昆虫大作战

用“暖手宝”和“微波炉”对付血吸虫

• 研究主题    皮肤热疗有效防治血吸虫病 (A Novel and Effective Hyperthermia Method for Schistosomiasis Japonica Prevention and Treatment)
• 研究目标    设计一种非侵入性的便携式加热设备，能够在对人体无害的热剂量下杀死皮肤和腹腔中的血吸虫
• 资助金额    10万美元
• 项目负责人    唐劲天，清华大学工程物理系
• 合作研究者    湖南省血吸虫病防治研究所
• 研究意义    首次将热疗法应用于血吸虫病治疗，开辟了物理治疗在寄生虫病领域应用的先河，使血吸虫病治疗实现了操作简单、成本低廉、无创无毒的“绿色治疗”

2010年第5轮的盖茨基金会“探索大挑战”（Grand Challenges Explorations，GCE）共收到了2400份研究申请，经过审核只有65个创新研究获得了10万美金的研究经费。唐劲天教授的研究团队以“暖手宝”治疗血吸虫的奇思妙想成为了65/2400的幸运儿。

要介绍唐教授的创新研究之前，先从下面这张图来了解下血吸虫这种寄生虫吧。

在我国，对于血吸虫的研究其实并不算热门。从上面那张图可以看出来，血吸虫是经由皮肤传染的，而且得反复接触疫水才可能感染。所以，多是我国南方一些农民因下水劳作，反复接触疫水而感染。城镇居民很少会感染此病。因此血吸虫在我国的感染率并不高，而且在我国，吡喹酮对于血吸虫的治疗效果很好，没有耐药病例的报道。

但这并不意味着我们无需再对血吸虫研究投入资金与精力。参与到清华大学大学医疗新技术研究室的博士后唐涛说，在非洲已经有血吸虫耐药性的病例了，如果我们不能提前做好准备应对，找到新的治疗方法，一旦血吸虫对吡喹酮的耐药全面爆发，我们会过于被动。

寻找血吸虫的新疗法的研究，在目前也是有意义的，特别是对那些卫生状况不佳的发展国家。盖茨基金会本身也是旨在投入研究经费给那些能帮助发展中国家人民解决疾病与健康问题的创新研究。

在这样的情况下，唐劲天教授治疗血吸虫的新疗法顺利地赢取了GCE项目提供的10万美金的研究基金，开始了“暖手宝”与“微波炉”治疗血吸虫病的探索之路。

皮肤热疗法：从痤疮到血吸虫

从钉螺入水的尾蚴在钻入人体皮肤后可能会被人体的免疫系统攻击，引起尾蚴性皮炎，表现为痒、红斑、丘疹等。尾蚴脱掉尾巴变为童虫，开始在人体内移行，只有能到达肝部的门静脉定居的才能顺利成长，并最终能遇到另一半，合抱后再也不分开。

而尾蚴是一种热敏感的生物，唐劲天教授觉得也许可以用皮肤热疗法在尾蚴性皮炎阶段就阻断尾蚴在人体内的移民过程，从而达到治疗血吸虫的目的。这样无需药物的物理治疗，既简便，又快捷。

所谓的皮肤热疗法就是通过使用皮肤热疗仪对局部皮肤进行物理加热，以达到抵制细菌生长、促进创伤愈合的功效，之前在治疗痤疮方面取得了不错的疗效。

唐涛博士说，皮肤热疗仪有点像一个精密的“暖手宝”，它的金属探头能够发热且温度能一直维持在设定温度，这样才能对抗皮肤的散热，让局部皮肤达到治疗温度。

但随着研究的开展，他们发现皮肤热疗法更多的是一种干预手段，而不能作为一项治疗方式，因为，感染了尾蚴的患者不一定都有尾蚴性皮炎，而表现出尾蚴性皮炎的也不一定会进展为血吸虫病。

另外，吡喹酮更多的是针对成虫，若是为了对付耐药的血吸虫成虫，只能加热皮肤的“暖手宝”对深藏在肠系膜静脉内的成虫就力不从心了。于是他们开始探寻“腹腔热疗法”。

“微波炉”现身

血吸虫的童虫、成虫寄生在人体的门静脉、肠系膜静脉，但目前还没有办法只精准地加热虫体，而周围组织温度不变，所以，只能对小鼠们进行全腹加热。在我“简单粗暴”的解释要求下，唐涛博士让我们把腹腔热疗仪想像成一个留了一个孔的微波炉。在进行“腹腔热疗法”时，会把小鼠放进这个“微波炉”中，让小鼠的头从孔中伸出来，只对其身体进行加热。对了，这个“腹腔热疗仪”的加热方式，确实是使用微波。

