Abstract

Основной проблемой малярии является отсутствие инструментов для точной и своевременной диагностики в полевых условиях, которые имеют решающее значение для ведения больных и эпиднадзора.Микроскопия, наряду с экспресс-диагностическими тестами, в настоящее время является основой диагностики малярии в большинстве эндемичных регионов. Однако эти методы имеют несколько ограничений. В этом исследовании оценивалась точность нового устройства для быстрой диагностики малярии Gazelle на основе образцов, собранных в перуанской Амазонии в период с 2019 по 2020 год. Диагностическая точность сравнивалась с результатами микроскопии и двух быстрых диагностических тестов (SD Bioline и BinaxNOW) с использованием 18ssr вложенной ПЦР в качестве эталонный тест. Кроме того, для количественной оценки паразитов использовался анализ ПЦР в реальном времени (ПЭТ-ПЦР).Из 217 включенных и протестированных пациентов с лихорадкой 180 образцов (85 P , vivax и 95 отрицательных) были включены в окончательный анализ. При использовании вложенной ПЦР в качестве золотого стандарта чувствительность и специфичность Gazelle составила 88,2% и 97,9% соответственно. Используя пороговое значение 200 паразитов / мкл, чувствительность Gazelle для образцов с более чем 200 мкл / мкл составила 98,67% (95% ДИ: от 92,79% до 99,97%), тогда как чувствительность для образцов менее 200 мкл / мкл (n = 10) составлял 12,5% (95% ДИ: от 0,32% до 52.65%). Чувствительность и специфичность Gazelle были статистически аналогичны микроскопии (чувствительность = 91,8, специфичность = 100%, p = 0,983) и выше, чем у SD Bioline (чувствительность = 82,4, специфичность = 100%, p = 0,016) и BinaxNOW (чувствительность = 71,8%). , специфичность = 97,9%, p = 0,002). Диагностическая точность Газели по выявлению малярии Р . vivax инфекций были сравнимы с результатами световой микроскопии и превзошли оба ДЭТ даже при наличии инфекций с низкой паразитемией.Производительность «Газели» делает ее ценным инструментом для диагностики малярии и активного выявления случаев заболевания, который можно использовать в различных эндемичных по малярии регионах.

Образец цитирования: Valdivia HO, Thota P, Braga G, Ricopa L, Barazorda K, Salas C, et al. (2021) Полевая валидация магнитооптического устройства обнаружения (Газель) для портативной диагностики в пунктах оказания медицинской помощи Plasmodium vivax . PLoS ONE 16 (6): e0253232. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0253232

Редактор: Luzia Helena Carvalho, Instituto Rene Rachou, BRAZIL

Поступила: 9 февраля 2021 г .; Принята к печати: 31 мая 2021 г .; Опубликовано: 22 июня 2021 г.

Это статья в открытом доступе, свободная от всех авторских прав, и ее можно свободно воспроизводить, распространять, передавать, изменять, строить или иным образом использовать в любых законных целях. Работа сделана доступной по лицензии Creative Commons CC0 как общественное достояние.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в рукописи и S1 Fig, S1 Table.

Финансирование: Эта работа была частично профинансирована Hemex Health, США в рамках CRADA 18-10302 и Отделом по надзору за здоровьем вооруженных сил Министерства обороны США (AFHSD) / Global Emerging Infections Surveillance (GEIS) Branch, PROMIS ID P00144_20_N6_02, 2019- 2020. Спонсоры предоставили поддержку в виде заработной платы авторам PT и KB, но не сыграли никакой дополнительной роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.Конкретные роли этих авторов сформулированы в разделе вкладов авторов.

Конкурирующие интересы: PT является сотрудником Hemex Health и отчитывается о личных и других гонорарах от Hemex Health, KB является сотрудником Vysnova и сообщает о личных гонорарах помимо представленных работ. CAJ, DKB, HOV, GB, LR, KB, CS и DKB сообщают о грантах и ​​нефинансовой поддержке Hemex Health, США во время проведения исследования. Это не влияет на нашу приверженность политике PLOS ONE в отношении обмена данными и материалами.

Введение

Малярия — серьезная угроза общественному здоровью, в 2018 г. привела к более чем 228 миллионам случаев заболевания и 405 000 смертельным исходам [1]. Заболевание вызывается пятью различными видами Plasmodium ( P . falciparum , P . vivax , P . malariae , P , ovale и P . ). knowlesi ), что подвергает риску более 40% населения мира [1].Малярия также представляет собой риск для военной оперативной готовности, поскольку в тропических регионах потери людских ресурсов больше, чем травмы, связанные с боевыми действиями [2].

