本周，测试、跟踪和监控。covid测试实际上是如何工作的?covid抗体意味着免疫吗?还有在家监测新冠肺炎症状的技术。另外，在新闻中，随着封城的范围扩大:他们在澳大利亚是如何做到的?为什么种植树木来捕获碳可能不一定是最好的举动，麻雀改变了它们的曲调!
在这一集里
莱斯特和墨尔本又被封锁了
剑桥大学的Freya Jephcott;菲利普·罗素，莫纳什大学
本周，莱斯特市一直是各大报纸的头条。与英国其他地方庆祝“超级星期六”(Super Saturday)不同的是，随着封锁的放松，他们的酒吧没有盛大的重新开业;学校再次被限制招收必要工人的孩子，非必要的商店不得不拉下百叶窗，因为由于冠状病毒病例的激增，那里的封锁已经延长。似乎没有人能够准确地指出为什么莱斯特在上个月的冠状病毒病例中名列前茅。英国卫生和社会保障部(Department for Health and Social care)表示，有“多种”因素导致了这一数字的飙升，并没有引用“养老院、医院环境或工业流程”来立即解释新诊断的明显上升。但科学家表示，感染可能反映了社会不平等:在白领工作较多的地方，员工可以在家工作，与他人隔离。另一方面，在较贫困的地区，人们更有可能不得不上班并使用公共交通工具，这增加了他们被感染的风险。剑桥大学的弗雷亚·杰弗科特(Freya Jephcott)研究疾病爆发，那么她如何看待控制莱斯特疫情的“更长时间封锁”方法?弗雷娅采访了克里斯·史密斯。
弗雷娅:我认为总的来说，我们已经走在了正确的轨道上。当我们确实看到特定地区的传播增加时，这实际上是赋予地方卫生当局权力，使他们能够以一种他们知道适合当地并在当地有效的方式采取行动来控制它。因为疫情传播的方式显然在很大程度上取决于它传播的人口，住房安排的密度，经济依赖的工业类型。
克里斯-我们真的知道什么是正确的前进道路吗?当你有这些因素的组合时，正确的做法是什么?或者这将是一个学习练习不同的城市，不同的形式，不同的人口群体将不得不以艰难的方式学习，然后他们会知道下一次?
弗雷娅:当然。特别是面对这样一种不熟悉的新病毒，会有很多尝试和错误，很多人试图相互学习，也试图在当地寻找什么会有所帮助。没有放之四海而皆准的办法。我认为，没有什么是确定的，这一点应该让人放心，因为有讨论和研究，这正是目前所需要的。
考虑到现在是夏天，我们知道病毒在夏天传播得不那么好，因为夏天有更多的人外出。我们也正处于封锁之后，可以说病毒传播的数量应该非常低。现在莱斯特城发生的事难道不令人担忧吗?
弗雷娅:这显然令人担忧。我不确定我们是否应该将其视为完全的意外。像莱斯特这样的城市有一些特征会让它更容易受到持续传播的影响。让我感到鼓舞的是，它被发现了，现在有了关于某种地方干预措施可能得到控制的讨论。事实上，现在是夏天，当你在开放空间时，传播似乎更少。所以也许有一种更快乐的中间地带，开放是可能的，利用我们现在可以在外面，不被雨淋或寒冷的事实。
Chris:我们现在已经制定了更多开放酒店业的计划，开通通往其他欧洲国家的空中桥梁。你对旅行的方向有什么感觉?是太过太快了，还是你觉得这是对的?
Freya:我认为回答这个问题很重要，我要说清楚我的背景很大程度上来自流行病学人类学方面。我不是经济学家，通常也不是公共政策制定者，但从我的角度来看，这令人担忧。我敢肯定，我们可以通过一些方式来支持酒店业的开放，从而降低风险。所以我对此充满希望。但有关国际传播的问题确实让我感到担忧，不仅是如果我们的传播率进一步降低，将病例输入英国的想法，这可能会引发新的持续传播，而且我们可能会将病例输出到脆弱的地方。我们不仅要考虑我们国家面临的风险，还要考虑我们在全球范围内扩散疫情方面所扮演的角色。
说到国际形势，澳大利亚维多利亚州第二大城市墨尔本的政府实施了比莱斯特严厉得多的地方封锁。墨尔本将矛头指向了安保人员，他们因与被隔离在该市一家五星级酒店的国际旅客发生性关系而感染冠状病毒，被指责导致病例激增。莫纳什大学的菲利普·罗素采访了克里斯·史密斯。
菲利普:在过去的10、11天里，我们每天都有新的感染病例增加。有证据表明，它们仅限于墨尔本的几个郊区。一些基因组测试表明，最有可能的原因是，我们安置回国国际旅行者的隔离酒店感染预防失灵。
克里斯-你这话是什么意思?有些人被允许进入这些场所，但不幸的是，他们把病毒传染给了其他人?
回国的国际旅客在抵达后要在这里隔离两周。他们被安置在酒店里，并配备了保安人员，以确保旅行者留在酒店内。但似乎安保人员没有遵守感染控制指南。保安人员已被感染，然后将其带回其居住地区并进入社区。
克里斯-墨尔本现在有多少病例，时间是怎样的?
菲利普:大约两周前，我们每天都是零病例。目前，我们每天有大约60到70个新病例。这听起来可能不是很多。但与澳大利亚的其他州相比，澳大利亚的其他州已经连续几周每天都有一到两个病例，这当然很突出。
克里斯-政府对此有何反应?
