在虛構的《星際迷航》宇宙中,角色們使用醫療三錄儀掃描來自任何物種的患病個體,以找出他們生病的原因。我們還沒有完全達到那種程度,但21世紀的生物工程師已經開發出一種機器,可以在採集患者血液樣本後幾個小時內識別出大約1000種最常見的致病細菌、病毒和真菌。這項技術基於快速確定病原體的基因指紋,並將其與參考資料庫進行比較。
戴維·埃克爾為Ibis Biosciences開發了其中一種機器,他在2014年6月1日出版的《大眾科學》雜誌上撰寫了這些機器的潛力。例如,當地醫生可以快速查明患者感染的是哪種彎曲桿菌,以及哪種抗生素治療對該特定感染最有效。
早期模型很可能在未來幾年內上市,價格可能為10萬美元或更高——低於CT(或計算機斷層掃描)掃描器的價格。與許多計算機化裝置一樣,價格標籤應該會隨著未來的改進而下降。其他從事競爭性感測器的公司包括Illumina和PathoGenetix。
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展望未來,埃克爾認為,連線幾百臺這樣的通用診斷機器,以便它們共享資訊,將有助於建立第一個真正全面的早期預警系統,用於檢測新出現的流行病和生物恐怖襲擊,以及常見的食物中毒爆發。
先前開發通用健康監測網路的想法包括對獻血者進行可能的感染檢測。埃克爾說,問題是,當研究人員進行計算時,他們確定他們需要包括來自太多人的樣本——大約3億人——這使得測試費用過高。(基本上,獻血者往往首先是健康的,這意味著你必須更努力地尋找細菌。)在如此龐大的數字下,結果也會產生太多的假陽性,這隻會增加治療成本。
相比之下,埃克爾稱其提議的監測網路為“威脅網路”,它只檢測那些病重到需要去醫院的人,這使其效率更高,因為需要更少的人來觸發可靠的訊號。在他的2014年6月《大眾科學》雜誌的文章中,埃克爾寫了他為找到生成強大網路所需的理想機器數量而進行的計算。總數出奇地小
將全國200家精心挑選的醫院連線到該網路就足以覆蓋整個美國都市人口。像華盛頓特區或聖地亞哥這樣規模的每個城市區域將需要大約五家配備通用生物感測器的醫院接入網路;如果只有七名患者在急診室就診,則有95%的機率立即檢測到與公共衛生相關的傳染性病原體,如禽流感、炭疽、鼠疫或食源性病原體。
“我向包括白宮國家安全工作人員在內的所有人介紹了這個想法,每個人都很熱情,”埃克爾說。“問題是,沒有人負責像這樣進行宏大思考,然後找到一種方法將其拼湊起來。”他補充說:“我確實從[食品和藥物管理局]食品安全人員那裡獲得了很大的支援。在他們的世界裡,他們擔心食品中的汙染,花生醬中的沙門氏菌或其他東西。你不能非常深入地測試食物——這太昂貴了。你必須測試食物的抽樣。這本身就很難做到。實際完成的抽樣量微乎其微。”再次強調,經濟學要求測試那些因食物中毒而生病的人——然後回溯以確定是否存在爆發(否則可能會被忽視)。
埃克爾有時看起來像一個單人樂隊,贊成建立一個威脅網路——或類似的東西。毫無疑問,當下一次大規模爆發某種前所未聞的可怕疾病時,我們都會希望我們的領導人更加關注。“技術正在到來,”他說。“如果我們對此進行一些預見性思考,我們就可以在概念上領先一步。我必須相信這種邏輯會站住腳。”