17種疾病能“聞”出來 呼吸分析檢測準確率可達86%
人的呼吸由許多化學成分構成，源自於性別、年齡、種族和其他許多生物學因素，
廣州日報全媒體記者溫俊華
研究團隊的研究中，以下17種疾病可以比較準確地“聞”出來。
肺癌、結腸癌、頭頸癌、卵巢癌、膀胱癌、前列腺癌、腎癌、胃癌、克羅恩病、潰瘍性結腸炎、腸易激綜合征、帕金森病(兩種類型)、多發性硬化症、肺動脈高壓、子癇前期、慢性腎臟疾病。
廣州日報訊以色列理工學院化學工程與納米技術教授海克被以色列媒體譽為“科學明星”，除獲得多個國際研究獎項外，其研發的可以“聞出疾病”的呼吸分析儀日益得到關注。
據研發團隊的介紹，儀器Na-Nose能探測包括某些癌症、多發性硬化和帕金森症在內的17種疾病，
從類比狗鼻子到呼吸分析儀器
據報導，海克從2007年開始就開始了對呼吸分析的研究，模擬狗的鼻子是海克一開始的目標，就目前所知，通過訓練的服務犬能嗅出並提醒人們癲癇甚至是癌症的發生。
“我們都知道，每種疾病具有特定化學特徵，這些化學分子會體現在人們的呼吸中，令我們能夠分辨出這種疾病。
海克團隊對1400名患有17種不同疾病的病人進行呼吸採樣，這些樣本採集於2011年1月和2014年6月，病人來自以色列、法國、美國、拉脫維亞和中國5國，罹患的17種疾病包括：肺癌、結腸癌、頭頸癌、卵巢癌、膀胱癌、前列腺癌、腎癌、胃癌、克羅恩病、潰瘍性結腸炎、腸易激綜合征、帕金森病(兩種類型)、多發性硬化症、肺動脈高壓、子癇前期、慢性腎臟疾病。
研究團隊使用質譜分析法對這些呼吸樣本的化學成分進行了測試，準確地定量檢測出它們含有的化學成分和這些成分在不同疾病中的組成形式，用以作為新型呼吸分析儀器Na-Nose的資訊基礎。
Na-Nose由吹氣管、感測器盒子和相關軟體組成。Na-Nose使用了納米和人工智慧科技，納米感測器用以搜集患者呼吸的“氣味”資訊，人工智慧技術分析感測器獲取的資料，對疾病進行快速的診斷和分類。為提高可靠性，研究人員還檢測了影響樣本組成的各種因素，如性別、年齡、吸煙習慣和地理位置等，並發現這些因素的影響微乎其微。
“我可以肯定我們的技術在很多診斷案例中的效率和現有的侵入性(抽血或其他人體取樣方式)檢測方法相當，在胃癌等疾病的檢測中，Na-Nose的效率甚至比傳統檢測方法更高。而且，呼吸分析檢測不需要入侵人體，相信會受到患者的歡迎。”海克說。
“呼吸分析診斷”興起
在非洲馬拉威，來自美國華盛頓大學的約翰博士也在用類似的呼吸分析技術來診斷瘧疾。瘧疾在馬拉威等熱帶地區流行，患者多為兒童。約翰和她的團隊從患病兒童的呼吸中鑒定出6種氣味化合物，據此對其他兒童進行診斷，並根據實驗結果得出“在呼氣中含有全部六種化合物的孩子中，大約有83%的孩子很可能患病”的結論。
約翰聲稱，這種呼吸分析方法83%的準確率已和傳統血液測試90%-95%的準確率很接近，而好處是非入侵性，更加便捷和成本更低。目前這種方法的測試只在孩子身上進行了實驗，約翰希望在成年人身上能夠重現這一診斷結果。
“通過呼吸來判斷疾病並不是什麼新鮮事，古希臘名醫希波克拉底就教學生通過病人的呼吸氣味，尋找疾病的線索。”美國印第安那波利“斯理查L.和羅德布希醫學中心”副教授阿格瓦爾博士說。阿格瓦爾本人也在進行多個氣味與特定疾病關聯性的研究，這些疾病包括低血糖、前列腺癌和乳腺癌。“呼吸中包含的氣味和揮發性有機化合物能幫助辨別疾病，因此，狗能嗅出低血糖和癲癇，果蠅能嗅出癌症，非洲的大型老鼠能嗅出肺結核。”阿格瓦爾說，“海克教授的研究領先於我們的團隊。”
