用鼻子嗅癌

候怡行

醫(yī)學專家認為，人在患病時細胞間產生的微小的化學變化可以讓狗捕捉到，包括早期癌癥的信息。

每天早上8點整，小狗奧利都會與他的主人離開家，在一小段車程后到達它的實驗室。奧利每天都渴望著工作。在滿腔熱情地向同伴打招呼后，奧利披上規(guī)定的實驗外套走向實驗室。在這里，奧利開始了它的工作——聞聞每個小尿瓶，然后告知它的主人哪個樣本含有一種特定類型的癌癥。這是項精確的工作，但奧利90%都是正確的，這是不錯的成績。

臨床上早期發(fā)現(xiàn)并確診癌癥是一項碰運氣的事。通常只有當癌癥在近期活動并出現(xiàn)癥狀時，病人才會去就診。篩查只適用于幾種類型的癌癥，而且診斷手段通常不太可靠，有些還會對人身體造成傷害，因此迫切需要更好的檢測方法。

醫(yī)學專家認為，人在患病時細胞間產生的微小的化學變化可以讓狗捕捉到，包括早期癌癥的信息。這些化學變化的信息可通過呼吸道和尿道散發(fā)出來。在英國凱因斯彌爾頓的醫(yī)療犬檢測機構，有像奧利一樣的犬類正在接受檢測這些信號的訓練。用狗的嗅覺來發(fā)現(xiàn)人是否患有癌癥已不是新鮮事，距今已有20多年的歷史了。但是它能否通過科學的檢驗呢？狗真的能拯救生命嗎？

人體患病時能產生特殊的味道，這一說法可以追溯到幾千年前。古老的記載稱希波克拉底在給病人看病時可以通過嗅覺對一些疾病進行診斷——特別是從病人的呼吸和尿液中。據(jù)說黃熱病聞起來像肉店味道，肝衰竭像生魚味道，而傷寒像新烤出的面包的味道。一些護士聲稱她們只需通過聞就能知道一個病人是否就要死亡。

一些疾病標志性的味道來自于數(shù)百種通過身體的汗水、尿液、呼吸和其他體液散發(fā)出來的具有化學揮發(fā)性的有機化合物。這些揮發(fā)性化合物是由人體細胞中一系列代謝進程而產生的，因年齡、飲食和性別的不同而賦予了個體差異性的“氣味指紋”。由于生病細胞和健康細胞的代謝方式不同，這些“氣味指紋”也會因健康狀況而發(fā)生改變。

1971年，癌癥的揮發(fā)性有機化合物首次在人類尿液中被鑒別出來，但是用狗的嗅覺來幫助醫(yī)生診斷癌癥的想法出現(xiàn)在1989年。兩個皮膚病學家給《柳葉刀》雜志投稿時引用了一個案例：一位女病人稱是她的狗讓她來看病的，因為她的狗通過嗅覺發(fā)現(xiàn)了她的黑色素瘤。那位女病人的大腿上有一個黑色的點，醫(yī)生曾經說那是一顆痣——純粹是個點綴不需要切除。她接受了診斷結果，但是她的狗并不認同，仍對她的痣又聞又撓。一天，狗猛撲向她并且咬住長痣的部位，顯然它想要咬掉黑痣。這足以讓這位女士再次去看醫(yī)生了，這次得到了確診，這顆痣其實是惡性的黑色素瘤——皮膚癌中致死率最高的類型。

對狗類而言，患癌組織的味道嗅起來與正常組織不一樣，但狗是怎樣“分辨”這種不同卻是一個謎團。醫(yī)療犬檢測機構的董事和首席執(zhí)行官克萊爾蓋斯特女士這樣說，她自己的狗，黛西，曾警告她患有乳腺癌。她認為，有一種假設是病變的組織產生的有機化合物會使人的氣味發(fā)生變化，而狗恰好能嗅出。由于人類對犬類的馴化意味著它們要保護主人，所以主人味道的改變使他們的狗很焦慮。

2001年，一個相似的故事發(fā)生在一位66歲的男性身上，他的狗逼迫他為一顆不尋常的痣拜訪丘奇醫(yī)生。丘奇醫(yī)生想知道這一事情的可信度，決定用狗開始試驗。2004年，與其他醫(yī)生一起，丘奇開展了第一個驗證——觀察犬類是否能從尿液樣本中嗅出癌癥來。

經過7個月的訓練后，6只狗對來自膀胱癌的病人尿樣和來自健康的或有其他疾病的人的控制樣本一起進行檢測。丘奇說：“當時我們發(fā)現(xiàn)犬類通過嗅覺判斷出樣本正確的概率在41%，這一結果看起來也許不那么鼓舞人心，但是卻是有統(tǒng)計意義的。現(xiàn)如今我們有更好的方法來訓練犬類，這使它們的檢測結果也更加準確。”

訓練狗從健康人群中找出癌癥患者是第一步，下一步是將犬類和現(xiàn)有的診斷實驗進行比較。狗能通過嗅覺嗅到揮發(fā)性有機化合物的價值在于，它們能夠在癌細胞剛開始擴散時就發(fā)現(xiàn)這些揮發(fā)性有機化合物。這意味著狗的嗅覺可以使癌癥在很早期就被檢測到。