菲利普-维多利亚州政府一直非常积极地应对这一问题。截至墨尔本时间今晚午夜，墨尔本周围的10个郊区将重新进入第三阶段限制。这10个郊区的居民只有在以下四个原因下才被允许出门:购买食物和生活必需品、照顾他人、锻炼身体，以及在家无法完成的学习或工作。
克里斯:这要持续多久?
菲利普:所以在这个阶段，嗯，政府表示这将至少持续到7月29日，也就是大约四周。但如果新病例继续增加，这个时间框架可能会延长。我们正在这些郊区进行广泛的测试，但我们也在墨尔本各地进行免费测试。如果我们开始看到这些地区以外的病例，那么进入第三阶段限制的郊区的数量实际上可能会延长。
克里斯-这是一个鲜明的提醒，不是吗?因为澳大利亚在应对新冠肺炎方面有着非常好的记录。测试很快就完成了，规模很大，在这方面它是一个异常值。它只是在提醒我们，没有人能超越Covid。
这就是我们想要传达给社区的信息。在国际范围内，我们做得相当不错，但我们试图传达的信息是，这还没有结束，这是一场马拉松。这不是冲刺。我们在马拉松的某个地方。我们其实不知道我们在哪里。我们可能还没走到一半。所以我们现在所做的，很有可能在未来的12到18个月里，我们会继续看到这些聚集性的，这里那里的小爆发。不过，我们有信心，我们正在进行的检测数量和我们的公共卫生应对措施应该能够在很大程度上限制感染的传播。
植树造林和碳捕获
Robert Heilmayr，布伦环境科学与管理学院
在过去的十年里，在政府的支持下，植树已经成为一种选择，以捕获二氧化碳，对抗气候变化。但一项新的研究表明，这可能会让地球变得比以前更糟。研究人员分析了智利一项长期资助植树运动的效果。正如菲尔·桑索姆从罗伯特·海尔迈尔那里听到的那样，由此产生的“种植园”并不是好消息……
罗伯特-在许多情况下，这些新的种植园正在侵占原始森林和灌木地。因此，将原始森林转变为种植园确实导致了整个景观的生物多样性减少，并破坏了我们希望得到的碳效益。
菲尔:真的吗?所以在这种情况下，植树最终对环境有害。
罗伯特-是的。它最终强调的是，这真的取决于你如何种植这些树，对吧?如果你要取代一些现存的已经生长了几个世纪的现存森林，代之以一种你计划在20年内清除的年轻的人工林，很明显，你不会从地上的生物量中获得那么多的碳，如果你只是让那些森林保持原状。
菲尔:你能解释一下吗?我不太确定我理解整个生物质概念。
罗伯特-是的。所以，你知道，所有的植物都是由碳构成的。所以当植物进行光合作用时，它们在自己的结构中储存碳。人们认为解决气候变化的潜在贡献之一是增加那里的植被数量。我们增加了碳的储存。
菲尔-基本上更多的树，更多的树材料，等于好。
罗伯特-是的。通常情况就是这样。是的。因此，这种种植园的最终结果是，森林里的树木和植物比自然茂密的原始森林里的要少。
菲尔-这有点反常。为什么人们砍伐美丽的老森林只是为了种一种新的树?
罗伯特:我的意思是，这项政策最初的意图主要是建立一个国内木材部门。这是在20世纪70年代皮诺切特(Pinochet)政权时期实施的。他们确实在寻找推动经济增长的方法。但与此同时，智利中部和南部地区也存在环境问题。有大片地区因为侵略性的农业活动而退化。所以政府认为，如果他们鼓励人们重新造林，就能降低水土流失的速度，并帮助开垦一些边缘土地，这些土地没有被利用。问题是，虽然他们最初有一个政策说，“你不能把原始森林变成种植园并获得补贴”，但执行得很差。所以在很多情况下，你实际上是在一年的时间里把一片原始森林变成了农业，也许是一片牧场，然后人们会申请这些补贴，把它变成人工林。
菲尔:如果是为了木材，人们只是得到报酬去种树，然后再把它们砍倒吗?
罗伯特:没错。所以它们确实提供了一些土壤侵蚀保护。它们确实提供了一些碳效益，但这些种植园的主要目标是作为智利大型纸浆厂和木材厂的原料。
菲尔:你能把这个和今天正在进行的任何大型植树活动进行比较吗?
