Будущее медицины: Ваше здоровье в ваших руках

Если мы хотим справиться с инфекционными болезнями, то для этого потребуются новые инструменты. Возьмем сотовую связь. В 2013 г. в Африке насчитывалось более 630 млн пользователей мобильных телефонов, и у 93 млн из них были смартфоны. И эти цифры, в особенности если брать людей, подсоединенных к мобильному Интернету, быстро растут. Например, в Нигерии в 2000 г. было всего 30 000 пользователей мобильных телефонов, а сейчас свыше 140 млн¹. Уже само по себе широкое распространение мобильных телефонов способствует медицинскому просвещению. В ЮАР, например, в рамках проекта Masiluleke каждый день рассылается миллион СМС-сообщений, цель которых – убедить людей провериться и лечиться от ВИЧ/СПИДа⁸. В сельской местности, где часто свирепствуют эпидемии малярии, СМС-сообщения, отправляемые на мобильные телефоны, обеспечивают контроль и строгое соблюдение правил приема лекарственных препаратов. Мобильные телефоны сильно упрощают регистрацию рождения ребенка родителями, что позволяет правительствам планировать графики вакцинации. Образовательные инициативы через СМС-сообщения использовались и используются в случае туберкулеза, малярии и заболеваний, передаваемых половым путем. Такие программы начинают давать хорошие результаты: программа Американской академии педиатрии «Содействие выживанию младенцев» снизила раннюю детскую смертность в Танзании на 47 %⁹. Данные с мобильных телефонов 15 млн людей в Кении были использованы для картирования территориально-временных моделей и динамики перемещения людей-носителей, чтобы понять, как распространяется малярия¹⁰. Сет Беркли, генеральный директор GAVI Alliance, указал, что, «даже если данные с мобильных телефонов улучшат существующие модели всего на 1 %, это будет означать предотвращение смерти 69 000 детей в год в возрасте до пяти лет»¹.

Такие программы делают мобильный телефон уже не просто средством связи. Мобильный телефон можно превратить в мощный микроскоп с помощью подсоединяемого устройства, и, как оказалось, он способен надежно распознавать зараженные малярией красные кровяные тельца, используя простую световую микроскопию, а также диагностировать туберкулез с использованием флуоресцентной микроскопии^11а. Айдоган Озкан и его команда из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе смогли с помощью лазерно-диодного устройства, подсоединяемого к камере смартфона, получить изображение единственного человеческого цитомегаловируса, длина которого составляет всего 150–300 нанометров (нм), и других объектов, которые в 1000 раз тоньше человеческого волоса (100 000 нм)¹. Инженеры из Caltech сделали следующий шаг в освоении микроскопа на базе смартфона, устранив необходимость в специальном источнике света^11b.

Микрофлюидные устройства, известные как лаборатория на чипе, или миниатюрные общеаналитические системы (μTAS)¹², очень успешно применяются для ускорения диагностики инфекционных болезней. Инженеры из Корнельского университета использовали такую основанную на химии систему для диагностики вируса герпеса, вызывающего саркому Капоши, с помощью смартфона¹³. Дешевый фотодетектор для оптического считывания использовался в Руанде для диагностики ВИЧ у 70 пациентов (ошибка только в одном случае), на что ушло 20 минут. Его чувствительность и оригинальность можно сравнить с классическим тестом ИФА (иммуноферментным анализом)¹². Очень дешевая, высокопроизводительная диагностика с использованием бумажных анализаторов жидкостей, таких как кровь или моча, известных как μPAD¹², дает быстрые результаты и по инфекционным болезням, и по незаразным болезням¹⁴.

Но инновационное использование бумаги пошло дальше микрофлюидных устройств и двинулось в микроскопию. Поразительная инновация – экономичный микроскоп «оригами», изобретенный Ману Пракашем из Стэнфордского университета (рис. 14.4)^15–20. Он собирается из плоского листа бумаги за 10 минут. Фолдскоп, или сворачиваемый микроскоп, помещается в карман, не требует внешнего источника энергии, весит меньше двух 15-центовых монет и может увеличивать объект более чем в 2000 раз. Ему требуются крошечные линзы, которые стоят 56 центов, и трехвольтовая батарейка таблеточного типа за шесть центов, а также светодиод стоимостью 21 цент, клейкая лента и переключатель, все вместе – меньше $1. Было продемонстрировано, как он увеличивает Leishmania donovani, Trypanosoma cruzi, E. coli, Schistosoma haematobium, Giardia Lamblia и многих других бактерий и паразитов¹⁹.