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儿童营养不良,它帮你“看见”|特雷弗 · 蒙德尔 盖茨基金会
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发布时间: 2018-06-25

编者按

在全球范围内,五岁以下儿童中有四分之一发育迟缓。

我们目前能采取的措施只有补充食物营养、改善卫生以防止腹泻,但这只是外部的主动补充,要是儿童本身无法正常吸收营养呢?

这便是“肠道环境功能障碍”(EED)。

EED最初的诊断方法是通过获取肠道内壁的样本,然后在显微镜下分析。 然而,这些程序昂贵又具有入侵性,在儿童身上无法实施,医生无法诊断判定孩子们是否患有EED,更无法冒险采取治疗措施。

这个新型诊断设备的研发将带来转机,帮助检测幼童群体的肠道病情。我们终将看见我们之前无法“看见”的东西,希望就在前方。

一位巴基斯坦妇女和她6个月大营养不良的儿子


你可能从来没有听说过“肠道环境功能障碍”(Environmental Enteric Dysfunction,EED) —— 尽管许多专家认为这是贫困国家中数亿人患有认知障碍或身体残疾的主要原因之一。问题在于,EED 是一个谜:我们对导致它的原因,以及治疗的办法,都知之甚少。

下面是我们仅知的:在EED中,小肠绒毛变平变短,这大大减少了小肠的表面积,病人对营养的吸收功能随之减弱。换句话说,EED让孩子更难从有限的食物中获取营养。而营养不良又导致儿童更易受疾病感染,这又进一步加重了EED,形成了一个恶性循环,使得孩子经常生病,身体和头脑也难以正常发育。在EED难题上与我们合作的哈佛大学医学院教授 Guillermo Tearney博士说,这种疾病可能就是“世界上仍然存在贫困的根源之一”。

一个EED病人的小肠绒毛( 图片资料来自Tearney 博士的实验室)

EED令人头痛的原因之一是,研究EED的唯一手段只有“内窥镜检查”这一种,而这个检查办法不仅价格昂贵,而且侵入性太强,对于贫穷国家的成年人来说尚且难以进行,遑论年幼的孩子,实施检查的风险实在太高了。因此,我们所掌握的关于 EED 的最好数据,都来自于几乎是50年前所做的内窥镜检查。

而我们现在看到了转机,马萨诸塞州总医院(Massachusetts General Hospital)的 Tearney博士和他的团队可能已经找到了解决办法。Tearney博士是一位病理学家,他需要在显微镜下观察已经死亡的人体组织,但是他同时致力于研发他称之为“活体显微镜”的装置,用它来研究人体内的活体组织。他同时拥有一个电子工程的博士学位,他利用这个专业背景,发明了一种带摄像头的微型胶囊,人们吞下这个胶囊就可以协助诊断和治疗“巴雷特食管炎” (Barrett’s Esophagus),也就是食管癌的一种前兆症状。简而言之,在将“摄像头”应用于身体检测方面,他是绝对的专家。因此对于EED的研究,他是绝佳的人选。

胶囊摄像头测试中患者可直接像吞药丸一样吞下设备

这种检测不仅方便,并且极大减少了检测者的痛苦,以上gif制作视频来源:Massachusetts General Hospital,动图仅作示意

现在,他正在开发一种侵入性更小的设备,可以实现幼儿群体的肠道检测。这是一根直径为2毫米的管子,也就是一根细绳的厚度,将其一端通过鼻子插入喉咙,然后进入胃。一旦进入胃部,这根管子的末端就可以膨胀成一个1厘米宽,1至2厘米长的胶囊,然后Tearney 博士就可以操作一个微型照相机通过这个管子进入胶囊,并将胶囊继续下推进入小肠,然后用微型照相机来拍摄小肠内部的照片。

Tearney 博士

事实上,这种胶囊的检测可能比肠道活检更加有效: 研究人员认为,EED在肠道内是一块一块碎片化分散出现的,也就是说,肠道活检所抓取并检测的组织,很可能会错过真正有症状的部分。此外,Tearney 博士的设备提供了一路探测下来所拍摄的连续的、360度照片。最终,他不仅能看到小肠绒毛是否变得迟钝,还能看到某些病原体是否存在,或者特定细胞是否已经受损。

不过,胶囊的成像功能只是Tearney 博士希望它能够完成的任务之一。 一旦你有了这个通往肠道的入口,你就可以派遣任何微型设备到达肠道。目前,他还在研发一种可以进行组织活检的微型装置,这将使研究人员能够对肠道进行基因和微生物组分析,也许还能同时收集肠道内的内容样本。

此前的微型胶囊包括旋转红外激光器和记录反射光的传感器,图片来源:Massachusetts General Hospital

在美国和巴基斯坦,Tearney 博士已经在对这种胶囊进行安全性研究。假设研究的结果能证明该装置的安全性,他将进一步在巴基斯坦的青少年身上进行测试,最后是儿童。目前,对于在年轻人身上进行试验的监管越来越严,但是他希望在两年内能获得一个经过批准的,可投入应用的设备。

拥有这种让我们得以拍摄婴儿小肠环境的设备,只是关于EED 工作的开始,而不是结束。 但这绝对是一个良好的开端。现阶段,唯一能检验一种EED治疗是否有效的办法,就是等待数年,看看孩子是否发育不良或是有认知障碍。而即使等到那个时候,我们仍然要对孩子的成长异常情况,做出一系列判断和假设。而通过这种胶囊,研究人员就能及时评估不同治疗办法的效果,以确定它们如何影响小肠绒毛和肠道的其他组织。

这是世界上最大的致病和致死的原因之一,而我们对此却知之甚少,这个事实令人生畏。Tearney 博士和他的团队所做的事,让我们真的“看到”了我们从前一直无法看到的东西,这个研发成果,意义非凡。


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