美国电影《闻香识女人》,让许多人知道了气味的浪漫与美妙。许多物体,尤其是生物都会散发出独有的气味。
人们在患上某些疾病后,也会散发独特气味。譬如,糖尿病酮症酸中毒病人呼出气体中有烂苹果味,吃过大蒜和有机磷农药中毒的人可以呼出刺激性的蒜味。
如今,闻气味作为诊治疾病的一种辅助手段,已有了深入发展。
狗狗闻出主人患上乳腺癌
由于发现了嗅觉(嗅觉受体和嗅觉系统组织)的奥秘,美国的理查德·阿克塞尔和琳达·B·巴克获得年的诺贝尔生理学或医学奖。
从嗅觉细胞的比较可以知道,人的嗅觉细胞只有万个,覆盖鼻腔上部黏膜的一小部分;而狗的嗅觉细胞大约为1.25亿个至2亿个,有一种牧羊狗的嗅觉细胞高达2.2亿个,这些嗅觉细胞占据了狗鼻腔上部黏膜的绝大部分。因此,人们认为狗的嗅觉至少比人灵敏多倍,能赋予狗闻味辨病的重任。
英国一只叫黛西的拉布拉多犬,是动物行为学家克莱尔·格斯特的宠物。年的一天,克莱尔带黛西出门散步。黛西不肯出门,不停地用自己的鼻子顶撞克莱尔的胸口并发出低鸣。当晚,克莱尔感到被黛西顶撞过的部位有被堵住的感觉,医院检查。结果表明,被黛西顶撞的部位长了一个囊肿。医生诊断为早期乳腺癌。
在发现黛西有这种特异的嗅觉功能后,克莱尔创立了“医学嗅探犬”机构,对黛西和其他狗进行训练,主要是让狗嗅闻人的尿液。黛西如果嗅出是癌症,就坐着不动,盯着旁边的训练员看。多年来,它已检测出多例癌症病例,准确率达93%。
研究人员认为,狗可以闻出多种癌症,包括肺癌、乳腺癌、膀胱癌、卵巢癌、前列腺癌、结直肠癌等。除了能嗅出尿液中的恶性肿瘤气味,狗还能闻出癌症患者呼出的气体里的特殊味道。美国《时代》杂志评出的年十大医学突破中,“狗能嗅出肺癌”就榜上有名。
至于狗嗅闻癌症能否推广到临床,还难以下结论。因为,即便狗能闻出癌症的分子气味,但是否与特定的癌症相关联,如甲气味与肺癌相关、乙气味与乳腺癌相关等,有待证明。不过,这种方法的确可以当作癌症检查的辅助手段使用。比如,病人经过癌症特异抗原检测或影像检查后,再让嗅探犬检测,或先让嗅探犬嗅闻气味再进行临床检测,就可能提高癌症筛查的准确性。
老鼠嗅唾液识别肺结核
现在,老鼠也被人们培训来嗅病。但这不是一般的老鼠,而是非洲巨鼠,又称非洲冈比亚鼠。它们身长可达91厘米,体重超过4千克,甚至比家猫体型还大,其嗅觉被认为比狗还灵敏。
年,比利时非政府组织安特卫普扫雷组织训练了一批非洲巨鼠来扫雷,称为“非洲巨鼠扫雷特工队”。研究人员利用非洲巨鼠嗅觉灵敏、贪吃的特点,在巨鼠嗅到炸药时给予水果作为奖励。经过训练,扫雷鼠在30分钟之内就可以清理掉平方米内的地雷,这通常是两个人需要一天时间才能完成的任务。而且,扫雷鼠体态轻盈,即使踩到地雷也不会触发爆炸。
有了这种成功的实践,非洲巨鼠被训练来嗅闻和诊断肺结核病。安特卫普扫雷组织与莫桑比克的一所大学合作,训练非洲巨鼠识别肺结核患者的唾液样本。非洲巨鼠被关在玻璃笼内,在多个唾液样本间穿梭,当它停在某一样本前或摩擦前肢时,就代表这份样本感染了结核杆菌。受过训练的非洲巨鼠在3秒内可以从10个样本中嗅闻出肺结核样本,在20分钟内能筛选个样本,成本仅20美分。如果靠化验师在实验室做化验检测,需耗时4天。
非洲巨鼠用于肺结核病的检测始于年2月,迄今已筛查逾34万个结核样本,防止了3.6万多个感染病例,并使所有利用非洲巨鼠诊断肺结核的诊所的检出率提升40%以上。安特卫普扫雷组织的美国总干事里克特希望,老鼠嗅闻肺结核病技术能在国际上推广,甚至扩大到艾滋病领域。目前,这项技术正在等待世界卫生组织的批准。
智能仪器可辨17种疾病味儿
近日,发表在《美国化学学会·纳米》上的一篇文章描述了利用人工智能诊断疾病的结果。以色列理工大学的哈萨姆·赫克团队研发了一台人工智能仪器,只要有人对它吹口气,它就能根据气体中的化学成分辨析出17种疾病是否存在的痕迹。
研究的灵感来自公元前年。当时的医生会通过嗅闻患者呼出的挥发性有机化合物来辨析疾病,比如嗅闻贵族婴儿的粪便和尿液的气味。赫克等人研发的这台仪器,拥有人工智能的高度专业化的纳米矩阵传感器,用来分析患者呼气中的化合物,检测它们是否与导致疾病或疾病特有的挥发性有机化合物相吻合。
研究人员把17种疾病进行归类,确认了癌症、炎症和神经疾病三类疾病的特异性气味,然后从名志愿者中采集了个呼吸样本。结果发现,这17种疾病中的每一种都会产生一种不同的“呼吸印记”,分属于13种不同的挥发性有机化合物的组合。这些“呼吸印记”让研究人员能够准确发现受测者是否患有某种疾病。
这些疾病包括肺癌、直肠癌、头颈部癌、膀胱癌、前列腺癌、肾癌、胃癌、卵巢癌、克罗恩病(又称局限性肠炎或节段性肠炎)、溃疡性结肠炎、肠道易激综合征、特发性帕金森病、非典型震颤麻痹、肺动脉高血压、多发性硬化症、先兆子痫和慢性肾病。
当然,人工智能仪器通过嗅闻呼出气味来分辨17种疾病,只能说是“蛛丝马迹”,还需要临床诊断来确诊。研究人员有信心,未来这种仪器可以成为一种便携式设备,简单快速并准确检测多种疾病。
编辑:汪丹供图:CFP
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