这样的一个腹腔热疗仪，是找国内做微波热疗的厂家特别定做的，据说价值不菲。但对这样一个新仪器，所有的操作都得摸索着来，最初因为把握不好加热剂量，常常有小鼠因为剂量过大被烤熟而就此“牺牲”。

唐涛博士说起这些牺牲掉的小鼠还满是心疼，因为每一只小鼠可都不普通，它们都是比照着人的模式感染了血吸虫的小鼠。而湖南岳阳的血吸虫病防治研究所对于血吸虫感染造模做得最好，所以这些小鼠们都是由唐涛博士等人带着从北京飞岳阳，从岳阳飞北京，和它们也培养了很深厚的旅行情谊。

对于正在进行中的研究，唐涛博士说，在小鼠身上热疗法治疗血吸虫的疗效是越来越好了。不过，他也解释说，虽然目前来看疗效不错，但尚未达到进入临床试验的程度，只是处于动物实验阶段。但他们对这项新疗法很有信心，也正在准备申请盖茨基金会“探索大挑战”第2轮研究基金。

利用磁光探测疟原虫

• 项目题目：利用新磁光生物传感器诊断疟疾（Novel Magneto-Optical Biosensors for Malaria Diagnosis）
• 申请者：Luke Savage, 英国埃克赛特大学 
• 项目时间：2009年5月获得初步资助，2011年获追加资助
• 项目介绍: 疟原虫在红细胞中侵蚀血红蛋白时，会产生一种色素警晶体，这种晶体可通过磁光检测到，如果能开发出这种磁光检测设备，那么就可以避免进行侵入式的血液采样方式来诊断。Luke Savage和Dave Newman带领的研究团队正是希望开发一款这样由电池供电的、低成本的手持磁光诊断设备。 

可穿戴驱蚊设备

• 项目题目：设计研发可穿戴防疟疾设备（Design and Development of Wearable Personal Devices）
• 申请者：Laurence Zwiebel, 美国范德堡大学 
• 项目时间：2015年6月获得初步资助
• 项目介绍: VUAA是一种可驱赶疟疾病媒冈比亚按蚊的化合物。Laurence Zwiebel及其团队将优化VUAA化合物的蒸发工序，将其混合到制作可穿戴设备的材料中。现有的技术已经可以实现利用肢体活动、太阳能或者体热为设备供能。这一设计将帮助那些长期在户外的人免于被叮咬。 

Zwiebel博士在他范德堡大学的办公室里，2014年6月9日。Zwiebel博士领导着一个研究项目，旨在开发安全、有效、低价的产品，通过干扰蚊子的嗅觉来达到驱蚊的目的，从而控制疟疾的传播。

来自非洲的蚊子被储存在范德堡大学的一间昆虫饲养实验室里，2014年6月9日 

利用微波消灭疟原虫

• 项目题目：利用微波频率治疗疟疾（Use of Microwave Frequency as Treatment for Malaria）
• 申请者：Jose Stoute, 美国宾夕法尼亚州立大学 
• 项目时间：2008年10月获得初步资助，2011年获得追加资助
• 项目介绍：研究人员们发现疟原虫在受感染者的血红细胞中产生的代谢物，会显示出一种独特电磁性质。基于这项原理，Jose Stoute及其团队测试使用不会伤害血红细胞本身的微波剂量照射时，是否能够消灭血液中的疟原虫。

声音捉蚊

• 项目题目：利用声音信号设置诱捕雄性蚊子的陷阱（An Acoustic Surveillance Trap for Male Mosquitoes）
• 申请者：Laura Harrington, 美国康奈尔大学 
• 项目时间：2015年6月获得初步资助
• 项目介绍: 目前使用的捕蚊诱饵多是针对雌性蚊子的，而雄性蚊子对声音更加敏感，他们会通过声音来寻找配偶。该项目主要研究捕蚊诱饵中的声音信号能否帮助吸引携病蚊种，特别是雄性蚊子，从而帮助控制病媒。Laura Harrington带领的团队测试了传播登革热的埃及伊蚊。他们观察和研究了雌性埃及伊蚊翅膀震动时的不同声音，以及不同声音对雄性蚊子产生的不同反应。接下来他们会把这项技术开发成适合在野外使用的诱饵设备，这个设备将使用太阳能或电池供电，并且可以通过手机进行远程控制，根据一天当中的时段或目标的不同，切换不同声音。