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“聞味診病”離我們還遠(yuǎn)嗎?
許多物體,,尤其是生物會(huì)散發(fā)獨(dú)有的氣味,。男女氣味不同,,因此才有聞香識(shí)女人之說(shuō),。而一些人在患了某些疾病后,,也會(huì)散發(fā)獨(dú)特的氣味,。
譬如,,糖尿病酮癥酸中毒病人呼出氣體中有爛蘋(píng)果味,,吃過(guò)大蒜和有機(jī)磷農(nóng)藥中毒的人可以呼出刺激性的蒜味,。當(dāng)下,聞氣味作為一種診治疾病的輔助手段已有了較為深入的發(fā)展,。
狗狗聞出主人患上乳腺癌
由于發(fā)現(xiàn)了嗅覺(jué)(嗅覺(jué)受體和嗅覺(jué)系統(tǒng)組織)的奧秘,,美國(guó)的理查德·阿克塞爾和琳達(dá)·B·巴克獲得2004年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。從嗅覺(jué)細(xì)胞的比較可以知道,,人的嗅覺(jué)細(xì)胞只有500萬(wàn)個(gè),,覆蓋鼻腔上部黏膜的一小部分;而狗的嗅覺(jué)細(xì)胞大約為1.25億個(gè)至2億個(gè),,有一種牧羊狗的嗅覺(jué)細(xì)胞高達(dá)2.2億個(gè),,這些嗅覺(jué)細(xì)胞占據(jù)了狗鼻腔上部黏膜的絕大部分。因此,,人們認(rèn)為狗的嗅覺(jué)至少比人靈敏1000多倍,,能賦予狗聞味辨病的重任。
英國(guó)一只叫黛西的拉布拉多犬,是動(dòng)物行為學(xué)家克萊爾·格斯特的寵物,。2009年的一天,,克萊爾帶黛西出門(mén)散步。黛西不肯出門(mén),,不停地用自己的鼻子頂撞克萊爾的胸口并發(fā)出低鳴,。當(dāng)晚,克萊爾感到被黛西頂撞過(guò)的部位有被堵住的感覺(jué),,于是第二天到醫(yī)院檢查,。結(jié)果表明,被黛西頂撞的部位長(zhǎng)了一個(gè)囊腫,。醫(yī)生診斷為早期乳腺癌,。
在發(fā)現(xiàn)黛西有這種特異的嗅覺(jué)功能后,克萊爾創(chuàng)立了“醫(yī)學(xué)嗅探犬”機(jī)構(gòu),,對(duì)黛西和其他狗進(jìn)行訓(xùn)練,。主要是讓狗嗅聞人的尿液,一只狗經(jīng)過(guò)6個(gè)月的時(shí)間就可以成為癌癥嗅探犬,。黛西如果嗅出是癌癥,,就坐著不動(dòng),盯著旁邊的訓(xùn)練員看,。多年來(lái),,它已檢測(cè)出550多例癌癥病例,準(zhǔn)確率達(dá)93%,。
其他國(guó)家也在訓(xùn)練狗檢測(cè)癌癥,。2014年意大利的一項(xiàng)研究結(jié)果顯示,嗅探犬對(duì)677份尿液樣本嗅探癌癥的準(zhǔn)確率達(dá)98%,。綜合目前的研究結(jié)果看,,狗可以聞出多種癌癥,包括肺癌,、乳腺癌,、膀胱癌、卵巢癌,、前列腺癌,、結(jié)直腸癌等。除了能嗅出尿液中的惡性腫瘤氣味,,狗還能聞出癌癥患者呼出的氣體里的特殊味道,。美國(guó)《時(shí)代》雜志評(píng)出的2011年十大醫(yī)學(xué)突破中,“狗能嗅出肺癌”就榜上有名,。
至于狗嗅聞癌癥能否推廣到臨床,,研究人員還難以下結(jié)論,。因?yàn)椋幢愎纺苈劤霭┌Y的分子氣味,,但是否與特定的癌癥相關(guān)聯(lián),,如甲氣味與肺癌相關(guān)、乙氣味與乳腺癌相關(guān)等,,尚有待證明,。不過(guò),這種方法的確可以當(dāng)作癌癥檢查的輔助手段使用,。比如,,病人經(jīng)過(guò)癌癥特異抗原檢測(cè)或影像檢查后,再讓嗅探犬檢測(cè),,或先讓嗅探犬嗅聞氣味再進(jìn)行臨床檢測(cè),,就可能提高癌癥篩查的準(zhǔn)確性。
老鼠嗅唾液識(shí)別肺結(jié)核
現(xiàn)在,,老鼠也被人們培訓(xùn)來(lái)嗅病。但這不是一般的老鼠,,而是非洲巨鼠,,又稱非洲岡比亞鼠。它們身長(zhǎng)可達(dá)91厘米,,體重超過(guò)4千克,,甚至比家貓?bào)w型還大,其嗅覺(jué)被認(rèn)為比狗還靈敏,。
早在35年前,,研究人員就發(fā)現(xiàn),同其他哺乳動(dòng)物一樣,,老鼠鼻子尖端的格呂內(nèi)貝格神經(jīng)節(jié)是由神經(jīng)元組成的小球,,其功能是嗅聞各種物質(zhì)的氣味。2005年,,五個(gè)科研機(jī)構(gòu)分別獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)格呂內(nèi)貝格神經(jīng)節(jié)與哺乳動(dòng)物的嗅覺(jué)系統(tǒng)有著直接的關(guān)系,,其中老鼠的格呂內(nèi)貝格神經(jīng)節(jié)可以聞出各種特殊的氣味分子。
