پیشرفت سریع بیوتکنولوژی، تشخیص های بهداشتی را تغییر می دهد، فرصت های بی سابقه ای برای شناسایی و نظارت بر بیماری های عفونی فراهم می کند.این نوآوری ها به عنوان یک ابزار حیاتی برای حفاظت از جمعیت های جهانی شناخته می شوند.

تشخیص های Biotech-Enabled چیست؟

تشخیص های فعال Biotech از تکنولوژی های مولکولی و سلولی برای تشخیص بیماری ها، جهش های ژنتیکی و نشانگرهای زیستی با حساسیت بالا و خاص بودن استفاده می کنند. فن آوری های Core شامل genomics، Proteomics، رونویسی ها و تکنیک های زیست شناسی مولکولی مانند واکنش زنجیره پلیمراز (PCR)، نسل بعدی توالی (NGS)، و تجزیه و تحلیل میکروآر فراتر از این روش های مبتنی بر عفونت، حتی در مراحل بیماری های غیر انسانی، حتی در مراحل تشخیص بیماری های غیر شناختی، تشخیص بیماری زا.

به عنوان مثال، آزمایشات مبتنی بر PCR در طول COVID-19 اپیدمی استاندارد طلا شد، که اجازه می دهد تشخیص دقیق سارس-CoV-2 از کوره های بینی در عرض چند ساعت به تازگی، سیستم های مبتنی بر CRISPR (به عنوان مثال، SHERLOCK، DETEC) به عنوان گزینه های قابل حمل و سریع ظهور کرده اند که می تواند بین انواع ویروسی تمایز قائل شود.

نقش در نظارت جهانی بهداشت

] نظارت جهانی بهداشت اشاره به جمع آوری سیستماتیک، تجزیه و تحلیل و تفسیر داده های بهداشتی برای اطلاع از اقدامات بهداشت عمومی. تشخیص Biotech با فعال کردن تشخیص زمان واقعی و مشخصات مولکولی پاتوژن ها، این به ویژه برای مهار شیوع بیماری های عفونی در حال ظهور مانند COVID-19ID، ویروس زیکا، و باکتری مقاوم در برابر آنتی بیوتیک حیاتی است.

در طول شیوع بیماری ابولا در آفریقای غربی، آزمایش های سریع تشخیصی (RDTs) بر اساس آنتی ژن های رتینوئیستی و PCR به بیمارستان های صحرایی، کاهش زمان چرخش از روزها به ساعت مشابه، اپیدمی زیکا در حال انجام با استفاده از رونویسی معکوس PCR (RT-PCR) و سرولوژی به عنوان که تمایز بین پوسته های COvivID و آزمایش های تشخیص داده شده در سراسر جهان - ردیابی شد.

نظارت بر فناوری همچنین از ] [genomic epidemiology از پاتوژن ها پشتیبانی می کند. Sequencing ژنوم های ویروسی اجازه می دهد تا مقامات بهداشتی زنجیره انتقال را ردیابی کنند، انواع نگرانی را تشخیص دهند و اثربخشی واکسن را ارزیابی کنند. [برای مثال، تلاش جهانی برای تشخیص سارس-CoV-2، هماهنگ شده از طریق سیستم عامل هایی مانند GISA، استفاده از فناوری های زمان بالا در نزدیکی میکروارگانیسم ها و تجزیه و ارزیابی تغییرات زمان واقعی در دلتا.

مزایای Biotech Diagnostics

  • Speed: نتایج در عرض چند دقیقه تا ساعت در دسترس هستند، به عنوان مثال، آزمایش های مبتنی بر CRISPR می توانند نتایج را در کمتر از یک ساعت بدون تجهیزات پیچیده آزمایشگاهی به دست آورند.
  • خطر: حساسیت بالا و خاص بودن کاهش مثبت کاذب و منفی، که برای کنترل شیوعات مولکولی اغلب بیش از 95٪ حساسیت و خاص بودن است.
  • تجهیزات مانند دستگاه های دستی PCR (به عنوان مثال، ابوت ID Now) و سیستم های مبتنی بر کارتریج اجازه تست در کلینیک های دور افتاده، فرودگاه ها و عبور از مرز.
  • تنش پذیری: تشخیص های بیوتکنولوژی می توانند توده ای باشند و برای غربالگری در سراسر جمعیت مستقر شوند، همانطور که با آزمایش های ضد ژن خود برای COVID-19 دیده می شود.
  • بسیاری از سیستم عامل های مدرن می توانند چندین بیماری را در یک نمونه واحد تشخیص دهند که برای نظارت syndromic ارزشمند است - به طور همزمان برای ویروس آنفولانزا، همگام سازی تنفسی (RSV)، و SARS-CoV-2

روندهای آینده و نوآوری ها

دهه آینده شاهد تشخیص های زیستی فناوری خواهد بود که حتی در زیرساخت های بهداشت عمومی ادغام شده است.[۱] نوآوری های کلیدی شامل آشکارسازهای مبتنی بر داده ، هوش مصنوعی (AI) برای تفسیر داده ها، lab-on-a-chip [FLT5] و دستگاه های نظارت مستمر (F6:2.

تکنولوژی CRISPR

تشخیصی مبتنی بر CRISPR از آنزیم های کاسی هدایت شده RNA برای اتصال و دفع توالی های خاص هسته ای استفاده می کنند، سیگنال های قابل تشخیص را تولید می کنند.سیستم هایی مانند SHERLOCK (Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter UnTableing) و DETECTR می توانند RNA ویروسی یا DNA را با حساسیت به سرعت شناسایی کنند (اغلب یک ساعت)، آزمایش های چند منظوره برای آن ها انتظار می رود که به طور همزمان می توانند به صورت چند مرحله ای برای تشخیص داده شوند.

