伊恩·勒·吉洛发现,通过气味进行诊断没什么可闻的

当Perdita Barran第一次接到一个自称能闻到帕金森病的女人的电话时,她起初很不屑:“我说,‘嗯,她可能只是闻到了老人的味道。’”

巴兰是英国曼彻斯特大学的质谱教授,对帕金森病的脑子中发现的那些有错误的蛋白质感兴趣。然而,巴伦的合作者在英国爱丁堡大学的Tilo Kunath遇到了这个女人,一个叫做Joy Milne的退休护士,并认为它可能有一些东西。

他们决定考验米尔恩。他们给了她12件外观相同的T恤——6件是帕金森病患者穿的,6件不是。米尔恩嗅了嗅T恤衫,挑了七件她能认出帕金森病气味的地方。研究人员震惊地意识到,她已经正确地识别了所有6例帕金森病患者,只有一例来自对照组的假阳性。

“好吧,他们认为我会错误地确定它,但我知道我没有,”Milne说。“我甚至站在那间房间里说”哦,我们会看到。“

三个月后,事实证明米尔恩是对的。穿这件t恤作为对照组的人后来被诊断患有帕金森症。从那时起,她就和Barran一起研究产生这种气味的化学物质。Barran说,她已经被淹没在公众的故事中,他们也注意到帕金森患者的气味变化:“这引起了很多人的共鸣——他们本能地认为气味确实是一种诊断。”

古香

“比利时大学安特卫普大学呼吸系统教授Jan Van Meerbeek表示,有许多味道肯定与疾病有关。

自古以来,医生注意到尿液和糖尿病患者呼吸的甜味。肝脏或肾脏的失败也分别改变了鱼类和尿液状气味的呼吸。这些气味来自体内通常的生化过程中的变化,产生称为分散到空气中的挥发性有机化合物(VOC)的各种代谢物。

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哮喘的一氧化氮测试是少数可用的诊断呼吸测试之一

尽管饮酒器用于饮酒的测试简单足够简单,但是路边使用足以用于检测挥发性分子的味道测试很少用于健康。少数个例子之一是对呼吸有一氧化氮的测试。高水平可以表示过度活跃的嗜酸性粒细胞,一种白细胞,反映哮喘潜伏。

范米尔贝克说,区分某些类型的哮喘和感染性咳嗽并不总是容易的。

虽然血液测试和成像扫描已成为现代医学的主体,但我们释放到我们周围的空气中的化合物在很大程度上被忽视了。也许这是由于我们的嗅觉普遍无视,看起来几乎是一种差不多的遗迹,这是对这么多其他动物的耻辱。在男人的下降例如,查尔斯达尔文写道“嗅觉是极轻微的服务,如果有的话。然而,传感器的改进引发了对该地区的重新兴趣。

van Meerbeeck实验室的博士后研究员凯文·拉莫特(Kevin Lamote)说,技术的进步使进一步研究呼出气体变得有趣,因为呼出气体能够更好地检测低浓度的化合物。我想这是过去十年呼出气体蓬勃发展的原因之一

气味库

“我出生了,”Milne说。“所以我在这一生中生活了,当我年轻的时候,我会发现人们就像我一样闻到。”

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乔伊·米尔恩能嗅出病人衣服上的帕金森病

米尔恩的祖母和两个姐妹都有敏锐的嗅觉,但她们没有像米尔恩那样经常接触疾病的经验。作为一名护士,米尔恩建立了她所谓的“嗅觉库”,能够识别从卵巢癌(“它的气味很难闻”)到肺结核等各种疾病。

对她来说,这不是她可以关闭的能力。即使站在超市队列中,Milne也可以拿起来自她面前的人的糖尿病的签名味道。“通常,你可以从他们购买他们是否知道他们有糖尿病的东西看!'她说。

当Milne首先注意到她丈夫Les的麝香味,她只是告诉他,他需要更频繁地洗。然而,嗅觉不会消失,随着时间的推移,她学会了忍受它。

12年后,Les患有44岁的帕金森病患有帕金森氏病。米尔恩突然将米尔恩突然致电,米尔恩突然致力于巴伦实验室的联系。“大震撼走进那个房间并思考”善良,没有帕金森的人不要闻到;那些帕金森的人与les相同。“

