我是 Masiphumelele，一個(gè)非正式的錫棚，蹲磚建筑，以及開普敦以南的狹窄小巷，有23,000人上學(xué)，經(jīng)營(yíng)企業(yè)，睡覺(jué)，并且面頰四處交往。因此，傳染病很普遍 - 尤其是結(jié)核病(TB)，它們?cè)诔赡旰髸?huì)感染80%左右的居民。

本月在這里開設(shè)的一個(gè)新研究機(jī)構(gòu)旨在通過(guò)研究如何在當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)傳播結(jié)核病來(lái)遏制結(jié)核病。價(jià)值100萬(wàn)盧比(70萬(wàn)美元)的生物生物學(xué)結(jié)核病研究設(shè)施將允許開普敦大學(xué)(UCT)的微生物學(xué)家研究從當(dāng)?shù)亟Y(jié)核病患者呼出的空氣中捕獲的結(jié)核分枝桿菌。

它將使用本地開發(fā)的技術(shù)。在兩層樓的一樓，結(jié)核病患者將進(jìn)入一個(gè)大小與電話亭大小相當(dāng)?shù)?ldquo;干凈的盒子”，并在那里度過(guò)一段時(shí)間。箱內(nèi)的空氣 - 約300升 - 將被抽真空并通過(guò)無(wú)菌水運(yùn)行，將任何顆粒物質(zhì)(包括細(xì)菌)鎖定在5毫升管中。然后科學(xué)家們會(huì)在樣本中搜尋結(jié)核病蟲子。

目前，識(shí)別結(jié)核感染并不是最簡(jiǎn)單或最便宜的方法。但隨著時(shí)間的推移，科學(xué)家們希望將其擴(kuò)展為高通量診斷工具，以幫助識(shí)別社區(qū)中所謂的“超級(jí)傳播者”。他們還希望確定結(jié)核病傳播的社區(qū)中的位置，這將有助于針對(duì)結(jié)核病預(yù)防服務(wù)。“我們希望找到大家誰(shuí)是在附近發(fā)射，說(shuō)：” 羅賓·伍德，UCT的德斯蒙德圖圖艾滋病中心主任，新網(wǎng)站背后的主腦之一。

發(fā)現(xiàn)超級(jí)吊具說(shuō)起來(lái)容易做起來(lái)難。要做到這一點(diǎn)，該技術(shù)必須能夠每天僅在Masiphumelele中篩選數(shù)十名患者，快速返回結(jié)果并且不會(huì)給患者帶來(lái)不便。這將需要樣品處理的高級(jí)自動(dòng)化，而顯微鏡學(xué)家目前必須逐個(gè)檢查數(shù)千個(gè)納米孔以檢測(cè)一個(gè)樣品中的缺陷。還需要研究一個(gè)人散發(fā)的結(jié)核病量是否決定了他或她的感染程度，或者是否是特定的結(jié)核菌株會(huì)導(dǎo)致感染。

更遠(yuǎn)的地方，挑戰(zhàn)將成倍增加。伍德說(shuō)，開普敦市的結(jié)核病患者人數(shù)比美國(guó)，英國(guó)，德國(guó)和法國(guó)的人數(shù)要多，這種細(xì)菌感染的人數(shù)是開普敦人口的兩倍，與100年前相比。兒童感染率特別高。到5歲時(shí)，Masiphumelele中20%的兒童感染了結(jié)核病，當(dāng)他們達(dá)到高中時(shí)，這一比例上升到50%。

這里的感染率非常高，部分原因是艾滋病毒使數(shù)百萬(wàn)南非人易患結(jié)核病。但伍德認(rèn)為艾滋病毒本身并不能解釋像Masiphumelele這樣的地方感染率升高的原因。相反，他認(rèn)為有大量受感染的個(gè)體未能通過(guò)治療計(jì)劃達(dá)到，這些治療計(jì)劃專注于活動(dòng)性疾病。“除非你阻止人們接受疾病，否則你永遠(yuǎn)不會(huì)阻止疾病，”他說(shuō)。

這就是潔凈室采樣技術(shù)的用武之地。與要求患者咳嗽的結(jié)核病檢測(cè)結(jié)果不同，清潔箱中的樣本是被動(dòng)的 - 如果需要，患者可能會(huì)咳嗽(并記錄下來(lái))，但不會(huì)提示他們。這將使科學(xué)家們能夠確定咳嗽是否更好地傳播結(jié)核病，而不僅僅是呼吸與受感染者相同的空氣。

