用氣味診斷疾病

很快，醫(yī)院可能通過嗅覺對疾病進(jìn)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(shí)上，很多疾病都會(huì)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(huì)散發(fā)糟糕氣味

“我的話聽上去很瘋狂，但事實(shí)并非如此。”喬安妮在一個(gè)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(fèi)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(hù)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(shí)。”

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(shí)驗(yàn)同樣證實(shí)，當(dāng)人生病后會(huì)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(gè)月后，志愿者們又回到實(shí)驗(yàn)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(duì)志愿者在聞過T恤的氣味后根據(jù)氣味的強(qiáng)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(rèn)為最難聞。”

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果發(fā)表在《心理科學(xué)》雜志上。奧爾森承認(rèn)，該實(shí)驗(yàn)的范圍確實(shí)很小，但他相信，病人會(huì)釋放化學(xué)“信號(hào)”，警告他人感染的危險(xiǎn)，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(rèn)為糟糕的氣味存在其必然原因。“大腦的惡心反應(yīng)機(jī)制經(jīng)過千萬年的進(jìn)化，可幫助我們遠(yuǎn)離會(huì)讓我們生病的東西。從這個(gè)角度說，世界上最危險(xiǎn)的地方就是‘他人。”

在馬特斯·奧爾森看來，他的T恤實(shí)驗(yàn)的最大價(jià)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(jìn)入中晚期后才會(huì)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(diǎn)。“想象胡椒子和洋蔥，當(dāng)腫瘤只有胡椒子大小時(shí)就應(yīng)該接受治療，但事實(shí)上，大多數(shù)情況下，當(dāng)腫瘤發(fā)展到洋蔥大小時(shí)才會(huì)引起人們的注意。”

他希望，卵巢癌的獨(dú)特氣味可幫助醫(yī)生在腫瘤只有“胡椒子”大小時(shí)發(fā)現(xiàn)疾病。作為日常新陳代謝的一部分，人體會(huì)制造各種化合物，散發(fā)到空氣中。普雷蒂說，腫瘤細(xì)胞的代謝機(jī)制和普通人體細(xì)胞不同，因此會(huì)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(shí)別多種癌癥和糖尿病（人類有約500萬個(gè)氣味受體，而狗卻有超過3億個(gè)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(shí)別卵巢癌組織。他說，這些狗的精確度可達(dá)到90%。然而，這并不意味著訓(xùn)練結(jié)束后，它們會(huì)在醫(yī)院的腫瘤科工作。這些工作犬將幫助普雷蒂識(shí)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。”

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(shí)別程序。約翰遜的電子鼻用幾百個(gè)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(hào)。

“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。”普雷蒂說，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(dòng)物。顯然，果蠅有著同樣的能力。《自然》雜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(dú)特的陣列。德國康斯坦茨大學(xué)的馬丁·施特勞赫打算識(shí)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。”

電子鼻早已被應(yīng)用到多個(gè)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。現(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(huì)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行測試，他說最終結(jié)果還需進(jìn)一步試驗(yàn)，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(jì)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(jìn)行救治，而如果將樣本送給實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)需要兩三天才能得到結(jié)果。

電子鼻研究有一個(gè)終極目標(biāo)：就是讓簡便易用的診斷裝置進(jìn)入家庭……甚至人們的口袋。隨著移動(dòng)電話變得越來越復(fù)雜，一些最新的型號(hào)可檢測氣溫和濕度——對著手機(jī)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(jī)制造商諾基亞也在嘗試給移動(dòng)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。