罗伯特:我们不一定认为种树是一个坏主意。它可以，而且我认为它将成为解决气候变化问题的重要组成部分。然而，我们的研究确实警告说，你想要以一种不会同时失去原始森林的方式设计政策。我们想要用本地物种重新造林，而不是无休止地一排一排地单一种植一种树木。
菲尔:这让我想起了整个生物燃料的事情，人们认为“这是一种环保燃料。它只是从地下长出来的”，但实际上，种植生物燃料需要宝贵的土地。然后你就把它烧了。
罗伯特-是的。我认为这是真的。甚至，你知道，在木材行业，现在越来越多的趋势是使用木屑颗粒用于家庭供暖。我认为这在欧洲尤其普遍。你会发现，在某些情况下，这些木屑颗粒与大规模的自然森林砍伐有关。我认为今天的政策制定者正在犯一些我们在40年前看到的同样的错误。当你看到人们在波恩挑战中做出的承诺时，这是一种全球性的重新造林运动，我认为，几乎一半的承诺都是用种植园来重新种植。
揭示免疫缺陷遗传学
肯·史密斯，剑桥大学
剑桥大学的研究人员进行了一项具有里程碑意义的研究，揭示了免疫系统是如何工作的，以及我们的基因构成在导致一系列遗传性免疫疾病(包括自身免疫性疾病、过敏和癌症风险增加)中的作用。该团队已经读取了1000多名患有这类疾病的患者的完整遗传密码，将他们携带的基因与他们患上的疾病联系起来。克里斯·史密斯采访了来自剑桥治疗免疫学和传染病研究所的肯·史密斯。
肯:我们通过研究一组免疫系统有缺陷的病人来做到这一点，这些病人被称为原发性免疫缺陷。这些病人很容易受到感染，通常是非常严重的感染:大约三分之一的人会患上炎症性疾病，大约10%的人会患上各种癌症。这是由遗传问题引起的，但在绝大多数患有这些疾病的患者中，没有发现遗传原因。所以我们所做的就是从英国的27个中心招募大量这样的病人;我们最终治疗了一千多名患者，占全国患者总数的三分之一以上。我们对它们的整个基因组进行了测序，而不是用通常的方法，只对其中的一小部分进行测序。通过这样做，我们可以发现新的遗传原因。
克里斯-我知道你有这些病人，你知道他们有一种疾病把他们联系在一起，你把DNA从头到尾读了一遍。但如果你从头到尾读一本书，你不一定知道哪一章在你所提到的故事中扮演着重要的角色。那么你是如何将这些人的疾病与基因密码联系起来的呢?
肯:我们所做的是寻找突变或变异，这些突变或变异存在于患有这种疾病的患者中，但在大量健康人群中并不存在。如果在免疫缺陷患者的基因中发现了一些非常罕见的突变，而在正常人群中却没有发现，这就使我们非常怀疑该基因与导致免疫功能障碍有关。然后我们要做的就是去实验室证明那个基因和免疫缺陷的关联。在这项研究中，我们发现了五种以上新的免疫功能障碍的基因原因，我认为，这项研究还会有更多的发现。
克里斯-为什么之前错过了这个?从解读人类基因组的意义上说，你所做的很简单。为什么没有人想到用你的方式去做呢?
肯:我想他们可能想过这样做，但是最近才变得负担得起。直到最近，像我们所做的那样，大规模地对整个基因组进行测序是不可能的。但是通过国家生物资源罕见疾病项目，对病人进行测序已经成为可能。第二件事是统计方法，由Ernest Turro和其他人领导，使我们能够分析如此大量的基因组。所以这是技术上的进步，而不是哲学上的进步。
克里斯:很明显，这对患有这些疾病的病人非常有用，因为这意味着你可以给他们更精确的诊断。但是，当大自然以这种方式犯错误时，有时她的一些其他内部运作是否真的会被揭示出来呢?这是一句老话，不是吗?通过研究不太健康的人，你是否对免疫系统在健康人体内的工作原理有了更多的了解?
肯:是的。我们已经发现了一些与免疫系统问题有关的遗传途径，我们有证据表明它们也与更常见的疾病有关。通过找出这些信息，我们可以更多地研究免疫系统。我们为确诊的患者所做的就是让他们更好地规划自己的生活;了解他们的疾病对其家庭的影响，这在他们进行基因诊断之前通常是不知道的;在许多情况下，允许对疾病进行特定的治疗，如果没有诊断，这些治疗是不可能的。
加拿大麻雀改变了它们的调子
肯·奥特，北英属哥伦比亚大学
加拿大的研究人员发现，有一首新的热门歌曲席卷了整个国家——至少在这个国家的白喉麻雀中是如此。当生物学教授肯-另一个肯-水獭搬到加拿大西部的不列颠哥伦比亚省时，他惊讶地发现这些小而吵闹的鸟和它们东海岸的同事们唱着截然不同的曲调。随着时间的流逝，来自加拿大各地的公民科学家发来的录音表明，这首西海岸的新歌已经像病毒一样传播开来!伊娃·希金波坦采访了肯。
是这样的，在歌曲的开头，雄性有一个介绍有三个吹口哨的音符;非常干净，声音纯净的音符。它应该…在加拿大是非常爱国的，至少对它的描述是，他们应该唱，“我的哦，我的，亲爱的加拿大，加拿大，加拿大，加拿大”。所以结束乐句是三个重复音符的重复，它们之间有一个小间隔。所以就是“哒哒哒，哒哒哒，哒哒哒”，就像这样。雄鸟会唱不同的次数。那是经典的三连音结尾曲。
伊娃-你给我发了一些录音。我们来听一听，听听这个三连音是什么样子的。
(鸟鸣声)
伊娃-好吧。所以我能听到加拿大，加拿大，加拿大。那是经典的，新的是什么?
肯:这是经典。我们发现的那个:它们不是唱三个音符，而是唱两个音符;这是一种长音符-短音符，长音符-短音符，中间没有太多的空间。然后他们以一个很长的音符结束。所以它就像这样，“can- can- can- can- can- Canada”，就像这样。所以就好像他们在整个过程中都在口吃。
伊娃-好吧，酷。我们也来听听这个。
(鸟鸣声)
伊娃-嗯，好吧。所以这首歌似乎起源于加拿大西部，现在正在东部传播?
