通风机
发布时间：通过James K.Gilman，NIH临床中心医学博士
描述：一个USB闪存盘（前面）紧挨着3D打印的微型呼吸机（后面）。信贷：NIH临床中心William Pritchard
在NIH临床中心，我们很荣幸被视为世界知名的研究医院，通过开拓性临床研究为改善人类健康带来希望。但你可能不知道的是，我们的医生一直在与公共和私营部门合作，开发创新技术，帮助提高健康成果。
我很高兴为大家带来一个故事，这个故事是NIH医生与全球战略合作伙伴合作创造潜在救生技术的绝妙范例。这个故事开始于新冠肺炎大流行期间，全球缺乏呼吸机来帮助患者呼吸。医院非常需要廉价、易用、快速批量生产的复苏设备，这些设备可以快速分发到急需的地区。
通过战略合作伙伴关系，我们的临床中心医生了解并加入了一个由工程师、医生、呼吸治疗师和患者权益倡导者组成的国际小组，他们利用自己的工程技能创造了一种功能齐全、价格合理且直观的呼吸机。经过几次迭代和台架测试，他们设计了一个用户友好的呼吸机。
描述：微型呼吸机连接到氧气管（星号），呼吸管连接到患者（交叉影线）。排气管（匕首）是凹进的，以防止意外堵塞。信贷：NIH临床中心William Pritchard
然后，在3D打印技术的帮助下，他们改进了最初的设计，做了一些令人难以置信的事情：该团队创造了迄今为止最小的单患者呼吸机。该设备直径只有2.4厘米（约1英寸），长度为7.4厘米（约3英寸）。
医院里典型的呼吸机显然要大得多，并且有一个风箱系统。它充满氧气，然后强迫氧气进入肺部，然后患者被动呼气。这些系统有多个运动部件、阀门、软管和电子或机械控制装置，以管理进入肺部的氧气流的各个方面。
但我们的迷你型3D-printed呼吸机是一次性的，没有活动部件。它基于流体学原理，通过在强制吸气和辅助呼气之间自动振荡，随着气道压力的变化为患者通气。它只需要持续供应加压氧气。
这种3D绘制的微型呼吸机的可能性很大。通风机可以很容易地用于紧急运输，可能用于治疗战场伤亡或应对灾难和地震等大规模伤亡事件。
虽然提炼一个概念很重要，但关键是将其转化为实际应用，我们的医生在临床前和临床研究中做得很好。NIH的William Pritchard、Andrew Mannes、Brad Wood、John Karanian、Ivane Bakhutashvili、Matthew Starost、David Eckstein和医学院学生Sheridan Reed研究并已经在患有急性肺损伤的猪身上测试了呼吸机，这是包括新型冠状病毒肺炎（COVID-19）在内的许多呼吸道威胁的常见严重后果。
在这项研究中，医生测试了三种型号的设备，分别用于轻度、中度和重度肺损伤。呼吸器为中度和轻度肺损伤提供了足够的支持，医生们回忆起最初看到一头190磅重的猪用这种微型呼吸器进行通风是多么令人惊讶。
医生们认为，3D打印的微型呼吸机从头到尾都是一个潜在的“游戏规则改变者”，因为它可以拯救生命，体积小，使用简单，可以轻松廉价地打印和存储，并且不需要额外的维护。他们最近在杂志上发表了临床前试验结果科学转化医学[1].
