用氣味診斷疾病

很快，醫(yī)院可能通過嗅覺對疾病進行早期診斷。研究者發(fā)現(xiàn)，一種電子鼻檢測乳腺癌的效果和乳房X光一樣準(zhǔn)確。事實上，很多疾病都會通過皮膚、呼吸、汗液散發(fā)特殊的氣味。更多針對其他疾病的氣味診斷裝置即將出現(xiàn)。

人生病后會散發(fā)糟糕氣味

“我的話聽上去很瘋狂，但事實并非如此?！眴贪材菰谝粋€為癌癥患者開辦的網(wǎng)絡(luò)論壇上寫道。接著她講述了自己的故事：她的丈夫在患上前列腺癌之后，她總是覺得能夠聞到一種“類似腐敗的氣味”。經(jīng)過手術(shù)治療之后，氣味又消失了。但是，2012年，喬安妮再次聞到那種令她印象深刻的腐敗氣味。不久之后，喬安妮自己被診斷患上肺癌。

雖然，很多的癌癥患者和他們的親人朋友并未注意到古怪的氣味，喬安妮的經(jīng)歷并不罕見。“有很多人曾經(jīng)寫信給我，談到相似的經(jīng)歷，”費城莫奈爾化學(xué)感應(yīng)中心的喬治·普雷蒂說，還收集了很多護士、醫(yī)生們找到的相關(guān)病例，但是它們大多都無法被證實?！?/p>

從古至今，醫(yī)生們一直通過病人的呼吸、尿液、糞便和其他體液所散發(fā)的氣味來幫助診斷。2011年發(fā)表的一篇文章總結(jié)了可能和數(shù)十種疾病相關(guān)的特殊氣味。比如，黃熱病的味道據(jù)說和肉店的味道類似，肝臟衰竭的氣味類似生魚的味道，傷寒癥的氣味類似剛烤好的黑面包的味道。

近期的實驗同樣證實，當(dāng)人生病后會散發(fā)糟糕的氣味。

瑞典斯德哥爾摩卡羅林斯卡學(xué)院的馬特斯·奧爾森領(lǐng)導(dǎo)的研究小組給8位健康的志愿者穿上緊身棉質(zhì)T恤，給一半的人注射安慰劑，給另一半人注射一種可讓他們產(chǎn)生類似輕微感冒反應(yīng)的藥劑。一個月后，志愿者們又回到實驗室，注射另一種上次沒有注射的藥劑。然后，所有的T恤被收回，腋下部位被剪成小塊放入稀釋彎嘴瓶。另一隊志愿者在聞過T恤的氣味后根據(jù)氣味的強度、是否好聞、健康程度打分。奧爾森說，“結(jié)果顯示，那些被注射了導(dǎo)致感冒癥狀藥物的志愿者所穿著的T恤味道被認為最難聞。”

這項實驗的結(jié)果發(fā)表在《心理科學(xué)》雜志上。奧爾森承認，該實驗的范圍確實很小，但他相信，病人會釋放化學(xué)“信號”，警告他人感染的危險，或者用這種方式告訴別人他們需要幫助。倫敦衛(wèi)生學(xué)和熱帶醫(yī)學(xué)院的瓦爾·科蒂斯同樣認為糟糕的氣味存在其必然原因。“大腦的惡心反應(yīng)機制經(jīng)過千萬年的進化，可幫助我們遠離會讓我們生病的東西。從這個角度說，世界上最危險的地方就是‘他人?！?/p>

在馬特斯·奧爾森看來，他的T恤實驗的最大價值，是證明了人類可以在疾病初期聞到異味———根本不必等到病人病情惡化，聞起來像肉鋪或生魚的味道。

對于癌癥而言，早期診斷是關(guān)鍵，但是主要癥狀通常在病情惡化、進入中晚期后才會出現(xiàn)。喬治·普雷蒂以卵巢癌為例，這種癌癥已經(jīng)成為他的研究重點?！跋胂蠛纷雍脱笫[，當(dāng)腫瘤只有胡椒子大小時就應(yīng)該接受治療，但事實上，大多數(shù)情況下，當(dāng)腫瘤發(fā)展到洋蔥大小時才會引起人們的注意?！?/p>

他希望，卵巢癌的獨特氣味可幫助醫(yī)生在腫瘤只有“胡椒子”大小時發(fā)現(xiàn)疾病。作為日常新陳代謝的一部分，人體會制造各種化合物，散發(fā)到空氣中。普雷蒂說，腫瘤細胞的代謝機制和普通人體細胞不同，因此會散布不同的化合物，產(chǎn)生不同的氣味。雖然這種異味對于大多數(shù)人的鼻子而言難以辨別，但經(jīng)過訓(xùn)練的狗卻能夠識別多種癌癥和糖尿?。ㄈ祟愑屑s500萬個氣味受體，而狗卻有超過3億個氣味受體）。