В настоящее время лечение малярии во всех эндемичных регионах, независимо от интенсивности их передачи, назначается после того, как только случаи заболевания подтверждены диагностическим тестом, который представляет собой либо ДЭТ, либо световую микроскопию. Однако оба метода имеют ряд недостатков, ограничивающих их использование. Для световой микроскопии требуется постоянная мощность, высококвалифицированный персонал, длительное время обработки, а на ее чувствительность влияет низкий уровень паразитемии [3].В случае ДЭТ их чувствительность также ограничена при инфекциях с низкой паразитемией, и их универсальность не может быть гарантирована из-за высокого уровня ложноотрицательных результатов из-за делеций HRP2 и HRP3 в P . falciparum [4–6].

Молекулярные подходы, такие как ПЦР и петлевой изотермической амплификации (LAMP), были разработаны для высокочувствительного и специфического обнаружения [7–9]. Однако эти методы могут быть относительно дорогими и требуют лабораторных мощностей и обученного персонала, которые недоступны ни в эндемичных регионах, ни в полевых условиях [10].

LAMP были широко изучены, и многие варианты были протестированы, показав хорошие результаты в полевых и лабораторных условиях [11–13]. Оптимальные характеристики LAMP объясняются использованием полимеразы Bst, которая считается более устойчивой, чем обычная полимераза Taq, и использованием 4–6 специфичных праймеров [14].

Фотоиндуцированный перенос электронов (ПЭТ-ПЦР) — это анализ в реальном времени, разработанный в качестве инструмента для надзора за малярией в эндемичных условиях [15, 16].Эта методология имеет преимущества по сравнению с традиционной вложенной ПЦР и другими платформами реального времени из-за использования самозатухающих праймеров, короткого времени обработки и простоты проведения реакции [7]. Метод ПЭТ-ПЦР можно использовать как мультиплексную платформу, позволяющую сократить время и стоимость [17].

Тем не менее, по-прежнему существует потребность в высококачественных, эффективных и эффективных с точки зрения затрат инструментах диагностики малярии, позволяющих выявлять случаи малярии на местах и ​​оперативно обнаруживать малярию, которая не только улучшит здоровье пациентов, но и поможет предотвратить передачу и снизить тяжесть заболевания [1, 10].

Чтобы восполнить этот пробел, мы оценили новое быстрое устройство с питанием от батареи, которое позволяет обнаруживать частицы гемозоина в крови инфицированных пациентов по имени Газель. Кристаллы гемозоина образуются в результате полимеризации димеров феррипротопорфирина IX, который является побочным продуктом переваривания гемоглобина, генерируемого всеми видами малярии [18]. Ранее предпринимались попытки использовать гемозоин в качестве биомаркера для диагностики малярии [19–22], многие из них были безуспешными и неприменимыми в полевых условиях [18, 23].

Однако есть многообещающие доказательства того, что магнитооптическое обнаружение потенциально может позволить чувствительную идентификацию малярии. Предыдущее исследование in vitro на P . falciparum показал, что эта технология потенциально может обнаруживать до 40 паразитов на микролитр крови [24]. Более того, обнаружение может происходить на ранних стадиях заражения и поддерживается на разных стадиях жизненного цикла паразита [25]. Кроме того, появляется все больше клинических данных, показывающих, что магнитооптическое обнаружение может быть полезно в P . vivax преобладающие параметры исключения [26].

Предыдущее исследование с использованием Газели показало многообещающие результаты для P . falciparum обнаружение в условиях высокой передачи в Индии [27]. Основываясь на этом исследовании, мы стремились оценить диагностические возможности «Газели» на участке с низким уровнем передачи данных с помощью P . vivax преобладание в перуанском бассейне Амазонки.

Методы

Учебные площадки

Образцы были собраны в результате пассивного эпиднадзора, в котором участвовали участники с лихорадкой в ​​период с 2019 по 2020 год в девяти медицинских учреждениях, расположенных в городе Икитос и близлежащих населенных пунктах.Икитос — столица региона Лорето, расположенного на северо-западе перуанского бассейна Амазонки ( Рис. 1 ). На этот регион приходится 28,7% территории Перу, где заболеваемость малярией в 2019 году составила 1,8% (в 2019 году было зарегистрировано 21 973 случая малярии), что составляет более 90% всех случаев малярии, зарегистрированных в Перу за этот год.

случаев малярии в Лорето распространены в сельских общинах с ограниченным доступом к медицинскому обслуживанию. Большинство случаев вызвано P . vivax в соотношении 4: 1 с P . falciparum . Диагностика малярии в первую очередь основана на микроскопии в соответствии с национальными рекомендациями Перу [28].

Этические соображения

Протокол исследования был одобрен Наблюдательным советом Военно-морского медицинского исследовательского подразделения США 6 (NAMRU-6) в соответствии со всеми применимыми федеральными нормативными актами, регулирующими защиту людей (протокол NMRCD.2007.0004). Взрослые участники предоставили письменное согласие, а несовершеннолетние — письменное согласие и согласие родителей / опекунов.

Размер выборки

Размер выборки был оценен исходя из чувствительности не менее 70% для Газели с относительной точностью 10%, достоверностью 95% и мощностью 80%. В результате минимальный размер выборки составил 165 человек.