阿格瓦爾指出，呼吸分析診斷最大的優勢是非入侵性，無需入侵人體而能探測出人體健康的變化。“比如，前列腺癌的潛伏期很長，前列腺穿刺檢測是一個痛苦的，令人望而卻步的過程，而呼吸分析診斷就便捷很多。”
“呼吸分析診斷”尚不成熟
當然，並不是所有專家都看好呼吸分析診斷，特別是在現階段。
帕拉迪博士來自美國費城的莫内爾化學感官中心，他認為人們呼吸的氣體和環境氣體很難分離，因為它們幾乎融為一體，化學成分也差不多。“在科學家們探明人類呼吸中與疾病相關的標誌性化學物質的起源與生化路徑之前，呼吸分析診斷很難得到可靠的結果。”帕拉迪說。
來自霍普金斯大學醫學院的李斯比教授指出，呼吸分析診斷的基礎首先應該是收集大量健康人群的呼吸樣本，同時將性別、年齡、習慣和地域等因素考慮在內，甚至要具體到樣本物件8小時內飲食、是否使用漱口水等影響因素。最後，李斯比總結說，呼吸分析診斷的原理起源于伊格納羅博士發現一氧化氮可作為心血管系統的一種信號分子，但呼吸分析診斷現在還處於“嬰兒期”。
在胃癌等疾病的檢測中，Na-Nose的效率甚至比傳統檢測方法更高。而且，呼吸分析檢測不需要入侵人體，相信會受到患者的歡迎。”海克說。“呼吸分析診斷”興起
在非洲馬拉威，來自美國華盛頓大學的約翰博士也在用類似的呼吸分析技術來診斷瘧疾。瘧疾在馬拉威等熱帶地區流行，患者多為兒童。約翰和她的團隊從患病兒童的呼吸中鑒定出6種氣味化合物，據此對其他兒童進行診斷，並根據實驗結果得出“在呼氣中含有全部六種化合物的孩子中，大約有83%的孩子很可能患病”的結論。
約翰聲稱，這種呼吸分析方法83%的準確率已和傳統血液測試90%-95%的準確率很接近，而好處是非入侵性，更加便捷和成本更低。目前這種方法的測試只在孩子身上進行了實驗，約翰希望在成年人身上能夠重現這一診斷結果。
“通過呼吸來判斷疾病並不是什麼新鮮事，古希臘名醫希波克拉底就教學生通過病人的呼吸氣味，尋找疾病的線索。”美國印第安那波利“斯理查L.和羅德布希醫學中心”副教授阿格瓦爾博士說。阿格瓦爾本人也在進行多個氣味與特定疾病關聯性的研究，這些疾病包括低血糖、前列腺癌和乳腺癌。“呼吸中包含的氣味和揮發性有機化合物能幫助辨別疾病，因此，狗能嗅出低血糖和癲癇，果蠅能嗅出癌症，非洲的大型老鼠能嗅出肺結核。”阿格瓦爾說，“海克教授的研究領先於我們的團隊。”
阿格瓦爾指出，呼吸分析診斷最大的優勢是非入侵性，無需入侵人體而能探測出人體健康的變化。“比如，前列腺癌的潛伏期很長，前列腺穿刺檢測是一個痛苦的，令人望而卻步的過程，而呼吸分析診斷就便捷很多。”
“呼吸分析診斷”尚不成熟
當然，並不是所有專家都看好呼吸分析診斷，特別是在現階段。
帕拉迪博士來自美國費城的莫内爾化學感官中心，他認為人們呼吸的氣體和環境氣體很難分離，因為它們幾乎融為一體，化學成分也差不多。“在科學家們探明人類呼吸中與疾病相關的標誌性化學物質的起源與生化路徑之前，呼吸分析診斷很難得到可靠的結果。”帕拉迪說。
來自霍普金斯大學醫學院的李斯比教授指出，呼吸分析診斷的基礎首先應該是收集大量健康人群的呼吸樣本，同時將性別、年齡、習慣和地域等因素考慮在內，甚至要具體到樣本物件8小時內飲食、是否使用漱口水等影響因素。最後，李斯比總結說，呼吸分析診斷的原理起源于伊格納羅博士發現一氧化氮可作為心血管系統的一種信號分子，但呼吸分析診斷現在還處於“嬰兒期”。