電子鼻偵探人體病變氣味

普雷蒂正和賓夕法尼亞大學(xué)獸醫(yī)工作犬中心合作。該中心正訓(xùn)練4只狗識別卵巢癌組織。他說，這些狗的精確度可達到90%。然而，這并不意味著訓(xùn)練結(jié)束后，它們會在醫(yī)院的腫瘤科工作。這些工作犬將幫助普雷蒂識別卵巢癌的“標(biāo)志性氣味”。他說，“它們類似4條腿的生物測試工具?！?/p>

一旦卵巢癌的標(biāo)志氣味或氣味特征得以確定，普雷蒂的同事查理·約翰遜將根據(jù)它給“電子鼻”的感應(yīng)器編寫識別程序。約翰遜的電子鼻用幾百個碳納米管模擬人類鼻子的氣味受體，每根納米管都連接DNA片段，這些DNA片段可將空氣中混合的化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為電子信號。

“通過一片只有指甲蓋大小的芯片就可以復(fù)制狗鼻子的威力?！逼绽椎僬f，最終出現(xiàn)在醫(yī)院腫瘤科的將是這種電子鼻而不是工作犬。

但狗并非唯一可以發(fā)現(xiàn)癌癥的動物。顯然，果蠅有著同樣的能力?！蹲匀弧冯s志上刊登的一篇論文顯示，腫瘤樣本散發(fā)的氣味可促使果蠅的觸角形成獨特的陣列。德國康斯坦茨大學(xué)的馬丁·施特勞赫打算識別到底是哪些果蠅觸角的受體對腫瘤氣味做出了反應(yīng)。之后，他希望在培養(yǎng)皿中培育觸角用于制造電子鼻。他說，“生物感應(yīng)器經(jīng)過了自然選擇的優(yōu)化——它們性能優(yōu)越?！?/p>

電子鼻早已被應(yīng)用到多個領(lǐng)域，比如在戰(zhàn)場上檢測有毒氣體、檢測啤酒的質(zhì)量等等?，F(xiàn)在，它們即將被用于疾病的檢測。一種叫“呼吸聯(lián)系”的電子鼻將被用于乳腺癌的檢查。

這款裝置由Menssana公司研發(fā)。首先，它會測定房間中環(huán)境氣體的構(gòu)成，然后病人對著一根管道連續(xù)呼氣兩分鐘。她呼出的氣體的化學(xué)構(gòu)成將與環(huán)境氣體進行對比，差異部分和美國一家數(shù)據(jù)庫的乳腺癌氣味樣本進行對比。最新對“呼吸聯(lián)系”的測試顯示，它的準(zhǔn)確度可以和乳房X光檢查媲美，但病人不用脫衣服，也不必接受X光輻射。而且，只需要10分鐘就可獲得檢查結(jié)果，而不必等待兩周。荷蘭馬斯特里赫特大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的羅伊·拉里桑格醫(yī)生正在對這款裝置進行測試，他說最終結(jié)果還需進一步試驗，但它最快可在兩年內(nèi)投入使用。理論上，這款儀器還可被用于肺結(jié)核的檢測。

另一家公司也計劃在兩年內(nèi)推出另一款電子鼻。它將用于腸癌和其他消化系統(tǒng)疾病的診斷。這款叫孤星的裝置可讓病人避免難受的結(jié)腸鏡檢查。

除了用于疾病診斷之外，電子鼻還可用于病情的監(jiān)控。曼徹斯特大學(xué)的克里希納·佩爾紹德正在測試一款監(jiān)控重度燒傷患者是否出現(xiàn)感染跡象的電子鼻———如果電子鼻聞到討厭的氣味，醫(yī)生可以立刻進行救治，而如果將樣本送給實驗室化驗需要兩三天才能得到結(jié)果。

電子鼻研究有一個終極目標(biāo)：就是讓簡便易用的診斷裝置進入家庭……甚至人們的口袋。隨著移動電話變得越來越復(fù)雜，一些最新的型號可檢測氣溫和濕度——對著手機呼吸，檢查身體是否出現(xiàn)問題，已經(jīng)不再是科學(xué)幻想。用于這類健康檢查的芯片已經(jīng)存在，手機制造商諾基亞也在嘗試給移動電話增加電子鼻功能。

對于很多病人，這些新的工具的研發(fā)對他們來說無疑是最大的福音。