Отбор проб и микроскопия малярии

Обученные флеботомисты собрали четыре мл цельной крови от каждого участника венепункцией в стерильные вакуумные пробирки, обработанные ЭДТА. Образцы были доставлены в рамках холодовой цепи в течение двух часов после сбора на объекты NAMRU-6 в Икитосе.Для каждого участника были приготовлены два тонких и толстых мазка крови, окрашены 10% Гимза и прочитаны двумя микроскопистами в лаборатории NAMRU-6 в Икитосе. Результаты были предоставлены после считывания 200 иммерсионных полей, а положительные слайды были количественно определены с использованием 6000 лейкоцитов / мкл крови в качестве эталона. Собранная кровь использовалась для RDT и тестирования Gazelle в Икитосе, а аликвота была отправлена ​​в лабораторию NAMRU-6 в Лиме для экстракции ДНК и молекулярных анализов.

Тестирование устройств РДТ и Газель

Два RDT использовались для диагностики малярийной инфекции в лаборатории NAMRU-6 Iquitos одним лаборантом: i) SD BIOLINE (05FK80-40-0) и ii) BinaxNOW (665–025).Эти два RDT основаны на обнаружении антигена, содержащего богатый гистидином протеин II (HRP-II) P . falciparum и лактатдегидрогеназа (SD Bioline) или альдолаза (BinaxNow) видов Plasmodium в цельной крови человека.

Тестирование устройства «Газель» было проведено в лаборатории Икитос тем же лаборантом со свежими образцами, которые были обработаны в течение четырех часов с момента забора. Устройство состоит из настольного ридера и одноразовых одноразовых двухкамерных картриджей (, рис. 2, ).С помощью пипетки в нижнюю камеру картриджа закапали 15 мкл цельной крови вместе с 80 мкл буфера Gazelle (2% тритона в воде). Затем поместили верхнюю камеру, и образец обработали ультразвуком через стенку картриджа с помощью ультразвукового устройства, встроенного в Газель.

Рис. 2. Порядок проведения испытаний аппарата «Газель».

15 мкл цельной крови помещают в картридж с 80 мкл буфера Gazelle цельной крови. Образец помещается в устройство «Газель», которое лизирует образец ультразвуком, а затем многократно пропускает магниты через образец.Обнаружение малярии оценивается путем сравнения количества света, проходящего через образец, с магнитным полем и без него.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0253232.g002

На этапе обработки ультразвуком лизируются эритроциты и высвобождается гемозоин в положительных образцах. Затем внутренние магниты проходят несколько раз над образцом, и результирующие магнитные поля выравнивают кристаллы гемозоина, если они присутствуют. Эта конфигурация может блокировать прохождение света через образец.Наконец, внутренний светодиод излучает свет через образец, и количество света, проходящего через образец, измеряется с магнитным полем и без него ( Рис. 2) . Количество заблокированного света пропорционально количеству гемозоина в образце. Наличие любого количества гемозоина указывает на малярийную инфекцию.

Результат отображается на считывателе в течение одной минуты. Тест теоретически обнаруживает все виды малярии, поскольку гемозоин вырабатывается всеми ими, однако он не может различать виды.Калибровку прибора проводили с использованием положительного и отрицательного контроля каждую неделю или при смене номера партии картриджей. Для целей настоящего исследования результаты «Газели» не отображались, чтобы сотрудники лаборатории NAMRU-6 были ослеплены.

Вложенная ПЦР

Вложенная ПЦР была проведена двумя лаборантами в NAMRU-6 в Лиме. Сначала ДНК выделяли из 200 мкл цельной крови с помощью набора DNeasy Blood & Tissue (Qiagen, Germantown, MD), элюировали 70 мкл буфера для элюции и использовали для ПЦР с вложенной 18S рРНК [29].Первая реакция амплифицирует рибосомный ген субъединицы 18S рРНК (ssrRNA), а вторая реакция нацелена на специфические области для каждого вида плазмодия ( P . falciparum и P . vivax) . Для первой реакции использовали 5 мкл ДНК-матрицы, а 5 мкл амплифицированного продукта использовали во второй реакции. Обе реакции проводили в объеме 50 мкл, содержащем 1X буфер, 2 мМ MgCL2, 125 мкМ dNTP, 250 нМ каждого праймера и 1 единицу полимеразы Taq (Invitrogen, Waltham, MA).Результаты были визуализированы в 2% агарозном геле, окрашенном GelRed®. Техники не видели результатов микроскопии, RDT и Gazelle.

Фотоиндуцированный перенос электронов (ПЭТ-ПЦР)

Все образцы были протестированы в двух экземплярах с использованием ПЭТ-ПЦР Plasmodium для количественной оценки плотности паразитов [17, 30]. Все положительные по роду образцы были дополнительно протестированы с помощью одноплексных реакций для обнаружения P . falciparum и P . vivax .

