未来,你的智能手机或可用于检测新冠肺炎。
目前已开发出用于检测艾滋病毒、疟疾和结核病的测试。
这些测试可用于检测血液中针对病毒产生的抗体,也可用于检测物体表面。
这听起来或许不太现实,但使用智能手机检测疾病是可行的。移动设备可以变成快速识别多种致病因子的工具,包括细菌、毒素和病毒。
基于智能手机的测试已开发出来,可用于检测艾滋病毒、疟疾、结核病和各种食品污染物。目前也已着手利用智能手机检测新冠肺炎,不过,以这种方式运用技术是否切实可行、是否有用,仍存在诸多疑问。
我们参与了欧盟项目FoodSmartphone,致力于开发利用智能手机监测食品污染的方法。在这里,我们权衡这项令人振奋的技术用于抗击病毒的潜力。
它是如何运作的?
一种常见的智能手机检测方式,是将手机与专门制作的标签配合使用。这些标签经过设计,可对特定物质的存在作出反应,例如某种病毒或细菌。
要检测某种物质,例如咽拭子液体或血液样本,只需将其滴在对目标物质敏感的标签上。如果存在要寻找的物质,就会发生反应。这种反应会产生光、颜色或电信号,随后手机通过其摄像头或光传感器,或通过电化学附加设备检测并解读信号。检测结果可以显示在手机应用程序中,并立即传达给相关部门。
针对新冠肺炎,可以改造现有标签,使其能够对新物质作出反应,例如SARS-CoV-2的遗传物质或人体针对该病毒产生的抗体。目前已经有人提出利用现有技术搭便车的做法。
不过,这类测试要面向公众提供,可能还需要一段时间。目前大多数基于智能手机的测试目前仍处于概念验证阶段。它们仍需经过多轮患者测试,以证明确实有效。这可能需要数年时间。
例如,mChip加密狗是一种基于智能手机、用于检测艾滋病毒和梅毒的测试设备,自2015年起便已问世。然而,这种设备居家使用测试的第二阶段临床试验直到2020年4月才完成。结果尚未公布,即便结果良好,仍需进行另一阶段的试验。
然而,控制疫情的巨大压力可能会大幅加快新冠肺炎测试的开发。传染病疫苗的开发通常需要十多年,但有人提出,新冠肺炎疫苗有望在12至18个月内问世。基于智能手机的测试或许也能以类似速度开发出来。
这些测试可以用来做什么?
针对新冠肺炎,基于智能手机的设备可以有多种用途。
首先,可以用来检测呼吸道中的病毒遗传物质——这种物质在感染后的前2至3周内存在——从而判断某人目前是否感染病毒。
其次,可以用来检测血液中针对病毒产生的抗体,以判断某人过去是否感染过病毒。这些测试提供的信息或有助于我们更好地了解无症状病例和免疫情况。
最后,我们还可以用它们检测物体表面的物质,例如食品包装上的物质。
采用略有不同的测试可能效果更好——即遗传物质扩增测试。这类测试能增强反应产生的信号,通常也更灵敏。这是因为物体表面的病毒浓度较低,而且存在许多其他物质。
这些益处能否超过潜在危害?
基于智能手机的新冠肺炎诊断可以改进自我隔离措施、数据收集以及感染“热点”的追踪。此外,我们知道,公众有兴趣使用基于智能手机的技术来追踪和诊断其他疾病,因此这类技术很可能会得到采用。居家检测可以释放资源,并防止新冠肺炎降低人们获得医院服务的机会,而这可能会增加其他疾病的死亡率。
但如果这类测试广受欢迎,潜在检测数量将十分庞大,因此检测方法必须具有很高的准确性。测试还必须清晰易懂、容易操作,以避免使用不当。如果智能手机测试在这两个方面任一项上表现不佳,就可能导致许多人被误诊或被错误排除感染。后果可能从收入损失(假阳性)到危及他人(假阴性)不等。
不过,这些风险早已为人所知,其他自我检测方法也面临同样的风险。目前已经有人讨论潜在解决方案,例如同时进行多项测试以确认结果。
另一个问题是,进行表面检测是否确有必要。《新英格兰医学杂志》发表的一份报告以及近期的一篇预印本均指出,新冠病毒在不同物体表面最多可存活七天。然而,没有研究表明病毒在这段时间内仍具有传染性。大范围开展表面检测可能会检测出感染风险极低的病毒颗粒,从而引发不必要的恐慌。
基于智能手机的生物传感器或许能为追踪和控制新冠肺炎传播提供极大帮助。然而,这种具有广泛应用潜力的工具,必须在性能方面达到极高水准。此外,为了尽量减少困惑,其全部能力和不可避免的局限都必须向公众公开说明。这可以通过在智能手机应用程序中清楚地说明测试的局限性来实现。
如果这项技术实施不当,科学家将进一步失去公众信任。鉴于新冠肺炎疫情期间已经出现了一些备受关注的丑闻,我们承受不起这种后果。