Ken -这仍然是东部常见的歌曲类型，在东部的鸟类中，是21世纪初的三连音结尾歌曲。在2000年至2019年期间，这首双尾曲传遍了加拿大，并占据了整个加拿大;它完全取代了三连音结尾曲。所以它以相当快的速度在全国范围内传播并且在它站稳脚跟的地方完全取代了三连音。在不列颠哥伦比亚省，我们的鸟类正在越冬，它们的叫声完全不同。我们开始观察这些鸟是否有可能在这些越冬地唱歌，并可能作为繁殖的幼鸟和其他种群的导师。这可以解释这首歌是如何从一个种群传播到另一个种群的。
伊娃:所以这基本上是加拿大西部和加拿大东部的鸟类的混合。它们都往下爬，混在一起越冬。
肯:这基本上就是我们发现的，鸟类确实在它们的越冬地唱歌，我们开始看到这种西部方言突然出现在东部的越冬地。但奇怪的是，我们有这样的情况雄鸟进来，它们唱着这种新歌，双重结尾的歌，而不是在一个特定的地区聚集在一起，这些少数的雄鸟突然成为模板，其他的雄鸟开始接受这首歌，它开始在种群中传播。于是新的歌曲类型开始占据主导地位。这有点像一个澳大利亚人来到剑桥，然后每个人突然都带着澳大利亚口音，然后在剑桥，每个人的发音都开始像澳大利亚人。这就是我们在这里看到的。
伊娃-那么是什么特别的双重声音，使它起飞这么好?
肯-我不知道这件紧身上衣具体是怎么回事。可能只是有一点不同。在鸟的脑袋里有特定的模板当它们听到新歌时，它是可以接受的，但它是新奇的。这就是我们认为可能导致这种情况的原因:它们选择它只是因为它听起来有点不典型，但它仍然在鸟类识别为可接受的歌曲的可接受范围内。所以偶尔这些东西可能会突然出现，然后如果它们被广泛采用，那么它就会迅速在人群中传播。
伊娃:所以这是一种很酷的新曲调，它还没有到让鸟儿们反感的地步，但它的不同足以让它听起来很酷很有趣。
肯:没错。这就是我们认为可能发生的事情。因为如果你想成为一个有领地意识的雄性，唱一种新的方言似乎并没有什么大的缺点。所以我们认为可能发生的事情是雌性可能实际上喜欢这些稍微不典型的歌曲，这可能会驱使雄性收养它们。但这是我们还需要检验的东西。
棉签测试是如何工作的?
Ravi Gupta，剑桥大学
截至7月2日凌晨，英国已进行了近800万次检测。其中绝大多数是分子测试，即所谓的拭子测试，它可以显示你目前是否感染了冠状病毒。从鼻子或喉咙取出拭子，测试寻找表明病毒存在的特定遗传物质。拉维·古普塔(Ravi Gupta)是剑桥大学的一名医生，他一直致力于加快这类测试的速度。他向凯蒂·海勒讲述了它们是如何工作的……
拉维-它的基础是试图提取或检测少量的病毒遗传物质，这当然是在感染期间存在的。这种方法依赖于对已经存在的信号进行大量的复制因为已经存在的信号可能非常小我们需要使信号非常大才能检测到它。这就是所谓的核酸扩增，这正是大多数检测的开发和运作方式。这些可以相当复杂，也可以更简单。我们一直在研究一个简化的版本，我们可以在大约75分钟内给出结果，而不是花三到五个小时来运行。这个特殊的平台称为Samba 2。它在技术方面非常成功的原因，以及我们能够如此迅速地实施它的原因，是因为这是一台真正为监测非洲的艾滋病毒而开发的机器，并在一个非常坚固的平台上给出一个强大、快速的结果。它已经被测试和尝试了很多很多年。因此，发明者所做的是将其用于SARS冠状病毒2，这是导致COVID-19的病毒。所以这种新的化学物质发展得非常迅速我们有机会在阿登布鲁克医院对大约200名病人进行了测试，结果表明这种测试和实验室里现有的测试一样好。
凯蒂:是什么新的化学物质使它的速度如此之快?
拉维:所以新的化学是基于这样一个事实，传统上我们使用的是聚合酶链反应，它基本上需要温度以一种非常精确的方式上升和下降。这需要时间，我们有所谓的循环。新的化学方法确实做了一些类似的事情，除了在相同的温度下进行。这就是所谓的等温过程。这使得它运行起来更快更简单。
凯蒂-这些测试有多好?我们需要对假结果，假阴性，假阳性之类的东西有多担心?
拉维:在我们进行的试验中，我们将Samba 2快速测试与英国公共卫生部开发的医院实验室测试进行了比较，我们的测试灵敏度为98%至99%。换句话说，每100个阳性检测中有99个是用标准的实验室检测方法检测出来的。反过来也没有错因为它没有把实际上不带正电的东西称为正电。这一点非常重要，因为你不想在人们实际上没有感染COVID的时候告诉他们感染了COVID。
凯蒂-所以98%到99%，这足够好了吗?它能做得更好吗?它能做得更快吗?
