疾病也能嗅出来

林正

我们时常会对一个嗅觉灵敏的人开玩笑说“你的鼻子简直跟狗鼻子一样灵”。的确，狗的嗅觉一直为人所称道，能识别多种气味的它们一直是警察判案的好帮手。无论是分辨食物的味道，还是找寻回家的路，它们从来不会让人失望，有时它们甚至能嗅出疾病的味道。如果能够将狗灵敏的鼻子应用于医学诊断上，仅凭气味就诊出疾病，是不是会更加高效？

疾病也有味道

其实通过嗅觉检测疾病的想法并不新鲜。在古希腊，医生每天都会闻皇室婴儿的排泄物和尿液，以评估他们的健康状况。在两次世界大战期間，士兵被产气荚膜梭菌感染的伤口通常会发展成坏疽，这是不容忽视的问题。当时，还没有其他方法来检测这种细菌，医生们只好自学如何根据气味来识别。

为什么疾病能嗅出来？因为生病的时候，人体的免疫系统、新陈代谢等都会发生变化，可能会产生一些特定的产物，导致我们的呼吸、汗液或者尿液有异味。比如糖尿病患者呼吸有丙酮味（即平常所说的烂苹果味）。由于机体无法产生足够的胰岛素分解血糖，因此脂肪会作为代替燃料供给能量。而大量脂肪在肝脏里氧化会产生丙酮等酮体，致使呼出的气息中带有丙酮味。

在爱丁堡大学进行的一项实验证明了我们有惊人的嗅觉能力。在实验中，退休护士乔伊·米尔恩（其丈夫曾患有帕金森病）需要根据T恤的气味来判断主人是否患有帕金森病。结果，她只“误判”了一件T恤。但令人震惊的是，几个月之后，穿过她所“误判”T恤的人也被确诊为帕金森病。这个实验再次强调了嗅觉作为诊断工具的巨大潜力，不过如果要将嗅觉用作真正的诊断工具，科学家必须准确地找出各种疾病的特定气味分子。

电子鼻嗅疾病

目前，以色列的科学家就研发了一款电子鼻，用以检测和分析挥发性有机化合物，希望能在足够早的阶段发现疾病，使人体能及时战胜这种疾病。只要通过简单的呼吸测试就能诊断出疾病，目前已经能诊断包括乳腺癌在内的17种疾病，成功率高达86%。

纳米电子鼻的核心部分是嵌入了纳米颗粒的碳基感应器，当患者对着设备进行呼气时，呼气中的颗粒就会积聚在碳层中，感应器膨胀推动纳米颗粒相互接近，因此改变了薄膜的阻抗。而每种颗粒都具有独特的阻抗效应，这可通过感应器的电流变化来进行测量。通过将电信号与疾病的“气味数据库”进行比较分析，计算机便能作出判断，表明身体状况。目前，研究人员已经开始在不同阶段的人群中展开大规模测试，争取早日开展临床试验。

其实利用仿生嗅觉研制“电子鼻”并不是一个新概念，早在20世纪80年代就有人提出利用各类传感器阵列配合适当的模式识别功能，去识别简单或复杂的气味，但是当时的设备并不能提供可靠的诊断。如今，随着技术的不断发展，电子鼻的研制正在世界各地兴起，为可怕的“杀手”提供快速简单的诊断。2011年，盖茨基金会宣布资助在印度开发一种电池驱动的电子鼻，作为肺结核的呼吸分析仪。

不过，电子鼻目前面临的最大挑战在于一种气味可能会和几种疾病有关，如果某种气味并不是特定疾病的独家档案的话，那么其准确性会大大降低。比如丙酮味也可能是其他疾病的征兆。因此，科学家们需要进行足够多的样本测试，不断找出特定疾病的“印记”。在今天，大多数医学诊断都是根据从病人体内提取的体液或组织样本进行分析判断的，这种方法对于病人而言价格昂贵且具有诸多不便。如果我们身体散发的气味能够被捕捉和分析，我们身体的问题就能够被更早、更快速地发现。也许在未来，对着手机呼气便能了解我们身体的健康状况。