比利時(shí)非政府組織安特衛(wèi)普掃雷組織1995年在坦桑尼亞的一個(gè)小鎮(zhèn)上訓(xùn)練了一批非洲巨鼠來(lái)掃雷,,稱為“非洲巨鼠掃雷特工隊(duì)”,。研究人員利用非洲巨鼠嗅覺(jué)靈敏、貪吃的特點(diǎn),,在巨鼠嗅到炸藥時(shí)給予水果作為獎(jiǎng)勵(lì),。經(jīng)過(guò)訓(xùn)練,掃雷鼠在30分鐘之內(nèi)就可以清理掉100平方米內(nèi)的地雷,,這通常是兩個(gè)人需要一天時(shí)間才能完成的掃雷任務(wù),。而且掃雷鼠體態(tài)輕盈,,即使踩到地雷也不會(huì)觸發(fā)爆炸。
有了這種成功的實(shí)踐,,非洲巨鼠被訓(xùn)練來(lái)嗅聞和診斷肺結(jié)核病,。安特衛(wèi)普掃雷組織與莫桑比克首都馬普托的愛(ài)德華多·蒙德蘭大學(xué)聯(lián)合,訓(xùn)練非洲巨鼠識(shí)別肺結(jié)核患者的唾液樣本,。非洲巨鼠被關(guān)在玻璃籠內(nèi),,在多個(gè)唾液樣本間穿梭,當(dāng)它停在某一樣本前或摩擦前肢時(shí),,就代表這份樣本感染了結(jié)核桿菌,。受過(guò)訓(xùn)練的非洲巨鼠在3秒內(nèi)可以從10個(gè)樣本中嗅聞出肺結(jié)核樣本,在20分鐘內(nèi)能篩選100個(gè)樣本,,成本僅20美分,。如果靠化驗(yàn)師在實(shí)驗(yàn)室做化驗(yàn)檢測(cè),需耗時(shí)4天,。
非洲巨鼠用于肺結(jié)核病的檢測(cè)始于2013年2月,,迄今已篩查逾34萬(wàn)個(gè)結(jié)核樣本,防止了3.6萬(wàn)多個(gè)感染病例,,并使所有利用非洲巨鼠診斷肺結(jié)核的診所的檢出率提升40%以上,。安特衛(wèi)普掃雷組織的美國(guó)總干事里克特希望,老鼠嗅聞肺結(jié)核病技術(shù)能在國(guó)際上推廣,,甚至擴(kuò)大到艾滋病領(lǐng)域,。目前,安特衛(wèi)普掃雷組織正在等待世界衛(wèi)生組織的批準(zhǔn),。
智能儀器可辨17種疾病味兒
近日,,發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)·納米》上的一篇文章描述了利用人工智能診斷疾病的結(jié)果。研究人員研發(fā)了一臺(tái)人工智能儀器,,只要有人對(duì)它吹口氣,,它就能根據(jù)氣體中的化學(xué)成分辨析出17種疾病是否存在的痕跡。
這臺(tái)人工智能儀器由以色列理工大學(xué)的哈薩姆·赫克團(tuán)隊(duì)研發(fā),,靈感來(lái)自公元前400年,。當(dāng)時(shí)的醫(yī)生會(huì)通過(guò)嗅聞患者呼出的揮發(fā)性有機(jī)化合物來(lái)辨析疾病,比如嗅聞貴族嬰兒的糞便和尿液的氣味,。于是,,赫克等人研制了一臺(tái)通過(guò)單一呼氣樣本準(zhǔn)確檢測(cè)多種疾病的“呼吸印記”儀器。這臺(tái)儀器擁有人工智能的高度專業(yè)化的納米矩陣傳感器,,用來(lái)分析患者呼氣中的化合物,,檢測(cè)它們是否與導(dǎo)致疾病或疾病特有的揮發(fā)性有機(jī)化合物相吻合。
研究人員把17種疾病進(jìn)行歸類,,確認(rèn)了癌癥,、炎癥和神經(jīng)疾病三類疾病的特異性氣味,,然后從1404名志愿者中采集了2808個(gè)呼吸樣本。結(jié)果發(fā)現(xiàn),,這17種疾病中的每一種都會(huì)產(chǎn)生一種不同的“呼吸印記”,,分屬于13種不同的揮發(fā)性有機(jī)化合物的組合。這些“呼吸印記”讓研究人員能夠準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)受測(cè)者是否患有某種疾病,。這些疾病包括肺癌,、直腸癌、頭頸部癌,、膀胱癌,、前列腺癌、腎癌,、胃癌,、卵巢癌、克羅恩?。ㄓ址Q局限性腸炎或節(jié)段性腸炎),、潰瘍性結(jié)腸炎、腸道易激綜合征,、特發(fā)性帕金森病,、非典型震顫麻痹、肺動(dòng)脈高血壓,、多發(fā)性硬化癥、先兆子癇和慢性腎病,。
當(dāng)然,,這種人工智能儀器通過(guò)嗅聞呼出氣味來(lái)分辨17種疾病只能說(shuō)是“蛛絲馬跡”,還需要使用目前在臨床采用的多種常規(guī)診斷方式來(lái)確診,。雖然這種儀器目前沒(méi)有應(yīng)用于臨床,,只作為一種輔助診斷方式,但研究人員希望,,未來(lái)這種儀器可以成為一種便攜式設(shè)備,,簡(jiǎn)單快速并準(zhǔn)確檢測(cè)多種疾病。
編輯:趙彥
關(guān)鍵詞:聞味診病 智能儀器 乳腺癌 肺結(jié)核
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