失呼

T恤测试的一个有趣的发现是气味不会来自腋窝,你可能认为气味是最强的。相反,Milne正挑选到背面的嗅觉。

帕金森病患者会产生过多的皮脂,皮脂是皮肤分泌的一种油性物质。这可能导致皮肤问题,如皮炎和头皮屑。它也会在背部顶部产生高浓度的气味,米尔恩在那里检测到了这种气味。

“皮脂是一个非常有趣,并且非常易于探索的生物流体,这很容易获得,似乎在捕获食量化合物时非常擅长,”巴兰说。

感谢Milne,巴兰有孤立的类化合物,负责意味着帕金森的气味。“事实证明,我们看到从帕金森的人们的皮脂中看到了对脂质的脂质的失调,”巴兰说。“我认为我们揭示的一些途径可能会导致新的疗法。

帕金森的迫切需要治疗方法。作为一种神经变性疾病,向外症状是由脑细胞死亡引起的 - 细胞,一旦不复存在,不能恢复。目前的治疗可以帮助暂时掩盖症状,但仍然无法阻止大脑中的破坏。

目前,只有姑息治疗。没有什么能让体内的东西变得更好。破坏仍在继续,但姑息治疗药物的副作用是可怕的。米尔恩说,如果他们能更早地诊断出这种疾病,看看挥发性有机化合物,看看所有这些分子的破坏并加以治疗,那么他们就是在治疗这种疾病。

嗅觉筛选

就像米尔恩在她丈夫被确诊十多年前就闻到了他的变化一样,他希望这些挥发性化合物能够更早地识别出疾病。许多人需要数年才能得到诊断,与此同时,无法解释的行为变化和肠道问题给他们和他们的家人带来了压力和困难。

“经历这些第一个症状和发展帕金森病之间的时间可能非常困难,”巴兰说。

目前,帕金森病的诊断是基于神经学家的检查。没有一项测试能得出确切的诊断。Barran和她的同事们现在正在测试他们的帕金森综合症VOCs特征,他们从被推荐给神经科医生的可能患有帕金森症的人身上提取棉签,然后将结果与诊断结果进行比较。

对于帕金森的,暴露和疾病之间的间隔为30年甚至更多

如果成功的话,她希望这能成为诊断途径的一部分,为帕金森氏症提供一种分析测试。这将增加筛查计划的可能性,Barran将为所有60岁以上的人提供测试描述为她的雄心壮志。

除了帕金森之外,VOC可以用于一系列疾病,以快速筛选人们高风险。其中一群人是暴露于石棉的工人,现在面临着间皮瘤的风险增加。

范·米尔贝克说,接触病毒和患病之间的间隔是30年甚至更长。他解释说,尽管许多国家现在都禁止使用石棉,“我们可能预计,职业石棉接触的影响可能还会持续10至15年,至少在西方国家是这样。”该病大多在晚期诊断,无法治愈。因此,通过将诊断时间提前到早期阶段,你或许可以为这些患者提供根治性治疗,这可能是治愈的

Van Meerbeeck表示,使用VOCS开发的呼气测试通常具有高的负面预测值,这意味着它们擅长统治人们的疾病。这意味着,而不是依赖于诊断,这些测试将形成临床途径的一部分,以选择高危人员进行进一步测试。另一个优点是呼气测试可以在几分钟内提供结果,而等待血液试验导致初级保健结果。

人们对该领域越来越感兴趣,不仅是因为技术的进步,还因为人们对该疾病有了更好的了解。对癌症中被破坏的代谢途径的研究表明,理论上设计呼吸测试是可能的。

“通过进行途径分析,人们开始认识到,由于疾病导致的变化,其中一些是挥发性的,其中一些代谢物是挥发性的。

代谢副产物

挥发性化合物检测可能在医学上产生广泛影响,因为代谢失调是许多疾病的标志英国的剑桥大学研究糖尿病医学的Mark Evans解释说,胰岛素控制着各种各样的事情。它控制电解质平衡;它控制蛋白质和脂肪的代谢

