吹口氣就能測新冠,?我科學家研發(fā)出快速篩查技術(shù)
不用“捅喉嚨”“戳鼻孔”,也不用等待24小時,,只需在小袋子里呼氣30秒,,就可以在5-10分鐘內(nèi)得到新冠檢測結(jié)果——憑借中國科學家的努力,,這樣的技術(shù)已經(jīng)不是夢想。
10月8日,,一篇在線發(fā)表于國際學術(shù)刊物《呼吸研究雜志》的論文表明,,北京大學環(huán)境學院要茂盛教授團隊與北京市朝陽區(qū)疾病預(yù)防與控制中心等團隊合作,集成呼出氣采樣、氣相色譜-離子遷移譜檢測和機器學習模型,,研發(fā)出了新冠感染的無創(chuàng)呼出氣揮發(fā)性有機物組合指紋篩查系統(tǒng),,該系統(tǒng)已經(jīng)申請了國家發(fā)明專利。
要茂盛向科技日報記者解釋了該技術(shù)背后的原理:由于能量消耗方式的變化,,新冠感染者呼出氣體的化學成分會出現(xiàn)不同,。實驗表明,新冠患者和其他呼吸系統(tǒng)疾病患者呼出氣中丙醇水平相比健康受試者顯著升高,,而新冠患者呼出氣中丙酮水平相比其他呼吸系統(tǒng)感染患者和健康受試者顯著降低,。研究團隊結(jié)合不同對照組的呼出氣樣品及其背景環(huán)境空氣進行分析,識別出了12種關(guān)鍵內(nèi)源性VOCs(揮發(fā)性有機物)標志物,。這些標志物就是篩查識別新冠感染者獨一無二的“指紋”,,使其區(qū)別于健康人以及其他呼吸系統(tǒng)疾病的患者。
檢測中無需任何檢測試劑,,被試者使用一次性呼吸袋,,只要呼氣30秒便可完成樣品采集。獲得呼出氣樣本后,,系統(tǒng)結(jié)合支持向量,、梯度加速和隨機森林三種機器學習算法對12種關(guān)鍵VOCs標志物進行建模,最快能在5-10分鐘內(nèi)實現(xiàn)新冠患者快速篩查,?;诂F(xiàn)有數(shù)據(jù)模型,檢測的特異性和靈敏度達到了95%以上,。相比核酸檢測,,這種方法不僅簡便省時,還十分經(jīng)濟,。
“實驗已經(jīng)證明這種方法有效,。檢測不但快,而且足夠靈敏,?!币⒔榻B說,“從實驗到臨床,,需要的是更多的樣本量?!贝饲皡⑴c研究的包括74例新冠患者,,30例非新冠呼吸系統(tǒng)感染患者,以及87位醫(yī)務(wù)工作人員和健康受試者,。目前,,新冠感染的無創(chuàng)呼出氣篩查系統(tǒng)正計劃擴大樣本量,開展進一步優(yōu)化與測試,以實現(xiàn)推廣應(yīng)用,。
要茂盛補充說,,新冠核酸檢測有時會出現(xiàn)“假陰性”的問題。在疫情防控工作當中,,假陰性(即實際感染新冠但檢測為陰性)會帶來巨大隱患,,特別是在核酸假陰性條件下解除隔離的漏檢風險。許多場所和場景都需要快速篩查,,例如高層會議,、海關(guān)入境、特殊航班,、隔離酒店,、收治醫(yī)院等。在這些地方,,無創(chuàng)呼出氣篩查系統(tǒng)有望發(fā)揮額外輔助作用,,填補核酸檢測在時間和靈敏度方面的不足,做到“雙保險”,,降低新冠肺炎傳播風險,。
據(jù)國際媒體報道,2020年以來,,新加坡,、日本、印度尼西亞等國科研人員都曾開發(fā)“呼氣測新冠”技術(shù),。對此,,要茂盛指出,中國研究團隊是最早取得此項成果的,。
“新冠疫情暴發(fā)之初,,我們就在開發(fā)這種技術(shù)。2020年6月,,我們就以預(yù)印版的形式發(fā)表了研究成果,,在國際范圍內(nèi)是最早的?!币娬{(diào)說,。
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