هوش مصنوعی

هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی در حال تبدیل چگونه داده های تشخیصی جمع آوری، تجزیه و تحلیل و استقرار (۱) برای نظارت بر الگوریتم های یادگیری عمیق می تواند نتایج را از assays جریان جانبی، تصاویر میکروسکوپی یا توالی های ژنومیک با دقت بالا تفسیر کند؛ علاوه بر این، AI می تواند الگوهای در داده های تشخیصی سطح جمعیت را شناسایی کند تا پیش بینی کند که پیش از آن، منابع، منابع و مداخلات توصیه می شود، مانند سیستم های پردازش زبان آبی، به عنوان یک سیستم های هشدار دهنده های رسمی بیشتر از آن استفاده می شود.

آزمایشگاه-on-a-Chip و Microfluidics

دستگاه های Microfluidic “کارگردان بر روی یک تراشه” ادغام آماده سازی نمونه، تقویت و تشخیص بر روی یک تراشه واحد.این سیستم ها مصرف مجدد را کاهش می دهند، تجزیه و تحلیل های خودکار که در حال حاضر نیاز به پرسنل آموزش دیده آفریقا دارند، شامل تکرارهای منظم خوشه ای شده پالینروید کوتاه (CRISPR) میکروفلوئید مبتنی بر میکروسی است که می تواند برای آنها کمتر طراحی شده باشد.

سنسور های زیستی قابل تحمل

تکنولوژی پوشیدنی، مانند ساعت های هوشمند و پچ ها، می تواند به طور مداوم پارامترهای فیزیولوژیکی مانند ضربان قلب، دما و اشباع اکسیژن را نظارت کند، هنگامی که همراه با سنسورهای نشانگر زیستی (به عنوان مثال، برای گلوکز، لکاتات، یا التهابی سیتوکین ها)، این پوشیدنی ها می توانند هشدار اولیه عفونت را در سطح فردی ارائه دهند.

چالش ها و ملاحظات

علی رغم وعده های فوق العاده، پذیرش گسترده ی تشخیص های بیوتکنولوژی برای نظارت بر سلامت جهانی با موانع متعددی مواجه است.

  • ] حریم خصوصی و امنیت داده: جمع آوری زمان واقعی از نتایج تشخیصی نگرانی در مورد رضایت، مالکیت و سوء استفاده بالقوه از داده های بهداشتی را افزایش می دهد.
  • کشورهای با درآمد بالا بر استقرار تشخیصی پیشرفته تسلط دارند. تنظیمات محدود منابع اغلب فاقد زیرساخت، زنجیره سرد و پرسنل آموزش دیده برای اجرای این ابزارها هستند.
  • اصلاحات هردles: فن آوری های به سرعت در حال تحول نیاز به مسیرهای نظارتی انعطاف پذیر است که ایمنی و اثربخشی را بدون اجازه استفاده اضطراری (EUAs) ثابت شده موثر در طول COVID-19 همه گیر اما ممکن است برای نظارت روزمره پایدار نیست.
  • تضمین کیفیت و استاندارد: تنوع در عملکرد آزمون، دستکاری نمونه، و گزارش نتیجه می تواند دقت نظارت را به خطر اندازد.
  • عدم اطلاع از سیستم های بهداشتی موجود: ابزار تشخیصی جدید باید با سوابق بهداشت الکترونیکی، پایگاه های داده نظارت ملی و شبکه های آزمایشگاهی موجود سازگار باشد.
  • جمع آوری: در حالی که هزینه های واحد برای آزمایش های مولکولی کاهش یافته است، مقیاس پذیری نظارت برای پوشش کل جمعیت هنوز نشان دهنده یک سرمایه گذاری قابل توجه و مشارکت های عمومی و خصوصی می تواند هدایت تخصیص منابع.

نتیجه گیری

تشخیص های فعال Biotech آماده تغییر نظارت جهانی بهداشت با ارائه روش های سریع تر، دقیق تر و مقیاس پذیر برای شناسایی بیماری های عفونی هستند. نوآوری در CRISPR، AI، میکروفلدیک ها و سنسورهای پوشیدنی توانایی ما برای نظارت بر شیوع بیماری ها در زمان واقعی، هدایت پاسخ های بهداشت عمومی و در نهایت نجات زندگی را افزایش می دهد، با این حال این فن آوری ها باید با توجه به همکاری زیست محیطی، و توسعه پایدار بودن، به ویژه خطرات ضروری برای جلوگیری از آن ها، و سازمان های جهانی، به عنوان یک سازمان های جهانی، به عنوان یک سازمان های زیست شناسی ضروری، آماده سازی جهانی، و سازمان های زیست شناسی زیست شناسی زیست محیطی، به عنوان یک سازمان های زیست شناسی، به عنوان یک گزینه های زیست محیطی، به عنوان یک گزینه های زیست شناسی، به عنوان یک گزینه های زیست محیطی، به عنوان یک گزینه های زیست محیطی، به عنوان یک گزینه های زیست شناسی و امنیت جهانی، به عنوان یک گزینه های زیست شناسی، به عنوان یک گزینه های بهداشتی ضروری، به عنوان یک گزینه های زیست شناسی و امنیت جهانی، به عنوان یک گزینه های زیست شناسی و امنیت زیست شناسی، به عنوان یک گزینه های زیست محیطی، به عنوان یک گزینه های زیست شناسی و امنیت جهانی، به عنوان یک گزینه های زیست محیطی، به عنوان یک گزینه