Nature Medicine：诊断疟疾的新方法

　　——利用磁场，研究人员研发出一种新技术，能在受感染的血液细胞中检测到病原虫产生的排泄物

生物通报道：过去几十年间，诊断疟疾的方法并没有什么变化。一般都是先在病人体内采集血液样本，然后放置在玻璃片上，通过特殊的染料染色，再利用显微镜观察寻找疟原虫。这种方法能准确计算出血液中有多少疟原虫，这对于诊断疾病的严重程度十分关键，但是由于存在人为错误，因此计算结果并不理想。

来自新加坡-麻省理工学院研究联盟（SMART)）的一组研究人员目前研发出了一种新方法，他们利用一种与磁共振成像(Magnetic resonance imaging，MRI)十分相近的技术：磁共振弛（magnetic resonance relaxometry，MRR，生物通译），检测感染病人血液中疟原虫产生的废物。

文章作者之一，MIT电气工程和生物工程教授Jongyoon Han说，这种方法能更有效的检测疟疾。

“这能真正发展成一种可紧急移动 (field-deployable)的设备，尤其是如果研究人员不希望样品被标记或者染色的时候。这种方法基于天然存在的生物标记物，因此对样品无需进行任何生化处理。”

这一研究成果公布在8月31日Nature Medicine杂志上。

文章作者还包括SMART研究院的Peter Rainer Preiser，Weng Kung Peng等人。

利用磁场捕捉疟原虫踪迹

传统的血液涂片技术需要利用染料进行细胞核染色，而红细胞没有细胞核，这给诊断疟疾带来了不便，同时人为的疏忽也会造成诊断结果的错误。

而新系统检测的则是疟原虫产生的废物，当疟原虫感染了红细胞，它们就能利用细胞携带的富含营养的血红蛋白进行生长，从而将铁转换成疟原虫色素，这是一种顺磁性微晶。这些晶体会干扰正常的氢原子磁自旋，由此研究人员就能判断出病原菌感染的情况。

利用这种方法进行检测，研究人员所需的血液样品只要大约10微升，而且只要不到一分钟时间就可以得到结果了，因此如果在实际应用中，可以采用砸手指的方法取血，然后进行离心浓缩进行检测。

目前研究人员设计出来一些检测设备，其中一些设备大小只有平板电脑那么大。

追踪感染

在疟疾感染的前后四个阶段中都会出现疟原虫色素晶体，而且根据这种晶体的数量，研究人员能判断感染的严重程度，以及对应治疗的疗效。

在这项研究中，研究人员发现利用这种方法，能检测到最危险的疟原虫形式：Plasmodium falciparum，此外也能检测到Plasmodium berghei的存在。

目前该研究组的研究人员正在组建一家公司，希望能将这一技术推向市场，并且研究组成员也在东南亚地区进行现场试验，希望能研发出通过太阳能进行供电的设备。

原文摘要：

Micromagnetic resonance relaxometry for rapid label-free malaria diagnosis

We report a new technique for sensitive, quantitative and rapid detection of Plasmodium spp.–infected red blood cells (RBCs) by means of magnetic resonance relaxometry (MRR). During the intraerythrocytic cycle, malaria parasites metabolize large amounts of cellular hemoglobin and convert it into hemozoin crystallites. We exploit the relatively large paramagnetic susceptibility of these hemozoin particles, which induce substantial changes in the transverse relaxation rate of proton nuclear magnetic resonance of RBCs, to infer the 'parasite load' in blood. Using an inexpensive benchtop 0.5-Tesla MRR system, we show that with minimal sample preparatory steps and without any chemical or immunolabeling, a parasitemia level of fewer than ten parasites per microliter in a volume below 10 μl of whole blood is detected in a few minutes. We demonstrate this method both for cultured Plasmodium falciparum parasites and in vivo with Plasmodium berghei–infected mice.