Реакцию рода проводили в объеме 20 мкл, который содержал 5 мкл очищенной ДНК, 2X TaqMan Environment buffer 2.0 (Applied BioSystems, Фостер-Сити, Калифорния) и 250 нМ прямого праймера рода и обратного FAM-праймера. Одноплексные видоспецифичные реакции содержали ту же смесь, но с концентрацией 125 нМ HEX-меченного видоспецифичного праймера.

реакций ПЭТ-ПЦР запускали в системе для количественной ПЦР Mx3005P (Agilent technologies, Санта-Клара, Калифорния), а результаты визуализировали в программе для количественной ПЦР MXpro.Условия термоциклирования для родовой и видоспецифичной ПЭТ-ПЦР состояли из начальной денатурации при 95 ° C в течение 10 минут и 45 циклов денатурации при 95 ° C в течение 10 секунд с последующим отжигом при 60 ° C в течение 40 секунд. Пороговый цикл (Ct) ниже 41 использовался для разделения положительных и отрицательных образцов. Техники не видели результатов микроскопии, RDT и Gazelle.

Анализ сроков окупаемости и затрат

Мы оценили время обработки и стоимость одного образца для экспертной микроскопии, вложенной ПЦР, SD Bioline, BinaxNOW и Gazelle.Смета включала подготовку образцов для микроскопии; Выделение ДНК, реакция амплификации и визуализация результатов для ПЦР; Стоимость ДЭТ за образец, а также затраты на картридж и буфер для Газели. Стоимость рабочей силы и оборудования не была включена в анализ.

Статистические методы

Чувствительность и специфичность с 95% доверительным интервалом (95% ДИ) были рассчитаны для микроскопии, RDT и Gazelle с использованием 18S рРНК-вложенной ПЦР в качестве эталонного теста. Тест МакНемара использовался для выявления статистических различий между микроскопией, RDT и Gazelle.Коэффициент Каппа использовался для оценки соответствия между этими диагностическими тестами, в то время как U-критерий Манна-Уитни использовался для оценки различий в паразитемии между истинно положительными и ложно отрицательными результатами. Эти анализы проводились в пакете «stats», реализованном в R [31]. Данные микроскопии и количественной оценки ПЭТ-ПЦР были использованы для оценки предела обнаружения (LoD) Gazelle на клинических образцах с использованием загрузочных контрольных точек, реализованных в пакете «cutpointr» в R.

Результаты

Охват и характеристика населения

За период исследования 217 участников были обследованы на малярию.В общей сложности 32 участника были исключены из окончательного анализа из-за того, что образец крови не соответствовал требованиям для выполнения всех четырех тестов. Из этих 32 образцов микроскопия идентифицировала 11 P . vivax , 3 P . falciparum и 18 негативов; BinaxNow привел к 10 non-P . falciparum положительных и 22 отрицательных, тогда как SDBioline дало 10 P . vivax и 22 негатива.

Из оставшихся 185 образцов частота выявления малярии при микроскопии составила 44.9% (83/185), SD BIOLINE 38,9% (72/185), BinaxNOW 35,6% (66/185), Nested PCR 48,6% (90/185) и Gazelle 43,8% (81/185) ( S1 Таблица ).

Всего четыре P . falciparum и один смешанный P . vivax / P . falciparum случаев были обнаружены с помощью вложенной ПЦР. Все последующие анализы проводились с оставшимися 180 образцами (85 P , vivax и 95 отрицательных, как определено с помощью вложенной ПЦР).

Средний возраст составлял 33 года (диапазон 5–79), 60,5% составляли мужчины. У участников была средняя плотность паразитов 606 паразитов / мкл (12–61 773 паразитов / мкл), а недавняя история противомалярийного лечения была описана у 6 участников (, таблица 1, ).

Диагностические характеристики Газель и другие диагностические тесты

При использовании ПЦР с вложенной 18S рРНК в качестве эталона микроскопия имела чувствительность для P . vivax 91,8% (95% ДИ: 83,8% — 96,6%) и специфичность 100% (95% ДИ: 96.2% — 100%). SD BIOLINE имел чувствительность 82,4% (95% ДИ: 72,6–89,8%) и специфичность 100% (95% ДИ: 96,2–100%), тогда как BinaxNOW имел чувствительность 71,8% (95% ДИ: 61%). — 81%) и специфичность 97,9% (95% ДИ: 92,6% — 99,7%). Газель имела чувствительность 88,2% (95% ДИ: 79,4–94,2%) и специфичность 97,9% (95% ДИ: 92,6–99,7%) (, рис. 3, ).

