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(yī)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(yī)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(zhàn)期間，士兵被產氣莢膜梭菌感染的傷口通常會發(fā)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(yī)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(tǒng)、新陳代謝等都會發(fā)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?。┬枰鶕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(fā)了一款電子鼻，用以檢測和分析揮發(fā)性有機化合物，希望能在足夠早的階段發(fā)現疾病，使人體能及時戰(zhàn)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(guī)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(fā)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(fā)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(zhàn)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(yī)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(fā)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(fā)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。