拉维-嗯，这里总是有取舍的。它花75分钟的原因是因为你仍然需要放大一开始就存在的东西。这需要时间。所以如果你要开发一个高灵敏度的测试，你需要有时间让扩增发生。如果你只是使用标准的抗原测试，即寻找不能扩增的蛋白质，那么你的测试通常不太敏感。所以这里有一个权衡和准确性的代价。这就是时间。我认为一个小时对于得到测试结果来说是相当不错的。有时，最大的延误实际上是从鼻子和喉咙取出棉签，然后把样本送到机器上。如果我们能减少这种消耗，例如，利用唾液，我认为事情会变得更快。
Katie -为什么速度在测试中如此重要?
拉维:嗯，速度是最重要的，因为当病人进入医院时，我们希望防止任何在医院内的传播。所以我们必须挑选出那些有症状的人，他们可能患有COVID，也可能没有。当然，问题是症状非常模糊，从流鼻涕到咳嗽，到头痛，再到嗅觉问题。所以很难弄清楚谁感染了COVID，谁没有。因此，我们需要一种快速的测试来快速给出答案，因为临床诊断不是特别准确，我们需要迅速隔离受感染的患者，以防止传播。
凯蒂-拉维，现在是七月。但展望2020年冬天，每年的这个时候都会出现各种季节性咳嗽、感冒和虫子。这与COVID检测有什么关系?冬天会带来威胁吗?
拉维:是的，我们都有点担心英国的冬天，因为正如我们所看到的，COVID并没有消失，我们正在放松某些措施，因此我们预计病例数量会上升。这种上升可能最终与季节性流感的流行相吻合。由于世界范围内的社交距离，今年的疫情可能会小一些，但它仍有可能到来。当然，还有其他在冬天传播的感冒病毒。这里的关键是我们需要设计测试或有可用的测试，可以同时测试多种不同的病毒，以便区分患者并在隔离方面适当地治疗他们。当然，这三种或四种病毒中最重要的病毒将是冠状病毒，即使进入冬季。
凯蒂-但我们现在没有这些测试是吗，对吗?
拉维:因此，许多个人和公司正在研究所谓的多重检测，这是一种快速的检测方法，通常可以同时检测到多种不同的病毒。我们知道Samba机器可以同时测试许多不同的病原体，但是需要进行验证，就像我们对单个测试所做的那样，以确保它达到所需的效果。这同样适用于所有正在开发的商业测试，它们需要更大的机器，可以运行更多的样本。这些也需要进行测试。这是一个挑战，因为当然，我们正进入一个病例数量下降的时期，实际上，随着医院病例数量的减少，对真实患者样本的测试进行评估变得更加困难。
Covid-19抗体检测
Chris Xu，产热;阿登布鲁克医院的莎拉·李尔和安妮塔·钱德拉
那么你过去是否感染过这个问题呢?这就是抗体检测的用武之地。如果血液中有抗感染的抗体，这表明这个人以前接触过这种感染。正如免疫学家Chris Xu所说，抗体有点像动物留下的脚印。通过识别这些脚印，你可以知道附近有什么动物。在他的公司Thermogenesis，他发明了一种测试工具，人们可以在家里使用……
这个测试很简单。它在攻击人类对病毒的免疫反应。只需一滴血，我们就能在两到三分钟内读取结果。我们相信这个测试的准确率超过90%。
Chris -但这仍然意味着你有10%的可能出错，不是吗?
Chris Xu -是的。每种测试都有其局限性。有许多不同的因素可能会影响测试的性能，例如病毒突变。如果病毒变异了，那么抗体测试肯定不会识别出来。或者血液中的化学成分也会影响测试的效果。
Chris Xu给Chris Smith寄了一些他的测试样本，这样我们就可以把它和另一种抗体测试进行对比，这种抗体测试可以在实验室里快速准确地测试大量病人。它是由剑桥阿登布鲁克医院的免疫学家开发的。克里斯·史密斯去见萨拉·李尔博士和安妮塔·钱德拉博士，请他们告诉他他们的测试是如何工作的，并用安妮塔自己的抗体来测试克里斯·徐的测试!但首先安妮塔回答了这个关键问题
安妮塔:抗体是一种在血液中循环的蛋白质，也可以存在于身体的各种组织中，它的作用是帮助对抗各种形式的感染，无论是细菌、病毒还是寄生虫。有很多不同的形式，我们称之为抗体的种类，有很多针对不同细菌的抗体。所以你可以有针对冠状病毒、腮腺炎、麻疹的抗体。
克里斯:他们来自哪里?
安妮塔:我们有白细胞在血液中循环，在骨髓中产生白细胞有能力产生我们所说的IgM抗体。所以这些抗体是我们的第一道防线，它们有能力识别数百万种不同的生物体。例如，在第一次接触冠状病毒时，我们会产生IgM抗体。然后在后期，我们会产生一种不同类型的抗体，叫做IgG抗体。
克里斯:为什么要做两种不同的类型?
安妮塔- IgM是立即生产的。它对免疫系统的其他细胞有不同的作用。IgG出现较晚，它在血液中循环，半衰期长达三周，可以穿过胎盘。例如，当我们观察疫苗反应时，我们测量的是IgG抗体。
Chris - Sara，如果你在两个不同的时间制造两种不同类型的抗体，这是否意味着你可以用它作为一个测试的基础，来判断一个人是现在得了什么病还是以前得了什么病?
萨拉:是的。IgM是第一位的。非常快。在24小时内，它开始积聚，在大约三天内达到顶峰。然后IgG就开始起作用了。所以如果你一开始就做一个测试，你可以测量IgM，你可以判断这更有可能是急性感染。如果不是IgM，而是IgG，你可以说，这在过去发生过，不是最近发生的。
克里斯:这是你在阿登布鲁克医院所做的事情之一，你已经成功地做了一种测试，实际上是寻找针对这种新型冠状病毒的抗体。它是如何工作的?