該技術(shù)仍處于起步階段，未來(lái)幾年，UCT的微生物學(xué)家計(jì)劃完善清潔盒收集機(jī)制。來(lái)自UCT的傳染病和分子醫(yī)學(xué)研究所的Digby Warner領(lǐng)導(dǎo)了微生物學(xué)工作，他說(shuō)從患者那里獲得結(jié)核病的工作是令人振奮的。他說(shuō)，研究實(shí)驗(yàn)室菌株“就像在動(dòng)物園里看到獅子一樣”。但是從自然感染的人身上研究結(jié)核病“就像在野外看到有機(jī)體一樣”。

對(duì)于團(tuán)隊(duì)中的其他人來(lái)說(shuō)，該中心的位置為他們研究的疾病提供了一種受歡迎的人際關(guān)系。將研究從樣本中提取的結(jié)核分枝桿菌的基因組指紋的阿納斯塔西婭科赫說(shuō)，她知道世界上沒(méi)有其他地方這樣的高科技設(shè)備位于如此接近受影響的社區(qū)。“這改變了你對(duì)研究的看法，”她說(shuō)。“當(dāng)你進(jìn)入'馬西'時(shí)，你會(huì)想到傳播是如何在社交上發(fā)生的。作為基礎(chǔ)科學(xué)家，我們不做很多社會(huì)研究，我們不了解社會(huì)因素。但是當(dāng)你把它們?nèi)考性谝粋€(gè)地方時(shí)，它變得非常強(qiáng)大。“

微生物學(xué)小組的下一步是確保他們?cè)跇颖局锌吹降膶?shí)際上是結(jié)核分枝桿菌。要做到這一點(diǎn)，他們必須隔離單個(gè)細(xì)胞并研究它們 - 這是團(tuán)隊(duì)尚未做到的事情。“我們有很多間接證據(jù)表明我們?cè)诨脽羝锌吹降氖墙Y(jié)核病。看起來(lái)像結(jié)核病，我們可以從中培養(yǎng)結(jié)核病，并且它像結(jié)核病一樣染色，“華納說(shuō)。但他說(shuō)，幻燈片中有很多“垃圾”，包括其他細(xì)菌，對(duì)于未來(lái)的自動(dòng)化而言，結(jié)核病鑒定無(wú)可指責(zé)。“接下來(lái)幾年的挑戰(zhàn)是要達(dá)到這樣的程度，即我們可以從幻燈片中捕獲生物體，或者在培養(yǎng)物中培養(yǎng)它，或者獲得脂質(zhì)或蛋白質(zhì)信號(hào)，以確認(rèn)我們所看到的肯定是結(jié)核病。”

對(duì)于下一階段，華納和他的同事正在與麻省理工學(xué)院和倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的同事合作。他們將使用麻省理工學(xué)院開發(fā)的一種新的熒光探針，看看它是否比開普敦團(tuán)隊(duì)目前使用的結(jié)核病突出探針(稱為DMN-海藻糖)選擇性地標(biāo)記結(jié)核分枝桿菌更好，并致力于從中提取突出的細(xì)菌。樣品進(jìn)行進(jìn)一步分析。

但伍德研究傳播的方法并非沒(méi)有批評(píng)者。哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的愛(ài)德華納德?tīng)栒f(shuō)，并非所有在呼出的空氣中檢測(cè)到的結(jié)核顆粒都能引起感染，因此計(jì)算空氣中的微生物可能會(huì)高估患者的傳染性。Nardell是自2005年以來(lái)一直在南非另一地區(qū)研究結(jié)核病傳播的組織的一部分，該組織通過(guò)豚鼠籠從結(jié)核病房中排出空氣，以發(fā)現(xiàn)有多少動(dòng)物感染了這種疾病。“這可以測(cè)量實(shí)際的感染，感興趣的事件，”他說(shuō)。“有時(shí)老方法仍然是最好的。”

埃里克·魯賓，在哈佛TH陳公共衛(wèi)生學(xué)院的微生物學(xué)家說(shuō)，木材是開展的工作是“不尋常的和困難的。”但他表示，自己在豚鼠傳輸工作已產(chǎn)生了有趣和臨床翻譯的結(jié)果，“羅賓的工作是不同，因?yàn)樗麑?duì)潛在的分子機(jī)制感興趣。“

其他人則更加明確支持。牛津大學(xué)傳染病微生物學(xué)專家德里克克魯克說(shuō)：“讓這樣一個(gè)專門的部門解決結(jié)核病是如何從受感染的人特別地傳染給易感人群的，這是一個(gè)步驟變化。” “好處是，促進(jìn)或阻止這種情況的因素現(xiàn)在可以被解開。在這樣的傳播發(fā)生的地方做這件事給研究人員提供了最好的機(jī)會(huì)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。“