使用pLDH指标评估输入性疟疾的严重程度:通过智能手机视频分析技术实现快速临床决策

《Biosensors and Bioelectronics》:pLDH to identify severity in imported malaria: Implementing smartphone video analysis for rapid clinical decision-making

【字体: 时间:2025年11月25日 来源:Biosensors and Bioelectronics 10.7

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  疟疾 imported malaria 诊断中,利用侧流快速检测试纸(LFA)结合智能手机视频分析技术,发现广谱乳酸脱氢酶(pan-pLDH)可作为评估病情严重程度的生物标志物,其敏感性和特异性优于PfHRP2。智能手机实时分析可将检测时间缩短至6分钟,同时保持高准确性(AUC-ROC达0.99)。该技术适用于非疫区快速筛查重症疟疾患者,优化医疗资源分配。

  在当前全球范围内,疟疾作为一种由疟原虫感染引起的致命性疾病,对人类健康构成了严重威胁。尽管已有有效的控制措施,但其仍导致每年约60.8万例死亡,尤其在非疫区,因旅行者和移民带来的输入性疟疾病例仍可能导致较高的死亡率。随着国际旅行的日益频繁,以及气候变化对疾病传播范围的潜在影响,疟疾的诊断和管理面临新的挑战。特别是对于输入性疟疾患者,由于其临床表现不具特异性,且医疗人员对疟疾的识别经验有限,导致诊断和治疗的延误。因此,寻找一种快速、可靠且具有临床价值的工具,对于改善输入性疟疾的管理至关重要。

本研究聚焦于疟原虫衍生的两个生物标志物:疟疾裂殖子组蛋白2(PfHRP2)和泛特异性乳酸脱氢酶(pan-pLDH),旨在评估其在输入性疟疾诊断和严重程度评估中的应用潜力。通过结合智能手机图像和视频分析技术,研究团队试图提高检测的效率和客观性。这一创新方法不仅能够加速检测过程,还能减少人为判断的偏差,为临床医生提供更准确的病情评估依据。

PfHRP2作为一种长期用于快速诊断测试(RDTs)的生物标志物,因其在血浆和感染红细胞表面的存在,能够准确反映疟疾感染状态。然而,某些地区(如亚马逊盆地和非洲之角)出现的PfHRP2/3基因缺失,使得其在这些区域的诊断可靠性受到质疑。相比之下,pan-pLDH虽然在诊断方面略逊于PfHRP2,但其在识别严重疟疾(SM)方面的表现更为突出。这一发现为非疫区的疟疾管理提供了新的思路,特别是在缺乏专业实验室条件的情况下,pan-pLDH作为补充诊断手段具有重要价值。

研究中采用的智能手机图像分析方法,能够在15分钟内完成检测,且对SM的识别能力与传统实验室检测相当。视频分析技术进一步缩短了检测时间,仅需6分钟即可获得诊断结果,同时提升了检测的准确性和一致性。这种结合数字技术的方法,使得临床医生能够在更短时间内做出更准确的判断,从而加快治疗决策的进程,降低患者延误治疗的风险。

在非疫区,疟疾的诊断和管理主要依赖于显微镜检查和聚合酶链式反应(PCR)。然而,这些方法不仅耗时,还需要专业人员和设备,限制了其在资源有限地区的应用。因此,开发一种便携、快速且易于使用的诊断工具,对于提高输入性疟疾的早期识别和干预具有重要意义。本研究中展示的LFA结合智能手机分析技术,不仅满足了这一需求,还为未来的临床应用提供了可行的方案。

此外,本研究还指出,尽管PfHRP2在诊断中表现出色,但其在严重程度评估中的表现不如pan-pLDH。因此,未来的研究应进一步探索pan-pLDH在诊断和预后评估中的应用,以提高其在临床实践中的价值。同时,结合机器学习和人工智能技术,可以进一步优化LFA的分析流程,提高检测的准确性和一致性,减少因环境因素导致的偏差。

研究团队在非疫区的医院临床环境中收集了121名患者的样本,其中包括75名疟疾患者和46名非疟疾发热患者。这些患者中,有25名被归类为非严重疟疾(UM),而50名则被诊断为严重疟疾(SM)。结果显示,PfHRP2和pan-pLDH在诊断和预后评估中的表现均较为优异,尤其是在pan-pLDH对SM的识别方面,其敏感性和特异性均高于PfHRP2。这一发现为疟疾的快速识别和预后评估提供了新的方向。

本研究的局限性在于其回顾性设计和单一医院样本的来源,这可能影响其结果的普遍适用性。因此,未来的研究应进一步扩大样本范围,包括更多非疫区和疫区的患者,以验证这些生物标志物在不同环境下的表现。同时,研究团队建议在未来的临床应用中,结合更多先进的技术手段,如电化学传感器和人工智能算法,以提高检测的准确性和效率。

综上所述,本研究通过结合LFA和智能手机图像分析技术,为输入性疟疾的诊断和预后评估提供了新的解决方案。这一方法不仅提高了检测的速度和准确性,还为非疫区的医疗资源优化和患者管理提供了重要支持。未来的研究应继续探索这一技术的潜力,并推动其在更广泛范围内的应用,以改善全球疟疾防控的现状。
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