有些類型的癌癥，如宮頸癌，可以通過篩查在早期被挑選出來，但其他的癌癥則難以被確診，且要用到疼痛和損傷性的活檢。眾所周知，前列腺癌是難以被檢測到的腫瘤，因為該疾病僅有的生物標記之一就是存在于血液中的前列腺特異性抗原（PSA），但它仍不準確，PSA水平的升高也只意味著患癌概率有提升的風險，做出確診唯一的方法是在PSA升高的同時做一個創(chuàng)傷性的活檢。三分之二的PSA水平升高的男性并沒有患前列腺癌（這種現(xiàn)象可以歸咎于其他因素，例如炎癥），而20%患有前列腺癌的男性的PSA水平則是正常的，這意味著他們會被漏檢。因此，前列腺特異性抗原水平作為前列腺癌的篩查試驗被認為并不可靠。

狗類能幫忙嗎？2015年，意大利米蘭人類臨床研究中心的吉安路易吉塔維爾納，花費了5個月的時間訓練了兩只來自意大利國防部的德國牧羊犬——讓它們坐在樣本前來嗅前列腺癌的味道。兩只狗共用鼻子嗅了900例尿液樣本，它們辨認前列腺癌病人的樣本準確率達到98%，這比前列腺特異性抗原檢測檢出率的準確性好多了。有這種水平的精確性，用狗類來減少病人活檢次數(shù)并提高確診率指日可待。

有趣的是，該實驗組的樣本除了來自患有不同類型癌癥的人外，還包括一些正在用藥的人。然而服藥所致的氣味變化沒有讓犬類混淆。專家認為，這是由于不同類型的癌癥也許有分辨性的“氣味指紋”。犬類如今被訓練得可以嗅出各種各樣的癌癥，包括膀胱癌、乳腺癌、肺癌和皮膚癌。

有的醫(yī)生想利用犬類更早地發(fā)現(xiàn)一些最難捉摸的癌癥。賓夕法尼亞大學的研究者正在訓練一支犬類隊伍，讓它們從血漿樣本中嗅出卵巢癌。

卵巢癌由于癥狀少而被稱為沉默的殺手。如果在它轉移前確診治療，5年生存率可達92%。然而，只有15%的卵巢癌能在早期被及時發(fā)現(xiàn)。由于缺乏可靠的篩查手段，目前唯一可用的診斷測試是經陰道超聲或抗體檢測。但這些篩查手段的敏感度通常都不足以讓癌癥在擴散前被發(fā)現(xiàn)，而癌癥擴散后病人的存活率已經降至了25%。

分析人的呼氣同樣能讓某些癌癥露出馬腳，結腸癌和乳腺癌已經被證實會產生特征性的化學信號。理論上任何癌癥都可以通過分析病人的呼氣進行診斷。專家目前正在進行犬類實驗來檢測乳腺癌患者的呼氣和尿液樣本，目的是看看哪種方式效果更好。

最后的困難是將狗敏感的鼻子適用于真正的生物篩選和診斷。專家研究犬類是否能在活檢之前發(fā)現(xiàn)前列腺癌。所有加入實驗的男性都有前列腺特異性抗原的陽性反應，但活檢則是陰性的——如此意味著癌癥警報可以解除了。在用狗檢測尿液樣本后，團隊會繼續(xù)觀察這些男性，看他們中的有些人是否會繼發(fā)癌癥，并觀察狗是否能做出早期警告。

然而仍有問題：狗嗅到的到底是什么？專家無法確定，但一定不是前列腺特異性抗原。專家想通過傳統(tǒng)技術例如氣相色譜法來確定這些物質，并希望由此研制出電子鼻，它可以做狗同樣的工作，可以當場診斷并且資源的占有率更少。用電子鼻檢測肺癌的工作已經開始，但是用電子鼻檢測其他癌癥并非易事。

就算有類似于電子鼻一般的先進的儀器，如何分析并得到狗嗅出的揮發(fā)性有機化合物還是相當棘手。狗的嗅覺靈敏到足以在混有其他揮發(fā)有機化合物的環(huán)境下嗅出某種氣味。狗的鼻子比目前任何儀器都更加靈敏。

電子嗅探犬

用狗鼻嗅體液和呼出氣體來檢測癌癥是個很好的方法，但是如果能在一個電子裝置上重建其顯著的能力，效果則會更好。

一種手持的肺癌“呼吸檢測儀”正在在英國的一家醫(yī)院應用，醫(yī)生可用它檢測人們呼出的氣體從而確診肺癌。工程師比利鮑伊發(fā)明了這項裝置，以及一個結腸癌檢測器。

鮑伊說：“如果成功的話我會進行下一步實驗，篩查一定的人口看是否能找到有肺癌風險但無癥狀的病人。這些人將會包括50歲及以上年齡的吸煙者，且常規(guī)的測試在家中就可以完成。”這一儀器很快面市。

其他裝置也正在開發(fā)中，包括從尿液樣本中嗅出前列腺癌的電子鼻。

嗅探鼠

狗并非是唯一能夠聞出疾病的動物。在莫桑比克的首都馬普托，非洲大囊鼠正被用來檢測肺結核。2012年，該病在非洲導致了480000人的死亡。

在最初16個月中，非洲大囊鼠評估那些前來檢測肺結核病的12500個樣本。這些人中的1700個在當?shù)卦\所檢測出陽性。大囊鼠進一步檢測出764個。這項工作的組織者說，該組織最善于用老鼠尋找地雷。

果蠅最近也加入了這個陣營，因為它們被發(fā)現(xiàn)同樣能檢測到癌細胞發(fā)出的味道。這歸功于它們覆蓋著感受器的觸須，該結構能讓它們分辨出某些濃度非常低的氣味。