以色列理工大學(xué)化學(xué)工程系的霍薩姆·海克教授及其研究小組開(kāi)發(fā)出一種納米電子鼻，只需檢測(cè)患者呼出的氣體即可發(fā)現(xiàn)癌癥和腎衰竭等疾病，為這些疾病的早期防治開(kāi)辟了一條新途徑。

　　他們開(kāi)發(fā)的是一種利用呼氣微粒檢測(cè)癌癥的新型呼氣檢測(cè)技術(shù)，能對(duì)患者的健康狀況進(jìn)行即時(shí)診斷，其核心部分是一個(gè)嵌入了金納米顆粒的碳基感應(yīng)器，來(lái)檢測(cè)病人是否患上了肺癌。雖然呼氣微粒分析法對(duì)于癌癥診斷來(lái)說(shuō)并不是一個(gè)新工具，但此次發(fā)明的新方法首次實(shí)現(xiàn)了無(wú)需預(yù)先處理患者呼出的氣體即可檢測(cè)出癌癥。

　　當(dāng)患者對(duì)設(shè)備進(jìn)行呼氣時(shí)，呼氣中的顆粒就會(huì)積聚在碳層中，感應(yīng)器膨脹推動(dòng)金納米顆粒相互接近，因此改變了薄膜的阻抗。而每種顆粒均具有獨(dú)特的阻抗效應(yīng)，這可通過(guò)感應(yīng)器的電流變化來(lái)進(jìn)行測(cè)量。海克稱，用戶可在設(shè)備的顯示板上看到一個(gè)指數(shù)，該指數(shù)表明該人是否健康或罹患癌癥。

　　將新感應(yīng)器插入一個(gè)呼吸測(cè)試設(shè)備后，研究人員就可進(jìn)行一系列的測(cè)試以達(dá)到校準(zhǔn)的目的。研究團(tuán)隊(duì)招募了96名志愿者，其中40名是健康人群，另外56名是肺癌患者。研究人員使用這些志愿者的呼氣樣本，通過(guò)感應(yīng)器識(shí)別出哪些生物標(biāo)記可集中作為肺癌的準(zhǔn)確跡象。經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后和再測(cè)試后，研究人員發(fā)現(xiàn)該設(shè)備即可可靠地區(qū)分出健康人員和癌癥患者的呼氣。目前，研究人員已開(kāi)始在處于疾病不同階段的人群中展開(kāi)大規(guī)模測(cè)試，并準(zhǔn)備在兩三年內(nèi)開(kāi)展臨床試驗(yàn)。

　　初步試驗(yàn)表明，金納米感應(yīng)器不僅能檢測(cè)出癌癥的不同階段，還能檢測(cè)其他諸如肝功能衰竭等疾病。研究人員還使用這種電子鼻對(duì)培養(yǎng)皿中生長(zhǎng)的克隆細(xì)胞進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果表明感應(yīng)器能嗅探出呼氣中已知的化合物，但無(wú)法檢出其他與肺癌相關(guān)的揮發(fā)性有機(jī)物，這也意味著人體內(nèi)通過(guò)代謝制造出了更多的揮發(fā)性有機(jī)物。海克等人正在努力探尋這些揮發(fā)性有機(jī)物，希望藉此能夠獲得對(duì)肺癌的更多新認(rèn)識(shí)以找到治療方法。

　　研究顯示，當(dāng)惡性腫瘤在體內(nèi)形成并發(fā)育時(shí)，其細(xì)胞在血液和尿液中會(huì)產(chǎn)生某種化學(xué)標(biāo)記，這些化學(xué)物質(zhì)隨血液進(jìn)入肺部，然后通過(guò)呼吸排出體外。這種以金納米粒子作為基本探測(cè)單元的電子鼻，可“嗅出”與肺癌和慢性腎衰竭有關(guān)的化學(xué)標(biāo)記分子而發(fā)現(xiàn)疾病。

　　實(shí)驗(yàn)中，海克教授及其研究小組對(duì)實(shí)驗(yàn)鼠進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)鼠呼出的27種揮發(fā)性有機(jī)物中，有5種物質(zhì)可以作為檢驗(yàn)?zāi)I病的化學(xué)標(biāo)記。

　　海克及其團(tuán)隊(duì)目前還在更多的志愿者身上開(kāi)展測(cè)試，以考慮諸如飲食、酒精和基因等其他因素的影響。由于該項(xiàng)醫(yī)療創(chuàng)新在便捷性上的突破，研究人員聲稱，全面的臨床試驗(yàn)也許沒(méi)有必要等到醫(yī)院萬(wàn)事俱備的時(shí)候。另外，他們還將使用可模擬癌細(xì)胞及健康呼氣的“人工混合物”顆粒來(lái)檢驗(yàn)該設(shè)備的精確度。他們下一步的研究重點(diǎn)是如何利用電子鼻區(qū)別不同類型的腎病及病變所處的不同階段，同時(shí)進(jìn)一步縮小探測(cè)裝置的尺寸，最終使其做得像手機(jī)一樣大小，為醫(yī)務(wù)人員早期發(fā)現(xiàn)癌癥和腎病提供一種低成本、簡(jiǎn)便易行的檢測(cè)手段。

　　英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程師托尼·卡斯認(rèn)為，此項(xiàng)技術(shù)具有非常好的前景，但他對(duì)繞過(guò)臨床試驗(yàn)的想法持保留意見(jiàn)。他告誡說(shuō)，在現(xiàn)實(shí)生活中過(guò)于簡(jiǎn)單的癌癥診斷蘊(yùn)含著極大的危險(xiǎn)。使用感應(yīng)器陣列和化學(xué)計(jì)量等這些方法的特性本身就需要在真實(shí)病患的樣本上進(jìn)行復(fù)雜的評(píng)估。不過(guò)，該設(shè)備對(duì)于早期監(jiān)測(cè)患者對(duì)治療的反應(yīng)上可得到應(yīng)用，亦可用于排除在早期階段與肺癌癥狀相似的其他疾病，如慢性阻塞性肺炎。

　　據(jù)世界衛(wèi)生組織調(diào)查，肺癌每年可導(dǎo)致130萬(wàn)人死亡，超過(guò)所有癌癥相關(guān)死亡人數(shù)的1/4。在美國(guó)，有2600萬(wàn)成年人患慢性腎衰竭，另有數(shù)百萬(wàn)人因這種病的發(fā)病率上升而面臨很大威脅。目前，檢驗(yàn)?zāi)I病的方法以侵入式為主，且準(zhǔn)確率較低；腎切片檢查雖更加可靠，但容易造成感染和出血。使用這種新型電子鼻進(jìn)行檢測(cè)，不僅快捷方便，還可減輕患者的痛苦。通過(guò)在“揮發(fā)性有機(jī)化合物”和各種類型的肺癌之間建立關(guān)聯(lián)，呼氣檢測(cè)法是一種經(jīng)確認(rèn)的、非侵入性方法。目前，此方法的缺陷是其需要使用諸如質(zhì)譜儀和紅外光譜等技術(shù)來(lái)搜集和分析樣本。(馮衛(wèi)東 鄭曉春)