萨拉:所以所有这些测试的工作原理都是一样的，我们需要找到我们要找的病毒片段，我们必须把它们固定在某个地方，然后把它们暴露在病人血液中的抗体中。然后我们必须能够看到抗体蛋白复合物。在这种情况下，我们把病毒蛋白粘在微小的微珠上。然后我们把它和病人的血清一起孵育，如果有抗体，它们就会粘在一起。用光照射它，如果那里有抗体抗原复合物，那么它就会发光，给你一个光测量。
克里斯-只有抗体粘在上面它才会发光吗?
萨拉:没错。
克里斯-管用吗?
萨拉:是的!是的，它确实有效。
克里斯-安妮塔，我把你叫到这里来有点假，因为莎拉说漏了口你在她所有的实验中都是阳性对照，因为你有抗体。你没有意识到它感染了冠状病毒。你愿意做我们的小白鼠吗?
安妮塔:是的。我很高兴能做你的小白鼠。
克里斯-好的。我知道你是实验室的小白鼠。这是一个护理点测试，是从美国的实验室寄给我的。它的工作方式是，我们需要从你的手指上采集血液样本，它会记录你是否有IgG或IgM类型的抗体。你需要用这个酒精浸泡的棉签把它弄干净。
安妮塔-谢谢。
克里斯:你现在要拿那个绿色的东西，它是弹簧式的，你把它放在手指上，它会在皮肤上插入一个小刀片，我们会在你身上开一个洞，一些血液会开始流出来。新闻。你还活着吗?
安妮塔——我还活着!
克里斯-用我这里的小吸管把你手指上的那滴血吸出来。天哪，有很多东西出来了。有一个很好的干棉签。这是实际的测试弹壳。大约是你手指的长度。它也和你的手指一样宽，不是吗?一端是放样本的井。然后是这个大约一厘米长，两到三毫米宽的区域。这就是我们要看到结果的地方。所以你要做的就是抽取五滴血。 Yep. Using the pipette and just drop it where it says S for the sample.
安妮塔-在这儿?
克里斯-是的。所以样本进去了。现在我们只需要让它继续煮。
安妮塔-好的。这是验孕棒吗?
克里斯-是的，它确实有台词。就像验孕棒一样这里有一个C，这是控制键，表示它成功了。然后这里会有两条或一条抗体线。我们先把它放在一边，一会儿我们就会看到结果。莎拉，我们知道我们如何应对冠状病毒感染了吗?
萨拉-所以我认为这个问题的答案是否定的。这种病毒的一些特征看起来非常不同寻常。我认为，抗体测试将有助于了解环境中有多少人接触过这种病毒，但我们需要围绕急性感染做更多的工作，以了解它是如何演变的。
克里斯-安妮塔，我们有没有感觉到你做出了回应，不管是持续很长时间还是消失?
安妮塔-这就是我们目前正在实验室里试图确定的。我认为来自中国的大量数据将非常重要，因为他们现在至少进行了六个月的研究，他们将能够观察患者和他们的恢复期样本，看看他们有抗体的时间有多长，以及他们是否受到了保护。
为什么抗体要消失呢?这似乎有点奇怪，对于一些感染，你有抗体，你会终生拥有它。然而对于这个，我们不确定它是否会在任何可观的时间内停留。为什么会这样呢?
Anita -其他一些类似sars的病毒，他们发现抗体只能维持两年，我不知道为什么这种sars病毒只能维持两年，而对于一些病人，比如流感病毒，有些病人已经一百多岁了他们在1918年接触过这种病毒，他们仍然有证据表明抗体能抵抗病毒的影响。对于这个，我必须举手说，我不知道。
克里斯-那疫苗意味着什么呢莎拉?
萨拉:疫苗有两种作用方式，抗体反应只是其中的一部分。还有细胞反应，这是清除系统病毒的一个非常重要的部分。
因为本周瑞典的研究人员说有些人没有明显的抗体，但他们肯定对这种新病毒免疫。那怎么可能呢?
萨拉:当你的身体遇到一种新病毒时，T细胞就会出现，它们会识别出暴露在细胞表面的蛋白质是外来的，这会引发细胞反应，这意味着被感染的细胞会被摧毁。这些细胞将能够在未来再次识别这种组合，然后长期保护你。
所以你的抗体水平可能很低，但是因为你有这些T细胞可以识别被病毒感染的细胞，这也会给你提供保护。所以这不是一个单枪匹马的反应，而是一个双管齐下的反应。
萨拉:是的。当接触到冠状病毒时，还有其他细胞和中性粒细胞，它们会产生这些小网，捕捉并吃掉它们。免疫系统非常复杂，这就是为什么研究它非常非常有趣的原因。
克里斯-嗯，听着，我想说到这一点，现在是真心话大冒险的时刻，不是吗?我们要不要去看看?这是你的结果，安妮塔，我看到对照组有一条非常明显的红线表明测试是有效的，但是免疫学家，这条线上还有什么其他的吗，关于IgG?
莎拉-是的，我想IgG上有一条模糊的线。它非常微弱。
克里斯-好的。用信心的眼睛，可能会在IgG抗体所在的地方有一条非常模糊的线。你受够了吗，萨拉?