Рис. 3. Чувствительность (синие точки), специфичность (красные точки) и 95% доверительные интервалы для обнаружения малярии с помощью микроскопии, SD Bioline, BinaxNOW и Gazelle в P . vivax с использованием ПЦР с вложенной 18S рРНК в качестве эталона.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0253232.g003

Используя пороговую величину 200 паразитов / мкл, как в программе обеспечения качества БДТ ВОЗ [32], чувствительность Gazelle к образцам с более чем 200 паразитов / мкл составляла 98,67% (95% ДИ: от 92,79% до 99,97%), тогда как чувствительность для образцов менее 200 паразитов / мкл составляла 12,5% (95% ДИ: от 0,32% до 52,65%).

Коэна показала, что у Газели каппа 0.94 (95% ДИ: 0,89–0,99) по сравнению с микроскопией и каппа 0,87 (95% ДИ: 0,79–0,94) по сравнению с вложенной ПЦР. Площадь под кривой ROC составляла 0,93 для Gazelle, 0,96 для микроскопии, 0,91 для SD Bioline и 0,85 для BinaxNOW ( рис. 4 ). Тест МакНемара не показал статистических различий между результатами Газели по сравнению с микроскопией (р = 0,983). Однако статистически значимые различия были обнаружены между Gazelle и SD Bioline и BinaxNOW (p = 0,016 и p = 0,002, соответственно).

Рис. 4. ROC-анализ.

На рисунке показаны кривые ROC для BinaxNow, SD BIOLINE, микроскопии и Gazelle в сравнении с вложенной ПЦР в качестве эталонного теста. Газель показала AUC 0,93, что сопоставимо с микроскопией с AUC 0,96 и выше, чем у BinaxNow (AUC = 0,85) и SD BIOLINE (AUC = 0,91).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0253232.g004

Предел обнаружения Газели при инфекциях P. vivax

При использовании ПЦР с вложенной 18S рРНК в качестве эталона для Gazelle было обнаружено всего 10 ложноотрицательных результатов (FN).Из них все были FN по обоим RDT и 7 по микроскопии. Средняя паразитемия в 3 положительных при микроскопии образцах Gazelle FN составила 131 мкл / мкл, а средняя паразитемия для субмикроскопических образцов Gazelle FN составила 1,4 мкл / мкл с использованием ПЭТ-ПЦР для количественной оценки паразитемии. Газель имела 2 ложноположительных результата (FP) при использовании ПЦР с вложенной 18S рРНК в качестве эталона. Однако один FP оказался положительным с помощью ПЭТ-ПЦР с паразитемией 0,63 п / мкл.

U-критерий Манна-Уитни показал значительные различия в средней паразитемии у истинно положительных результатов Gazelle и Gazelle FN (p <0.00001). В связи с этим оптимальный предел паразитемии для положительного результата на газель был оценен между 207 и 323 паразитами / мкл с использованием данных микроскопии и количественной оценки ПЭТ-ПЦР, соответственно ( рис. 5, ).

Рис. 5. Распределение плотности паразитов.

Ящичковая диаграмма показывает распределение плотности паразитов, оцененное с помощью микроскопии и ПЭТ-ПЦР, вдоль медианы, нижнего и верхнего квартилей. Оптимальный предел паразитемии для положительного результата «Газель» показан красной пунктирной линией.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0253232.g005

Магнитооптический метод, используемый в этом исследовании, представляет собой количественный метод, поскольку он определяет уровни гемозоина в образце. В этом отношении наши результаты показывают положительную корреляцию между плотностью паразитов и сигналом гемозоина, обнаруженным Газелью (r = 0,83) ( S1 Рис. ).

Анализ сроков выполнения работ и затрат

Наши результаты показывают, что у Gazelle было более короткое время обработки, чем у SD Bioline и BinaxNOW, с расчетным временем в пять минут на тест, включая подготовку образца и считывание (, таблица 2, ).Стоимость газели за тест оценивалась в один доллар США за тест, что ниже, чем у BinaxNOW, и аналогично микроскопии и SD Bioline (, таблица 2, ).

Обсуждение

Текущие руководящие принципы указывают, что лечение малярии следует проводить только в случаях с положительным результатом диагностического теста, которым является либо ДЭТ, либо световая микроскопия [10]. Более того, диагностика малярии является не только ключом к прямому лечению, но также имеет решающее значение для эпиднадзора и выявления резервуаров передачи в эндемичных условиях [10].Однако ДЭТ и световая микроскопия имеют ряд ограничений, которые затрудняют их использование в полевых условиях. Следовательно, необходимы новые подходы к применению в полевых условиях для упреждающего выявления случаев заболевания в эндемичных условиях.

В этом исследовании мы оценили новое устройство для быстрой диагностики в месте оказания медицинской помощи (Gazelle) и оценили его эффективность по сравнению с микроскопией и двумя RDT (SD Bioline и BinaxNOW) с использованием вложенной ПЦР в качестве золотого стандарта. Результаты текущего исследования показали, что чувствительность и специфичность Gazelle были аналогичны микроскопии и лучше, чем RDT, которые являются основными диагностическими методами, используемыми в медицинских центрах в Перу и других эндемичных регионах.

