疾病也能嗅出來

林正

我們時常會對一個嗅覺靈敏的人開玩笑說“你的鼻子簡直跟狗鼻子一樣靈”。的確，狗的嗅覺一直為人所稱道，能識別多種氣味的它們一直是警察判案的好幫手。無論是分辨食物的味道，還是找尋回家的路，它們從來不會讓人失望，有時它們甚至能嗅出疾病的味道。如果能夠將狗靈敏的鼻子應用于醫學診斷上，僅憑氣味就診出疾病，是不是會更加高效？

疾病也有味道

其實通過嗅覺檢測疾病的想法并不新鮮。在古希臘，醫生每天都會聞皇室嬰兒的排泄物和尿液，以評估他們的健康狀況。在兩次世界大戰期間，士兵被產氣莢膜梭菌感染的傷口通常會發展成壞疽，這是不容忽視的問題。當時，還沒有其他方法來檢測這種細菌，醫生們只好自學如何根據氣味來識別。

為什么疾病能嗅出來？因為生病的時候，人體的免疫系統、新陳代謝等都會發生變化，可能會產生一些特定的產物，導致我們的呼吸、汗液或者尿液有異味。比如糖尿病患者呼吸有丙酮味（即平常所說的爛蘋果味）。由于機體無法產生足夠的胰島素分解血糖，因此脂肪會作為代替燃料供給能量。而大量脂肪在肝臟里氧化會產生丙酮等酮體，致使呼出的氣息中帶有丙酮味。

在愛丁堡大學進行的一項實驗證明了我們有驚人的嗅覺能力。在實驗中，退休護士喬伊·米爾恩（其丈夫曾患有帕金森病）需要根據T恤的氣味來判斷主人是否患有帕金森病。結果，她只“誤判”了一件T恤。但令人震驚的是，幾個月之后，穿過她所“誤判”T恤的人也被確診為帕金森病。這個實驗再次強調了嗅覺作為診斷工具的巨大潛力，不過如果要將嗅覺用作真正的診斷工具，科學家必須準確地找出各種疾病的特定氣味分子。

電子鼻嗅疾病

目前，以色列的科學家就研發了一款電子鼻，用以檢測和分析揮發性有機化合物，希望能在足夠早的階段發現疾病，使人體能及時戰勝這種疾病。只要通過簡單的呼吸測試就能診斷出疾病，目前已經能診斷包括乳腺癌在內的17種疾病，成功率高達86%。

納米電子鼻的核心部分是嵌入了納米顆粒的碳基感應器，當患者對著設備進行呼氣時，呼氣中的顆粒就會積聚在碳層中，感應器膨脹推動納米顆粒相互接近，因此改變了薄膜的阻抗。而每種顆粒都具有獨特的阻抗效應，這可通過感應器的電流變化來進行測量。通過將電信號與疾病的“氣味數據庫”進行比較分析，計算機便能作出判斷，表明身體狀況。目前，研究人員已經開始在不同階段的人群中展開大規模測試，爭取早日開展臨床試驗。

其實利用仿生嗅覺研制“電子鼻”并不是一個新概念，早在20世紀80年代就有人提出利用各類傳感器陣列配合適當的模式識別功能，去識別簡單或復雜的氣味，但是當時的設備并不能提供可靠的診斷。如今，隨著技術的不斷發展，電子鼻的研制正在世界各地興起，為可怕的“殺手”提供快速簡單的診斷。2011年，蓋茨基金會宣布資助在印度開發一種電池驅動的電子鼻，作為肺結核的呼吸分析儀。

不過，電子鼻目前面臨的最大挑戰在于一種氣味可能會和幾種疾病有關，如果某種氣味并不是特定疾病的獨家檔案的話，那么其準確性會大大降低。比如丙酮味也可能是其他疾病的征兆。因此，科學家們需要進行足夠多的樣本測試，不斷找出特定疾病的“印記”。在今天，大多數醫學診斷都是根據從病人體內提取的體液或組織樣本進行分析判斷的，這種方法對于病人而言價格昂貴且具有諸多不便。如果我們身體散發的氣味能夠被捕捉和分析，我們身體的問題就能夠被更早、更快速地發現。也許在未來，對著手機呼氣便能了解我們身體的健康狀況。