莎拉-我还没做过检查。
克里斯-因为你和这个女人共用一间办公室。
莎拉-所以我很安全，对吧?
Chris -一开始没有，也没有可能。
萨拉:我没这么做是因为我没生病。
安妮塔:出于好奇，你还没检查过吗?
克里斯-你想，你想做个测试吗?
莎拉-我不相信!
克里斯-我不喜欢你的测试。它没有我的好。
萨拉——我还没抽出时间呢!
克里斯-我们应该让她做一个吗?
安妮塔-我想我们应该去!
监控Covid症状的补丁
约翰·罗杰斯，西北大学
如果你在医院、在家康复，或者在医院或养老院等高风险环境中工作，定期和频繁的健康监测可以提供有关你如何应对covid的宝贵信息。事实上，covid监测并不局限于室内。本周，我们听到消息称，监测污水中是否有新冠病毒，可能会比医学检测早10天发现感染高峰。但是，早在2019年，西北大学的约翰·罗杰斯就向我们介绍了他正在开发的传感器技术，该技术可以无创地收集心率、体温和血液氧合等信息。当时，他脑子里想的是早产儿。但现在，他和他的同事们已经重新部署了这项技术来帮助对抗新冠病毒。在芝加哥附近的医院和家庭中，有100个这样的贴片，它们位于脖子的底部，收集有关佩戴者的宝贵健康数据。约翰把这件事告诉了凯蒂·海勒……
约翰:嗯，它们是传统意义上的可穿戴设备。但它们的外形很不寻常。它们很薄、柔软、有弹性。它们就像创可贴一样贴在身上。当放置在脖子底部时，它们就像一个无线数字听诊器，这是你可以想象的方式。而且，你知道，它是一种可以持续通话并向手机传输数据的设备。通过这些测量，你可以确定呼吸行为，这很重要，因为COVID-19本质上是一种呼吸系统疾病。所以你可以测量各种各样的身体声音就像用听诊器一样。这样你就能听到心脏的砰砰声。你也可以听到空气进入肺部的声音，呼气时，你可以数出咳嗽的次数。 You can measure intensity and sounds of coughs. We also have a temperature sensor embedded in the device, so we can pick up early signs of a fever as well.
凯蒂-它的动力是什么?
约翰:这个设备里有一个小电池，它自己操作传感器。船上有个内存模块，所以我们可以在本地存储数据。还有一个蓝牙收音机，允许这种连续流模式将数据发送到手机或平板电脑。
凯蒂:这种监控与人类监控相比如何?
约翰:嗯，它一直在连续测量这些量，而且它测量的参数对人类来说很难从实际的角度来跟踪。它在测量心率，本质上，心音是测量的基础。呼吸速率，呼吸速率变异性，核心体温。我们还有一个模块可以测量血氧水平。所以我认为，如果你是一个非常勤奋的人，你有一个健康日记，你可以跟踪这些参数，但我不认为这真的很实用。在许多情况下，我们在佩戴这些设备的COVID患者身上看到的是，从时间意义上讲，一些关键症状是非常短暂的。比如，心率会出现峰值。因此，如果你不持续跟踪和监测这些参数，你就会错过一些疾病症状的关键迹象。
凯蒂:你的想法是在医院、社区或两者兼而有之吗?
约翰-两者都有一点。我们在芝加哥医疗中心的不同区域部署了大约100台设备。四月初，内科医生、内科医生、肺科医生、呼吸康复科学家等等都来找我们。他们知道我们在监测新生儿健康方面做了很多工作。他们问我们是否可以采用这项技术，对其进行调整和定制，以直接解决COVID-19的主要症状，即发烧、呼吸急促和咳嗽。这让我们开始沿着这条路走下去。他们的愿景，也是我们共同的愿景是，这些设备可以监测一线医护人员或其他感染这种疾病的高风险人群。
所以我们可以监测这些人的早期症状，这样他们就可以离开社区，并在尽可能早的时候为他们提供护理。但我们也研究处于不同阶段的病人，包括在医院里和出院后。这样我们就能追踪疾病的发展。我们可以确切地确定他们的病情是如何演变的，以及它对各种新疗法的反应。所以我们可以看到改进。我们还可以看到健康状况的恶化。所有的数据都被传送到一个安全的云服务器上，该服务器将数据呈现在一个类似仪表板的地方，医生可以检查这些数据，并根据如何最好地治疗和护理他们的病人做出判断。
数字接触追踪的未来
拉姆齐·法拉格，焦点定位
到目前为止，我们已经讨论了covid测试和监测。现在来追踪感染情况。上周，德国推出了据称是世界上最好的追踪covid接触者的应用程序。我们原指望在5月份兑现，但到目前为止还没有兑现。上周，我们从斯特拉斯克莱德大学的安全工程师格雷格·保罗那里得到了真相。
他们有一个应用程序，他们在怀特岛测试它。在iOS设备相互识别方面，它开始遇到一些初期问题。原因是苹果对蓝牙在他们设备上的工作方式有一些技术限制，除非他们遵循苹果批准的接触追踪路线，否则他们无法解决这个问题。
那么下一步是什么呢?如果应用程序没有出现怎么办?数字接触追踪将何去何从?拉姆齐·法拉格(Ramsey Farragher)是剑桥公司Focal Point Positioning的首席执行官，该公司专注于导航和定位。拉姆齐早在3月份就加入了我们的节目，提出了使用蓝牙追踪Covid接触者的建议，克里斯追上了他，首先问了为什么英国这么努力才让接触者追踪应用程序启动……
Ramsey -英国的接触追踪应用程序所面临的挑战是从根本上说，这个未知的问题发生了，这与iphone有关，当蓝牙信号试图唤醒他们时，他们基本上处于睡眠状态。苹果和谷歌并没有仅仅关闭这一点，这样就不会再发生这种情况了，而是联合起来，就如何进行接触追踪创造了自己的观点。它优先考虑电池寿命和隐私。这意味着它们从根本上改变了蓝牙的使用方式。事实证明，NHSX应用在判断另一台设备的距离方面确实比谷歌和苹果的系统做得更好。正是因为这些优先事项。所以像我这样的人建议苹果、谷歌和其他公司做出改变，让它变得更好。最简单的方法是计算设备之间相互通信的频率。
Chris -如果可以的话，我们为什么要用蓝牙?这是两个设备之间的无线电波，对吧。我告诉你，如果你坐在墙的一边，我坐在另一边蓝牙穿过墙，设备不一定知道那里有一堵墙，因为无线电看到墙是透明的，直接穿过墙。为什么我们不能用别的方法呢?为什么我们不能用声音来做呢，比如说，它完全有能力，我们可以做一个狗哨子让我的狗能听到，也许我的孩子也能听到，但我不能。为什么我们不能用声音来制造手机呢?
