2017年度欧洲发明家大奖花落西门子

欧洲局向57岁的西门子医疗业务荷兰籍产品经理Jan van den Boogaart及其45岁的奥地利籍同事Oliver Hayden教授颁发了2017年度欧洲发明家奖。他们发明了一种自动检验方法，可用于诊断疟疾这种危及生命的疾病。

在各自研究的基础上，他们联袂研发出了一种适用于西门子医疗Advia 2120i血液分析仪的检测方法。此前，疟疾诊断需要经历一个相对耗时、复杂且成本高昂的过程。但有了这种新的检测方法，Advia 2120i血液分析仪可以在进行全面血液检查时自动执行疟疾检测。其巨大优势是，相比于显微镜检查等其他手段，这种方法的产出丰富且成本更低。

据世界卫生组织（WHO）发布的数据，2015年，近半数人口都有感染疟疾的风险。同年，这种热带疾病夺走了429000条宝贵的生命，其中三分之二是未满5岁的幼儿。这种疾病的非特异性症状令诊断变得更加复杂：高烧、畏寒、头痛和虚弱无力感。这种疾病在非洲撒哈拉沙漠以南地区尤为肆虐：90%的疟疾病例和92%的疟疾死亡发生在这个区域。

Jan van den Boogaart和Oliver Hayden成为2017年度欧洲发明家奖工业组别获奖者，两人参加了6月15日在威尼斯举行的颁奖仪式。

研制出一种自动化验法的想法也正是来源于此。那时，Jan van den Boogaart开展了面向Advia 2120i血液分析仪的用户培训课程。这台设备可以执行全血细胞计数（CBC）化验，即计数和分析血细胞及其变化并辨识血细胞在尺寸和数量上的异常，从而辅助诊断贫血、感染、血癌和免疫系统疾病等。后来，一位南非的同事向他提起一种奇怪的现象。“在评估Advia 2120i血液分析仪的化验结果时，她注意到疟疾患者的血液化验值存在某些一致性，但她没有找到这其中存在的明确的模式。”van den Boogaart说道。

令人惊叹的血液化验知识

Van den Boogaart从事血液学研究工作已有36年之久。他起初是在一家医院的实验室做技师，后来成为现场服务人员，后在西门子医疗担任产品经理。他在血液化验及血液化验所能诊断出的疾病方面，拥有非常丰富的知识。Van den Boogaart意识到，同事的新发现具有重大研究潜力。他开始研究这个课题，并关注研究动向。然后，他开始自己收集数据。他将从未受感染的血液标本上提取的血样，与来自南非的感染疟疾的血液标本的血样进行比对。然后，他将数据汇编入一个庞大的Excel文件中，并在其中列出Advia 2120i血液分析仪得出的测定数据。这个系统可以涵盖包括红血球和白血球计数的500个参数。疟疾感染会在CBC的特定参数中留下蛛丝马迹。举例来讲，血小板是小的血细胞，当人体受到损伤时，它能起到促进凝血的作用，而疟疾感染会减少血小板的数量。然而，许多迹象也符合其它疾病的症状。

问题是如何找出那些疟疾*的化验值。Van den Boogaart联系了当时还是西门子医疗德国体外诊断和生物科学部门负责人的Oliver Hayden教授。2005年，身为生物化学家的Hayden博士在维也纳大学获得任教资格，教授分析化学。他在西门子医疗工作已有10年，曾在西门子医疗的技术中心工作，这也是西门子医疗的创新工坊。这两位研究人员联手，确定了能够定义患者是否受疟疾感染的参数组合。根据这些参数组合，他们研制出适用于Advia 2120i血液分析仪的化验法。这个系统执行的自动测试并不检测导致疟疾的寄生虫，而是检测疟疾导致的血液中血小板和免疫细胞发生的变化。Hayden表示：“疟疾病原体躲过免疫系统，藏在红血球内，而自动执行的血液检查无法直接检测出感染。但我们发现，在血细胞中存在着由疟疾引发的变化的组合，这是人体试图抵御这种寄生虫而留下的‘指纹’。根据这些发现，我们研制出了能够利用Advia 2120i血液分析仪，在执行大量测试的同时快捷、可靠地检测出疟疾的方法。”

平价的技术理念

直到现在，可靠的疟疾检验方法都是通过显微镜来检查血液中的疟原虫。疟原虫是一种经雌性疟蚊传播到人体的寄生虫。由于在显微镜下分辨出疟原虫较为困难，显微镜检验需要由经验丰富、训练有素的人员来操作。而这个过程也十分耗时，仅仅一个标本就可能耗费一个小时。近年来，人们也越来越频繁地利用不涉及显微镜检查的快捷测试来诊断疟疾，例如用试纸来检测疟原虫特异性抗原。但这项测试成本高昂，而且如果操作不当就会导致结果不可靠。

Jan van den Boogaart（左）和Oliver Hayden博士。

携带疟原虫的蚊子叮咬人类后，寄生虫很快就会随血液进入肝脏。疟原虫在肝脏内迅速繁殖，但它们初并不发作，有时会进入潜伏期。某些疟疾要数年后才会发作。一旦病原体进入循环系统，它们就会攻击红血球，以便隐藏在红血球内部以躲过免疫系统，并进一步繁殖。而受感染红血球破裂后会释放出病原体并感染更多血细胞。这个循环往复的过程从人体掠夺氧气，导致间歇性发热和畏寒。要产生对疟疾的自然抵抗力，缓解感染症状，需要数十年的时间。但5岁以下幼儿的免疫系统尚未发育完善，因此疟疾造成的儿童死亡率特别高。能够大批量使用的快捷诊断方法可以挽救数以千计的生命。

Hayden表示：“研制出能够帮助改善数十亿人的健康状况且经济实用的技术的想法，给了我和Jan莫大的动力。通过自动执行血液检查来诊断感染的方法在常规临床应用方面具有巨大潜力。”

同一般的医疗产品一样，研发阶段之后紧接着是全面的临床研究。但这并不意味着研究过程结束。van den Boogaart补充道：“目前，我们正在收集更多样本以深入研究这种方法在原则上是否适用于其他病原体。”疟疾自动检测法让我们看到了医疗技术无限的潜力。发明家奖和人气奖是欧洲局对投身科研事业，富于创意、甘于奉献，致力于推动技术向前发展的个人所给予的表彰。