病高负担地区卫生保健设施的能力通常有限。”他强调了控制人际传播的重要性。

作为一名教育家，中岛渚还有另一个紧迫的问题令她担忧。她的一些国际学生不愿回到自己的祖国，因为这样的专家几乎找不到工作。“帮助他们的政府妥善处理这些问题是我们的责任传染病”,只是说。“我的研究涉及科学和自然，开阔了我对这些国家各种社会问题的眼界。”

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