没有胰岛素来抑制脂肪代谢,身体产生大量的酮作为副产物,留下呼吸致丙酮的气味。这可能是监测糖尿病的某人健康但对监测血糖水平不太有用的好方法。

这些设备已经发展了很长一段路,它们的性能更好

在患有糖尿病患者的呼吸分析时,埃文斯发现当血糖水平下降时,称为异戊二烯的化合物浓度增加。

“这是胆固醇代谢的副产品;人们只能说这么多。它似乎是作为该途径的副产品产生的,”埃文斯说。“与我交谈过的许多血脂专家都无法确切告诉我为什么会这样。”

埃文斯说,虽然异戊二烯可以是呼吸传感器的呼吸传感器易于监测呼吸传感器,但是在现有技术提供了优势。‘If you compare this side by side with the current generation of medical devices, which are minimally invasive devices that sit just under the skin and measure interstitial glucose in real-time, those devices have come on such a long way that they perform better,’ he explains.

我们现在有了实时测量的设备,可以将警报传送到智能手表和手机,并与父母和亲人共享。埃文斯说,他们有算法可以从旅行方向预测血糖何时下降,从而在下降的过程中给人们一点提示。

检测和诊断

虽然异戊二烯和一氧化氮可能是良好的挥发性标志物,用于监测糖尿病和哮喘,Lamote表示我们不能期望为每种疾病找到一种化合物。“这将是生物标记面板,可以确保我们可以从健康控制中区分疾病,”他说。

到目前为止,Lamote和van Meerbeeck已经确定了一组与间皮瘤病例有关的化合物。他们现在正计划在临床测试其诊断作用之前,在一组新的人群中验证该小组。

拉莫特说:“在一项对数千名患者进行的多中心研究中,呼出的气体中几乎有无限数量的代谢物,你必须找出与疾病有关的代谢物。”。

如果你想把它带到诊所,我们必须了解这些化合物

比利时研究小组使用不同的技术采集呼吸样本。离子迁移质谱法允许患者直接对着机器呼吸,10分钟内就能得出结果。然而,这项技术在识别特定分子方面不太准确。相比之下,气相色谱-质谱联用法在化学鉴定方面提供了更多的确定性,但必须从病人身上收集样本并送去分析。手持传感器使用简单,但需要更多的工作,以确保它们能够准确可靠地检测化合物。

“如果你想把它带到诊所,我们必须知道化合物,以便制作可以允许检测到感兴趣的化合物的特定手持式传感器,”胶片表示。

巴兰和她的团队使用带气味口的质谱仪。当化合物分离出气相色谱柱时,一部分进入探测器,有些部分进入Milne。

“技术存在;巴兰说:“它主要用于香水行业,人们想要使用天然产品,并确定哪些成分的气味可以混合到香水中。”“我想我们所做的不同之处在于将这个概念应用到健康挑战中。”

鼻子上有

在香水或威士忌行业,专业臭味或“鼻子”,发挥至关重要的作用。然而,生物鼻子有限。Milne在5-10个样品后得到饱和,在一天内必须三次改变衬衫,以消除嗅觉的积聚。

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资料来源:©Ricardo Dearatanha / Los Angeles Times / Getty Images

在使用高度训练的人类嗅探器的同时,适用于精细的口味和香味,它对疾病诊断不那么可扩展

Barran说:“它不能用于临床分析。”“我认为质谱分析在经济上是可行的,也是最好的方法。格兰菲迪(Glenfiddich)或香奈儿(Chanel)的香水可以用鼻子闻,因为对它们来说气味的价值太大了。”

从听诊器到核磁共振扫描仪,新的医疗技术增强了医生的感官,提高了诊断水平。也许如果我们中有更多的人拥有米尔恩的嗅觉,我们就已经有了嗅觉诊断机器——或者我们甚至都不需要它们了。一旦像Barran或van Meerbeeck这样的团队证明了“气味”测试的临床益处,不难想象,更多疾病的版本将很快出现。至少,如果米尔恩的嗅觉库有任何依据的话。

Milne的能力在世界各地带来了她在加利福尼亚州嗅癌到坦桑尼亚结核病。然而,她最喜欢的会议在国际香水会议上与其他“鼻子”在一起:“听到他们如何完善他们的学习是如此有趣,他们称之为完善的鼻子。你看,我有40多年的护理来完善它。

Ian Le Guillou是法国巴黎的一位科学作家