NIH团队正准备在未来几个月在临床中心开展首次人体试验。也许，在不久的将来，一种旨在帮助人们呼吸的设备可以放在你的手机和钥匙旁边的口袋里。
参考:
[1]在线式微型3D加压循环呼吸机维持诱导性急性肺损伤猪的呼吸稳态Pritchard WF、Karanian JW、Jung C、Bakhutashvili I、Reed SL、Starost MF、Froelke BR、Barnes TR、Stevenson D、Mendoza A、Eckstein DJ、Wood BJ、Walsh BK、Mannes AJ。科学翻译医学。2022年10月12日；14（666）：eabm8351。
链接:
临床中心（国家卫生研究院）
安德鲁·曼内斯（临床中心）
布拉德福德木材公司（临床中心）
大卫·艾克斯坦（临床中心）
注释：劳伦斯·塔巴克博士（Dr.Lawrence Tabak）履行国家卫生研究院院长的职责，要求国家卫生研究所研究所和中心（IC）的负责人偶尔在博客上发表客座帖子，以突出他们支持和开展的一些有趣的科学。这是美国国立卫生研究院IC一系列客座职位中的第21个，这些职位将一直持续到新的美国国立卫生研究院常任院长就位。
发布时间：通用
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发布时间：通过弗朗西斯·柯林斯博士
描述：从患者身上分离出的SARS-CoV-2病毒颗粒的显微照片。
资料来源：美国国立卫生研究院国家过敏和传染病研究所
许多感染新冠肺炎的人只有轻微的疾病，有时根本没有症状。但其他人出现呼吸衰竭，需要氧气支持，甚至需要呼吸机帮助他们康复[1]。很明显，这种情况在男性身上发生的频率高于女性，在老年人或慢性病患者身上也会发生。但为什么呼吸衰竭有时也发生在年轻貌似健康的人身上？
一项新的研究表明，这个问题的部分答案可能存在于我们每个人携带的基因中[2]。虽然需要更多的研究来精确定位潜在的基因和机制全基因组关联)这项研究刚刚发表在新英格兰医学杂志研究发现，人类基因组中两个区域的基因变异与严重的新型冠状病毒肺炎相关，相应地，与新型冠状腺炎相关的死亡风险更大。
已知这两段DNA携带一些有趣的基因，包括决定血型的基因和在免疫系统中发挥各种作用的基因，这两段基因被认为具有感染新型冠状病毒的风险。事实上，研究结果表明，A型血患者如果感染新型冠状病毒，需要氧气支持或呼吸机的风险将增加50%。相比之下，O型血患者患严重新型冠状病毒肺炎的风险似乎降低了50%左右。
这些新发现首次从德国基尔市克里斯蒂安·阿尔布雷希特大学科学家安德烈·弗兰克（Andre Franke）和挪威奥斯陆大学医院的汤姆·卡尔森（Tom Karlsen）领导的一项大型研究中确定了具有统计学意义的新冠肺炎严重性易感基因。他们的研究包括1980名在意大利和西班牙的七个医疗中心接受严重新冠肺炎和呼吸衰竭治疗的患者。
为了寻找可能在严重疾病中起作用的基因变体，该团队分析了850多万名患者的基因组数据，即所谓的单核苷酸多态性（SNP）。在基因组中发现的这些单个“字母”核苷酸替换绝大多数都没有健康意义，但它们有助于确定基因变异的位置，这些变异更多地出现在与特定性状或条件相关的基因变异中，在本例中是与新冠肺炎相关的呼吸衰竭。为了找到它们，研究人员将重症新冠肺炎患者的SNP与来自相同人群的1200多名健康献血者的SNP进行了比较。
该分析确定了两个地方，严重新冠肺炎患者出现的频率明显高于健康人群。其中一个位于第3染色体上，包含六个具有潜在相关功能的基因簇。例如，基因组的这一部分编码一种已知与之相互作用的转运蛋白血管紧张素转换酶2（ACE2)是一种表面受体，可使新型冠状病毒SARS-CoV-2与人类细胞结合并感染人类细胞。它还编码一系列趋化因子受体，在我们肺部气道的免疫反应中发挥作用。
另一个关联信号出现在9号染色体上，正好位于决定血型的基因组区域。你是属于A型、B型、AB型还是O型血型，取决于你的基因如何指导你的血细胞产生（或不产生）一组特定的蛋白质。研究人员确实发现了血型与新冠肺炎风险之间的关系。他们指出，该区域还包括一个与白细胞介素-6水平升高相关的遗传变异，白细胞介素-6在炎症中起作用，也可能与新冠肺炎有关。
这些发现是在非常困难的临床条件下两个月内完成的，显然需要进一步研究以更全面地了解其含义。事实上，Franke、Karlsen和他们的许多同事都是新冠肺炎宿主遗传学倡议的一部分，该倡议是一项持续的国际合作努力，旨在了解新冠肺炎易感性、严重性和结局的遗传决定因素。一些NIH研究小组他们最近发起了一项研究，在美国和加拿大5000名新冠肺炎患者中寻找信息丰富的基因变异。
希望这些和其他尚未发现的结果将为更彻底地了解新型冠状病毒生物学指明方向。他们还建议，基因测试和一个人的血型可能为识别那些可能面临更大严重疾病风险的人提供有用的工具。
工具书类:
[1]中国2019年冠状病毒病疫情的特点和重要教训：72例报告摘要 中国疾病预防控制中心314例Wu Z、McGoogan JM等，2020年2月24日。[印刷前在线发布]
[2]严重新冠肺炎与呼吸衰竭的全基因组关联研究Ellinghaus D、Degenhardt F等。2020年6月17日。
链接:
新冠肺炎宿主遗传学倡议
安德烈·弗兰克（德国基尔大学Christian-Albrechts-University of Kiel）
汤姆·卡尔森（奥斯陆大学医院，挪威里克斯医院）
发布时间：新闻
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