Наши результаты согласуются с недавним исследованием характеристик Газели в Индии с преобладанием P . falciparum [27]. Предыдущее исследование показало, что Gazelle продемонстрировала чувствительность и специфичность 82% и 98% соответственно; которые близки к значениям чувствительности и специфичности 88,2% и 97,9% из нашего исследования. Эти результаты говорят о том, что диагностические характеристики Газели аналогичны для P . falciparum и P . vivax чемоданов.

Это важный вывод, поскольку преобладание видов варьируется в зависимости от эндемичных регионов. Кроме того, в одном и том же регионе могут происходить смещения преобладающих видов в результате мероприятий по борьбе с малярией, которые, как правило, более эффективны против P . falciparum , чем P . vivax или введение новых штаммов, как показано ранее [33–36].

Gazelle меньше (5 минут) по сравнению с микроскопией (2 часа), RDT (20 минут) и PCR (9 часов), а стоимость одного теста сравнима с микроскопией и RDT.Кроме того, стоимость устройства «Газель» составляет примерно 700 долларов, что сопоставимо со стоимостью базового светового микроскопа, и устройство может выдержать более 20 000 тестов в течение своего предполагаемого жизненного цикла.

В этом отношении наши данные показывают, что Gazelle может дополнять микроскопию или использоваться в качестве альтернативы для диагностики малярии в удаленных или ограниченных в ресурсах местах. Этот потенциал для диагностики на месте дополнительно поддерживается минимальным обучением, необходимым для работы с Газелью, и отсутствием вариабельности, зависящей от наблюдателя, как в микроскопии.

Используя программу обеспечения качества БДТ ВОЗ в качестве эталона, чувствительность Gazelle к образцам с высокой плотностью паразитов (> 200 паразитов / мкл) составила 97,47% (95% доверительный интервал: от 91,15% до 99,69%). Это важное открытие, поскольку плотность 200 паразитов / мкл намного ниже средней плотности паразитов, сообщаемой во многих эндемичных условиях, включая наши районы в Перу [32]. Кроме того, количество ложных срабатываний препарата Газель оценивается в 2,1%, что ниже текущих критериев ВОЗ для ДЭТ (<10%) [32].

Ограниченный размер выборки (n = 10) для крайне низких инфекций паразитемии (<200 паразитов / мкл) не позволил нам рассчитать надежную оценку чувствительности для Gazelle. Однако, учитывая, что используемый здесь магнитооптический метод является количественным, можно было бы повысить чувствительность для инфекций с низкой паразитемией, изменив объем входящей пробы.

Важно подчеркнуть, что нынешний прототип «Газели» не позволяет идентифицировать виды.Это важный недостаток в регионах, где циркулируют несколько видов и схемы лечения различаются, поскольку неправильное ведение случая может привести к плохому ответу на лечение с обострением заболевания, рецидивами или обострением [37]. В связи с этим способность к дифференциации видов в настоящее время включается в следующий прототип устройства, который будет утвержден в ближайшем будущем.

Газель представляет собой важное дополнение к набору средств диагностики малярии, которое подходит для выявления малярии в местах оказания медицинской помощи.Наши результаты показывают потенциал «Газели» как экономичного устройства для диагностики малярии, которое можно использовать в эндемичных условиях с ограниченными ресурсами. Знания, полученные в результате этого исследования, послужат основой для дальнейших достижений в преобразовании технологии в доступное, прочное и готовое к эксплуатации устройство, которое можно использовать во всех эндемичных по малярии регионах.

Дополнительная информация

S1 Рис. Диаграмма рассеяния паразитемии в сравнении с количественными магнитооптическими данными.

На рисунке показана паразитемия, определенная под микроскопом, в сравнении с количественной оценкой гемозоина, проведенной Gazelle.Между обоими показателями была обнаружена положительная корреляция (r = 0,83).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0253232.s001

(TIF)

Благодарности

Мы хотели бы поблагодарить команду лаборатории и полевых работников в Икитосе за их поддержку в выполнении этого исследования. Мы также хотим отметить участников исследования, которые анонимно внесли свой вклад в его проведение.

Заявление об ограничении ответственности

Взгляды, выраженные в этой статье, принадлежат авторам и не обязательно отражают официальную политику или позицию Министерства военно-морского флота, Министерства обороны США или США.С. Правительство.

