マラリアは、人間の皮膚から放出される揮発性物質の分析に基づいて診断できます。スイス、ケニア、米国の研究者は、健康な人とマラリア原虫に感染した人は、皮膚から分泌される物質の化学組成が異なることを発見しました。 National Academy of SciencesのジャーナルProceedingsに掲載された記事によると、機械学習アルゴリズムを使用した分析により、無症候性マラリアの患者を効果的に特定できます。
マラリアは、治療と診断の進歩にもかかわらず、依然として最も致命的な病気の1つです。 2016年だけでも、世界で約2億1600万人が登録されており、マラリアによる死亡者数は45万人でした。全症例の90％以上がサハラ以南のアフリカで発生しています。マラリアの症例が多い地域に住む人々は部分的に免疫があり、したがって、場合によっては、マラリアはほとんど無症状で伝染する可能性があります。
このような無症候性の症例は、感染の隠れた貯蔵所を表しており、発生から近隣の集団や地域への感染の拡大に寄与しています。しかし、血液塗抹標本の顕微鏡検査やマラリアの迅速検査では、血液中の寄生虫の密度が低いと感染を検出できないため、現在存在するマラリアの診断方法は大規模なスクリーニングには適していません。さらに、迅速なテストは、最近発見された遺伝子組み換えマラリア原虫属に鈍感であることがわかりました。
効果的なスクリーニング方法を見つけるために、科学者たちは、結核などの他の病気を診断するためのバイオマーカーとしてすでに使用されている揮発性代謝物に注意を向けました。彼らの以前の研究の1つで、科学者は、マラリア原虫に感染した人々の匂いが蚊の行動に影響を及ぼし、蚊がより積極的に攻撃し始めることを示しました。同じことが実験動物での実験でも観察された。
チューリッヒのスイス高等工科専門学校の統合生物学研究所のMarkC。Mescherが率いるチームは、21の地域にある41の学校から400人以上の小学生（12歳まで）から揮発性皮膚代謝物サンプルを収集しました。 2013年から2016年までのケニア西部。子供たちは彼らの歴史と症状について尋ねられ、血液検査と代謝物は肘の領域の脚と腕から1時間集められました。
その結果、研究者たちはなんとか400個のサンプルを入手することができました。診断を正確に決定する血液のPCRの症状と結果に基づいて、サンプルはいくつかのグループに分けられました：感染していない、症候性および無症候性のマラリア、および顕微鏡下で症候性および無症候性のPCRにより、病原体が明らかになりました。しかし、顕微鏡検査は否定的な結果をもたらしました。揮発性サンプルはガスクロマトグラフィー-質量分析を使用して分析され、結果は機械学習法を使用して処理され、感染状態の予測因子が決定されました。
研究者らは、健康な子供と病気の子供の間の揮発性物質のプロファイルは、「足」と「手」の両方で異なると判断しました（グループ間ですが、各グループ内ではありません）。顕微鏡下で症候性および無症候性のグループを感染していないグループと比較した場合にも、同様の結果が見られました。揮発性排泄率は、症候性の患者でわずかに低く、無症候性の患者とは異なり、不均一性の少ないプロファイルを示したため、2つのグループを互いに分離することができました。
さらに、5つの主要な化合物を特定することができましたが、グループ間の違いが最も信頼できることがわかりました。これには、4-ヒドロキシ-4-メチルペンタン-2-ペンタノン、ノナナール、トルエン、および化合物31と49が含まれていました（未確認のまま）。
著者らは、揮発性皮膚代謝物のプロファイルのこれらの変化により、マラリアの症状が発生するかどうかに関係なく、感染の信頼できるスクリーニングに使用できると考えています。感度と特異性が高いため、血液中のマラリア原虫の濃度が低く、顕微鏡では検出できない場合でも、無症候性感染症の特定に役立ちます。
研究者たちは、サンプルが収集された現場の条件、時間（3年）、縄張りの分散、およびさまざまなマラリア原虫種にもかかわらず、信頼できる結果が得られたという事実に、この方法について楽観的であると考えています。さらに、信頼性が高く非侵襲的なバイオマーカーになる可能性のあるいくつかの重要な化合物を特定することができました。
