嗅出癌症:以色列教授发现可以在呼吸中检测癌症和帕金森等疾病
2017/01/19

假如检测癌症和呼吸一样容易,那会怎么样?根据最近的研究结果,确实一样容易。
一个由五个国家的56名研究人员组成的国际研究小组已经证实,不同疾病的不同的“化学特征”可以在呼吸样本中识别到。由以色列理工学院Hossam Haick教授所领导团队的研究结果已经发表在ACS Nano。

虽然基于呼吸样本的诊断技术在过去已被证明,但到现在为止,还没有科学证明,不同的、不相关的疾病可以从独特的呼吸化学特征中表现出来。此外,迄今开发的这种类型的诊断技术已被限制于检测少量的疾病。

17种疾病,13种共同的化学成分
针对1400多名患者的研究包括17种不同的和不相关的疾病:肺癌、结直肠癌、头颈癌、卵巢癌、膀胱癌、前列腺癌、肾癌、胃癌、 克隆氏症、溃疡性结肠炎、肠道易激综合征、帕金森氏病(两种类型),多发性硬化症,肺动脉高血压、子痫前期和慢性肾脏疾病。
样品从5个国家九个医疗中心的14个部门中采集,时间从2011年1月至2014年6月,这些国家包括以色列、法国、美国、拉脱维亚和中国。
研究人员用一种公认的分析方法(质谱)对呼吸样本的化学成分进行了测试.。他们发现所有17种疾病都含有相同的13种化学成分,尽管组合不同。

“一个独特的指纹”
“这些疾病里的每一种都有一个独特的指纹特征,意味着这13种化学成分的组合不同,”Haick教授在一份声明中说。正如我们每个人都有一个独特的指纹因此我们区别于其他人,每一种疾病也有一个化学签名,以此区别于其他疾病和正常的健康状况。这些气味特征使得我们能用我们开发出的技术来辨别疾病。”

使用Haick教授开发的一种被称为“人工智能纳米阵列”的新科技,基于“闻”病人的呼吸,并使用人工智能来分析从传感器获得的数据,研究人员能够进行快速又廉价的诊断和疾病分类。一些传感器基于黄金纳米颗粒层,而其他的则基于一个随机的碳纳米管网络,外面覆盖着用于传感和识别的有机层。

起初,Haick的团队想知道性别、年龄、吸烟习惯和地理位置等因素是否会影响技术,最后发现它不影响诊断的可靠性。
“我们的系统检测和分类各种疾病的平均准确性为86%。,”Haick教授和他以前的博士生Morad Nakhleh博士在一份声明中解释。
他们补充说:“这是一个新的和有前途的疾病的诊断和分类的方向,这不仅具有相当的精确度,同时也低成本、低电耗、小型、舒适和容易重复检测。”

SNIFFPHONE的创造者
Haick已经因为SNIFFPHONE而被大众认识,其开发的设备可以通过呼吸检测疾病,和酒精测试很相似。SNIFFPHONE可以使用纳米技术传感器来分析呼吸中的粒子并能准确描述疾病,比如某些癌症、肺部疾病甚至早期的神经退行性疾病。

最有成就的教授
除了是以色列理工学院的教授和欧洲三大联盟的领导,Haick教授获得了许多奖项和津贴,包括居里夫人卓越奖、欧洲研究委员会津贴,比尔和梅林达•盖茨基金会津贴,Hershel Rich以色列理工学院创新奖以及洪堡特高级研究奖(德国)。一些重要的名单上已经有Haick教授的名字,包括由麻省理工学院技术评论发布的世界35个主要的年轻科学家名单,信托100名单(伦敦)(包括世界上100个最有影响力的发明家和数字化发展,以及洛杉矶的好杂志(列出了世界上最有影响力的100人名单)。Haick教授还获得了以色列理工学院的最高教学奖-柳井正学术卓越奖。

呼吸:“一种优秀的诊断材料”
Haick教授的小组并不是第一次使用病人的呼吸检测疾病。早在公元前400年,在现代医学发明前,希腊医生Hippocrates发现一些疾病可以通过呼吸检测到。
“呼吸是可用于诊断的一种优秀的原材料,”Haick教授在一份声明中说。“不需要侵入性和不愉快的程序就可以使用,并且不危险的,如果有必要,你可以反复取样。”

Editor:Ying, Guangzhou office