Список литературы

1. 1. КТО. Всемирный доклад о малярии Всемирная организация здравоохранения. 2019.
2. 2. Ливези Дж., Туми П., Моррисон М., Чикателли С., Дункан Э. Х., Хамер М. и др. Открытое исследование безопасности и эффективности однократной еженедельной дозы хлорохина и азитромицина, вводимых для профилактики малярии у здоровых взрослых, зараженных устойчивым к хлорохину 7G8 Plasmodium falciparum, в модели контролируемой инфекции малярии у человека.Журнал малярии. 2020; 19 (1): 336. pmid: 32938444; PubMed Central PMCID: PMC7493140.
3. 3. Lo E, Zhou G, Oo W, Afrane Y, Githeko A, Yan G. Низкая паразитемия при субмикроскопических инфекциях значительно влияет на диагностическую чувствительность малярии в высокогорьях Западной Кении. ПлоС один. 2015; 10 (3): e0121763. pmid: 25816298; PubMed Central PMCID: PMC4376713.
4. 4. Гамбоа Д., Хо М.Ф., Бендезу Дж., Торрес К., Чиодини П.Л., Барнуэлл Дж. В. и др. У значительной части изолятов P. falciparum в районе Амазонки в Перу отсутствуют pfhrp2 и pfhrp3: значение для экспресс-тестов на малярию.ПлоС один. 2010; 5 (1): e8091. pmid: 20111602; PubMed Central PMCID: PMC2810332.
5. 5. Fontecha G, Mejia RE, Banegas E, Ade MP, Mendoza L, Ortiz B и др. Делеции генов pfhrp2 и pfhrp3 Plasmodium falciparum из Гондураса, Гватемалы и Никарагуа. Журнал малярии. 2018; 17 (1): 320. pmid: 30170596; PubMed Central PMCID: PMC6119307.
6. 6. Рашид Виана Дж. М., Акини Окот С., Сильва-Фланнери Л., Лима Барбоса Д. Р., Маседо де Оливейра А., Голдман И. Ф. и др. Делеции гена богатого гистидином белка 2 (pfhrp2) и pfhrp3 в изолятах Plasmodium falciparum из избранных участков в Бразилии и Боливии.ПлоС один. 2017; 12 (3): e0171150. pmid: 28301474; PubMed Central PMCID: PMC5354239.
7. 7. Krampa FD, Aniweh Y, Awandare GA, Kanyong P. Последние достижения в разработке диагностических тестов на малярию. Диагностика. 2017; 7 (3). pmid: 28925968; PubMed Central PMCID: PMC5617953.
8. 8. Луччи Н.В., Лйолье Д., Сильва-Фланнери Л., Удхаякумар В. Использование изотермической амплификации, опосредованной малахитовой зеленой петлей, для обнаружения Plasmodium spp. Паразиты. ПлоС один. 2016; 11 (3): e0151437.pmid: 26967908; PubMed Central PMCID: PMC4788150.
9. 9. Серра-Касас Э., Гетенс П., Чихеб Д., Гамбоа Д., Розанас-Уржель А. Пилотная оценка альтернативных процедур для упрощения диагностики малярии на основе LAMP в полевых условиях. Acta Tropica. 2019; 200: 105125. pmid: 31394079
10. 10. mal ERARCPoTfME. МАЛЕРА: обновленная программа исследований по диагностике, лекарствам, вакцинам и борьбе с переносчиками малярии при элиминации и искоренении малярии. PLoS медицина. 2017; 14 (11): e1002455.pmid: 291

Газель Морра Факты и информация

Научная классификация

Общее название

Газель Морра, газель Western Dama

Королевство

Животные

Тип

Хордовые

Класс

Млекопитающие

Заказать

Парнокопытная

Семья

Бовиды

Род Виды

Газелла (дикая коза) дама (как олень) морр (научный исследователь)

Быстрые факты

Описание

Газель Морра — газель среднего размера с преимущественно белым телом, верхним покрывалом темно-ржавого цвета и короткими черными рогами

Размер

Примерно 0.От 9 до 1,2 м (от 3 до 4 футов) в уступе

Вес

от 39,6 до 74,25 кг (от 88 до 165 фунтов)

Диета

Включает листья акации и кустарников, травы и травы

Инкубация

Беременность длится примерно 6,5 месяцев; обычно по одному потомству

Продолжительность ухода

Молодая медсестра от 4 до 9 месяцев

Половая зрелость

Мужчины: от 18 до 24 месяцев
Женщины: от 9 до 12 месяцев

Продолжительность жизни

В среднем 12 лет

Диапазон

Восточная Сахара

Среда обитания

Обитает в открытых степях, травянистых степях, полупустынях, пустынях

Население

Глобальный: Вымершие в дикой природе

Статус

МСОП: находящийся под угрозой исчезновения
CITES: Приложение I
USFWS: находящийся под угрозой исчезновения

Интересные факты

1. Газель Морра также упоминается как газель западного дама.Газели Дама известны своими чрезвычайно длинными ногами, которые поднимают их тело над горячим песком пустыни, чтобы сохранять прохладу. Кроме того, их длинные ноги обеспечивают дополнительную площадь поверхности тела для излучения тепла.
2. Это самые высокие из всех газелей из-за худощавого тела с длинной шеей и ногами. Они также являются самым темным подвидом племени дама-газелей.
3. Известно, что они поднимаются на задние лапы, чтобы достичь высокого лба.
4. Во время миграции во время засухи многие морры умирают из-за недостатка пищи, а не воды.Как и многим млекопитающим, живущим в засушливых регионах, необходимо адаптироваться к длительным периодам без питьевой воды. Большинство этих животных успешно потребляют воду из пищи.

