呼口氣就能測血糖：異想天開還是水到渠成?

文/ Andrew Curry

編譯/易羅英

你也許連做夢都沒有想過，有一天我們檢查血糖值再也不用扎破手指了，只需要你呼出一口氣就行！這是異想天開嗎？目前也許還是，而將來，那可很難說啰。

測血糖，能夠不扎手指嗎

現(xiàn)在已有很多學(xué)者圍繞著非創(chuàng)傷性血糖檢測方式這一課題展開了研究，其中一位是獲得美國糖尿病協(xié)會(huì)資助的，加利福尼亞大學(xué)綜合臨床研究中心的Pietro Galassetti博士，他致力于改變糖尿病患者檢查血糖的現(xiàn)狀，想讓他們的這一檢查過程變得更加輕松、簡便。用他自己的話來說，“許多研究者多年來都在研究糖尿病患者呼出的氣體。假如我們能從中發(fā)現(xiàn)些什么，那就有可能給患者帶來莫大的福音——因?yàn)楹魵獗仍种缚扇菀锥嗔耍彩娣嗔恕！?/p>

事實(shí)上，呼吸分析在許多臨床領(lǐng)域中可以作為有效的非損傷性診斷工具，例如潰瘍病和囊腫性纖維化，但目前，由于種種原因，這一診斷方法在糖尿病領(lǐng)域還沒有得到應(yīng)用。Galassetti博士的思路是利用檢測大氣化學(xué)成分的科學(xué)儀器，來分析糖尿病患者呼出氣體中的成分，通過科學(xué)運(yùn)算來得出血糖評估值。根據(jù)他的樂觀估計(jì)，在科技不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上，20年內(nèi)就能制造出呼氣測血糖的檢測儀。

原理其實(shí)很簡單。將人體比作一輛轎車，要運(yùn)行就必須消耗燃料（如脂肪和糖類），并產(chǎn)生氣體排放。隨著脂肪與糖類這兩種“燃料”的配比不同，其產(chǎn)生的氣體成分和含量也千差萬別。對于糖尿病患者來說，由于胰島素的絕對缺乏或利用不足，對糖類的消耗量就大大減少，對脂肪的消耗量也就大大增加，反映到產(chǎn)生的氣體成分和含量上，與普通人相比就會(huì)有極大區(qū)別。

事實(shí)上，早在二十世紀(jì)初，人們便發(fā)現(xiàn)終末期糖尿病的一個(gè)典型特征，就是呼氣中有丙酮味。其來源是由于人體消耗了過多的脂肪，其代謝產(chǎn)物丙酮過多地積聚在血液中，其中一部分就是通過呼氣排出體外的。Galassetti博士說：“我真希望糖尿病患者呼出的氣體就只有二氧化碳和丙酮這么簡單。然而實(shí)際上，丙酮只是人體在代謝時(shí)產(chǎn)生的幾百種氣體中的一種。另外，假如一位糖尿病患者呼出氣體中很容易地檢測到丙酮，那也就意味著他已病入膏肓了。”

毫無疑問，將理論轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際可操作的過程，是一件非常復(fù)雜的事情。擺在面前的至少有兩大障礙：首先要有一種機(jī)器，能足夠精確地檢測出人們呼吸氣體中的成分；其次是需要確定計(jì)算方法，通過計(jì)算機(jī)能比較快捷地給出檢測結(jié)果。這其中第一道障礙在二十世紀(jì)就獲得了突破，這得歸功于一位名叫F.Sherwood Rowland的化學(xué)家，他因?yàn)檎业搅藱z測大氣中各種成分含量的方法而獲得1995年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。從那以后，Rowland的科學(xué)繼承者們通過不懈努力，又攻克了精確測量小樣本混合氣體成分的難關(guān)。

希望，離我們還有多遠(yuǎn)

時(shí)至今日，由Rowland所最先倡導(dǎo)的檢測技術(shù)，精確度可以達(dá)到10/1015。Galassetti博士解釋說：“這種精確度就相當(dāng)于將整個(gè)美國西部用高爾夫球全部覆蓋，然后從中挑出10個(gè)球出來。這種技術(shù)最近一次重要的應(yīng)用，是在2008年北京奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)上面，我們運(yùn)用它來分析主辦城市以及協(xié)辦城市的空氣質(zhì)量。”

然而，上面所說的只是打響了這場戰(zhàn)役的第一槍。在人們呼出氣體所含的數(shù)以百計(jì)的化學(xué)成分之中，究竟哪些成分與糖尿病是有關(guān)聯(lián)的呢？Galassetti博士說道：“目前我們已經(jīng)知道，隨著血糖值的變化，呼出氣體中的20～30種不同成分會(huì)產(chǎn)生變化。我們正在努力找到并確立一種計(jì)算公式，使得這些氣體組分的變化能精確反映血糖值的變化。”

Galassetti博士和他的科研團(tuán)隊(duì)為此做了大量的實(shí)驗(yàn)。通常情況下，實(shí)驗(yàn)過程是先給受試者注射胰島素，將其血糖降到正常值水平，然后采取呼氣樣本和血樣，再給予葡萄糖注射，使其血糖值達(dá)到高血糖水平，再次采取呼氣樣本和血樣。

在過去的一年中，他們已經(jīng)測試了四組人群：未患糖尿病的人群數(shù)據(jù)作為基線，另外還有糖尿病前期、1型和2型糖尿病的人群，這些數(shù)據(jù)都被輸入電腦之中，用來組建計(jì)算公式的模型。“現(xiàn)在我們已經(jīng)有足夠多的數(shù)據(jù)來對健康人的血糖值和胰島素水平作出評估。”Galassetti博士說道，“在美國糖尿病協(xié)會(huì)的幫助下，我們進(jìn)展很快。”

或許研究最終成功之日，就是糖尿病患者擺脫針刺式血糖檢測之時(shí)？盡管前景是充滿希望的，但Galassetti博士也告誡大家，到目前為止，我們所用的血糖監(jiān)測手段仍然無可替代，患者朋友還是要積極通過針刺的方法檢查自己的血糖。“目前我們所從事的這項(xiàng)研究極其復(fù)雜，也極其耗費(fèi)財(cái)力、人力和物力。研究成果走出實(shí)驗(yàn)室之前，我們還有大段路程要走，還有大量困難需要克服。但是我認(rèn)為，它給我們提供了一個(gè)值得為之去努力的方向。我堅(jiān)信，隨著一道道難關(guān)被攻克，這項(xiàng)研究最終定會(huì)水到渠成，我們一定會(huì)成功的。”Galassetti博士滿懷信心地笑著說。

原文作者簡介：

Andrew Curry，美國著名作家、資深編輯，為《糖尿病前瞻》、《國家地理雜志》、《華盛頓郵報(bào)》、《探索與發(fā)現(xiàn)》等多家雜志撰寫或編輯了大量著作，曾任美國萊比錫大學(xué)、印第安納大學(xué)新聞學(xué)院、斯坦福大學(xué)、英國劍橋大學(xué)等多所高等院校客座講師。熱愛新聞、考古及自行車運(yùn)動(dòng)。