拉姆齐:我们可以，人们已经开始用超声波来检查了。我们之所以开始使用蓝牙，是因为手机里已经设置好了，他们可以通过蓝牙相互通信。你是对的，信号穿过墙壁，窗户和玻璃，这意味着你会得到更多的误报。所以有一些实体正在考虑用超声波来构建应用程序，这在目前看来有点像黑客。它利用你手机里的扬声器和麦克风来传输你听不到的超声波，但手机可以接收，你可以用它来检测两部手机的距离，误差在一厘米内，这比蓝牙好得多，蓝牙的分辨率大约是一米。
克里斯:听起来很有希望。在新加坡，他们意识到不是每个人都有智能手机，所以不是每个人都想运行这些东西，而且苹果决定在世界上施加影响的方式令人头疼，人们正在使用其他类型的专业设备。他们实际上已经发布了手持接触追踪设备，可以做他们想做的事情，而不受第三方的限制。你觉得这可能是个解决办法吗?
拉姆齐-是的，这是个好主意。它解决了我们在智能手机上直接做游戏时遇到的挑战。这意味着，那些可能没有智能手机或不记得给手机充电的弱势群体，可以得到一条项链或手镯，它们可以起到同样的作用，而且电池续航时间很长。因为它是专门为这个角色设计的。所以这是个好主意。我想我们会在这里看到它们。
克里斯:你认为那将是我们最终要做的吗?或者你认为我们会得到这个神秘的应用吗?因为德国已经做到了。他们认为自己拥有世界上最好的应用程序。他们遇到的问题是人们不想下载它，但这是另一个问题。
Ramsey:对他们应用的独立测试表明，它并不像他们声称的那么好，但我知道苹果/谷歌的方法正在稳步改进，所以它会变得更好，我们最终会实现这一目标。像我这样的人正试图让每个人都能尽快到达那里。
为什么咖啡溶解得这么快?
亚当·墨菲和剑桥大学化学家Ljiljana Fruk一起给出了答案。
亚当-是的，当你把水倒进去的时候，速溶咖啡就消失了，准备好喝第一口
(喝着噪音)
呃，我不喜欢咖啡。
Ljijana -但是，谢天谢地，剑桥大学的化学家Ljijana Fruk知道，并且知道它是如何快速溶解的
啊. .清晨美妙的咖啡香味，以及咖啡因的刺激，帮助我们进入清晨的快速会议。但有时，我们只是没有时间煮咖啡，我们需要一些速溶咖啡。速溶咖啡!
制作易溶的速溶咖啡需要一点化学工程。
我们在热水中溶解的咖啡颗粒只不过是煮好的咖啡，它已经脱水了:通过喷雾干燥或冷冻干燥的过程除去了水分。这些过程会产生细小的粉末，这种粉末不是很容易溶解:它会把水和结块结合在一起，看起来并不好看。而且它也不容易溶解。
亚当-这意味着你需要对这些粒子做些什么才能让它们快速溶解，但这里可能会出现什么?
Ljiljana -进入造粒:细粉末颗粒被变大的过程，它们凝聚成更大、更多孔的颗粒，具有更大的表面，更容易水流动。有一个尺寸，它被认为是非常好的颗粒的溶解度，这通常是在250微米左右。
亚当:这就解释了咖啡，那速溶汤呢?我很喜欢。
Ljiljana汤有点不同。它含有许多不同的成分。所有这些:许多具有不同性质的成分，粘合剂的使用，淀粉的存在使得均匀的造粒变得更加困难，导致速溶汤需要热水和机械搅拌才能溶解，不像我们的均匀和粒状的速溶咖啡
感谢Ljiljana的解决方案。下周，我们将回答卡罗尔提出的这个问题
卡罗尔:政府已经向医院提供了超过10亿件个人防护装备。医院已经有13万例新冠肺炎病例，每位患者约有1万件个人防护装备。你能找出原因吗?
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