Экология и охрана природы

Поедая травы, морры получают всю воду, в которой они нуждаются в сезон дождей, но мигрируют в поисках питьевой воды в засушливые периоды.

Газели Морра — важный источник пищи для многих хищников.

Как и большинство млекопитающих, обитающих в Северной Африке, они находятся на грани исчезновения из-за чрезмерной охоты и разрушения среды обитания.

В сотрудничестве с другими учреждениями AZA (Ассоциация зоопарков и аквариумов) Busch Gardens тесно управляет популяциями газелей Морра с помощью программы под названием «План выживания видов» (SSP), которая направлена ​​на улучшение генетического разнообразия управляемых популяций животных.

Библиография

Эстес, Р. Д. Сафари-компаньон: руководство по наблюдению за африканскими млекопитающими . Вермонт: Chelsea Green Publishing Co., 1993.

Готч, А.Ф. Млекопитающие — объяснение их латинских имен .Пул, Великобритания: Blandford Press Btd., 1979.

Новак, Рональд (ред.). Ходоки Млекопитающие мира. Vol. II, Baltimore: Johns Hopkins University Press, 1991.

Паркер, С.П. (ред.). Энциклопедия млекопитающих Гризмека. Том 5 . Нью-Йорк: McGraw Hill Pub. Co., 1990.

Spinage, C.A. Естественная история антилоп . Нью-Йорк: Факты в File Pub., 1986.

Стюарт К. и Т. Полевой справочник млекопитающих Южной Африки .Флорида: Книжный паб Ральфа Кертиса. 1988.

Gazelle Vacation Rentals & Homes — Калифорния, Соединенные Штаты

Сожалеем, некоторые части веб-сайта Airbnb не работают должным образом без включенного JavaScript.

Найдите и забронируйте уникальное жилье на Airbnb

Аренда на время отпуска в Gazelle с самым высоким рейтингом

Гости согласны: эти варианты проживания высоко ценятся за расположение, чистоту и многое другое.

Гостевой дом целиком · 4 гостя · 5 кроватей · 1 ванная

Susans Secret Garden StudioУютная, привлекательная студия площадью 350 кв. Футов. Йогурт, фрукты, выпечка, горячие напитки и многое другое на утренний завтрак. Курение запрещено на всей территории. Идеально подходит для путешествий между Вашингтоном, Орегоном и всеми частями Калифорнии, всего в 6 милях от автострады I-5 к востоку от Иреки. Размещение домашних животных допускается после утверждения. Дополнительная плата в размере 5 долларов за домашнее животное. Общая ванная комната в доме. Плата за уборку отсутствует. Оконный кондиционер, который гости настраивают на желаемую температуру.Его снимают в более прохладную погоду. Электрические обогреватели

Гостевой дом целиком · 6 гостей · 2 кровати · 1 ванная

Очаровательный деревенский домик на ферме Эджвуд Наслаждайтесь отдыхом в ночлежке в старинной усадьбе. Все в этом отреставрированном загородном доме для отпуска уникально. Трудно поверить и трудно описать, возможно, вид на гору Шаста говорит обо всем. НЕВЕРОЯТНЫЙ. Хотя отель находится всего в миле от межштатной автомагистрали 5, рядом с местной остановкой Weed Rest и аэропортом Weed, на берегу реки Шаста тихо и безмятежно.В этом оригинальном бункере есть полностью оборудованная кухня, винтовая лестница, дровяная печь и уютные номера с видом на горы!

Фермерский дом · 6 гостей · 5 спальных мест · 2 ванные комнаты

Ранчо с видом на холм Представьте, что вы просыпаетесь и наблюдаете за лошадьми, мирно пасущимися из окна. Семья диких индеек, играющих кроликов или оленей, идущих за водой. Краснохвостые ястребы, парящие высоко над головой. Поднимитесь на 75 ярдов в гору и полюбуйтесь древними скальными образованиями и величественными видами горы Шаста, второй по высоте горной вершины Калифорнии.Наблюдайте, как солнце садится над далекими холмами из окна своей гостиной, когда вы откидываетесь в своей кошачьей лапке! Все это ждет вас во время вашего спокойного отдыха.

Аренда на время отпуска для любого стиля

Получите пространство, которое подходит именно вам

• Дома

  Комфортные места со всем необходимым

• Отели

  Стильные номера и удобства

• Уникальное проживание

  Пространства, которые больше, чем просто место для сна

Популярные удобства для аренды на время отпуска Газель

Другая отличная аренда на время отпуска в Газели

1. Жилой дом целиком
2. · Weed

Дом с горячими источниками Намасте в Flowing Waters OPEN

241 доллар за ночь