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美国发明“电子鼻”诊断开药只需几秒钟
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质谱仪“电子鼻”可快速嗅出超级细菌
09:28:25 点击 377 次
英国莱斯特大学的研究小组研制出一款能够通过嗅探方式快速检测艰难梭菌的“电子鼻”：通过质谱仪来识别艰难梭菌独特的“气味”，从而快速诊断出患者是否感染艰难梭菌。
　　科技日报讯 抗生素的广泛应用，是现代医学进步的重要标志之一。但抗生素的滥用也催生了一系列“超级细菌”，它们因异常强大的耐药性而著称，常常令医务工作者们束手无策。然而最近传来了好消息，一种通过电子鼻嗅辨难于检测的超级细菌――艰难梭菌的技术已经出现。
　　据物理学家组织网近日报道，英国莱斯特大学的研究小组研制出一款能够通过嗅探方式快速检测艰难梭菌的“电子鼻”：通过质谱仪来识别艰难梭菌独特的“气味”，从而快速诊断出患者是否感染艰难梭菌。更重要的是，该团队声称，未来医务工作者们可以通过气味轻易地辨别不同种类的菌株。该项研究成果发表在《代谢组学》杂志网站上。
　　艰难梭菌又称难辨棱状芽孢杆菌，因难于分离观测而得名，通常寄生在人的肠道内，具有强传染性和抗药性，发病后通常会导致腹泻、发热以及胃痉挛。在不当服用某些抗生素后容易大量繁殖，难以治疗，因此也有超级细菌之称。
　　莱斯特大学化学部的保尔?芒克斯教授表示，快速检测并鉴别艰难梭菌是医疗工作者们最迫切需要的技术之一，这项技术将有助于尽快发现感染者，使医护者们能够尽快采取针对性措施，抑制病情的进一步发展。
　　鉴于艰难梭菌的特殊性，错过最佳治疗时机后，不当治疗和盲目使用抗生素，将会导致患者的高病发率和死亡率，同时造成医疗资源的大量浪费。
　　麻烦的是，不同菌株的艰难梭菌会在感染者身上产生不同的症状，并且可能需要针对性的不同疗法。而这项鉴别方法不仅能够检测出艰难梭菌的感染者，还能协助医务工作者采取针对性的有效治疗。
　　不同菌株的艰难梭菌都有着独一无二的“气味”。研究者称，基于大量的细菌样本的研究发现，不同品系的细菌在质谱仪下会显现出各不相同的“化学指纹”。现在，他们已经能够通过“电子鼻”鉴别挥发性有机物(VOCs)，从而快速“闻”出艰难梭菌，这项成果将会大大增强检测的速度和精确度，并可以协助进行不同菌株生长过程的研究。
　　芒克斯教授说，粪便样本检测是识别该类感染者的重要途径，在临床诊断中借助这项技术，可以利用粪便样本快速筛选出艰难梭菌的感染者。
　　来自莱斯特大学化学部的安迪?艾利斯教授说：“这项成果为我们带来了新希望。在掌握鉴别不同菌株艰难梭菌鉴别方法的基础上，未来可能会发展出基于少量样本进行快速甚至是瞬间检测的方法，从而推动艰难梭菌感染治疗技术的发展。”
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[来源：中国科技网-科技日报]
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3秒自动关闭窗口　　在宾夕法尼亚大学兽医工作犬中心，一只工作犬正在接受识别卵巢癌的训练。　　很快，医院可能通过嗅觉对疾病进行早期诊断。研究者发现，一种电子鼻检测乳腺癌的效果和乳房X光一样准确。事实上，很多疾病都会通过皮肤、呼吸、汗液散发特殊的气味。更多针对其他疾病的气味诊断装置即将出现。　　“我的话听上去很疯狂，但事实并非如此。”乔安妮在一个为癌症患者开办的网络论坛上写道。接着她讲述了自己的故事：她的丈夫在患上前列腺癌之后，她总是觉得能够闻到一种“类似腐败的气味”。经过手术治疗之后，气味又消失了。但是，2012年，乔安妮再次闻到那种令她印象深刻的腐败气味。不久之后，乔安妮自己被诊断患上肺癌。　　虽然，很多的癌症患者和他们的亲人朋友并未注意到古怪的气味，乔安妮的经历并不罕见。“有很多的人曾经写信给我，谈到相似的经历，”费城莫奈尔化学感应中心的乔治·普雷蒂说，还收集有很多护士、医生们找到的相关病例，但是它们大多只是无法证实的传闻。　　从古至今，医生们一直通过病人的呼吸、尿液、粪便和其他体液所散发的气味来帮助诊断。2011年发表的一篇文章总结了可能和数十种疾病相关的特殊气味。比如，黄热病的味道据说和肉店的味道类似，肝脏衰竭的气味类似生鱼的味道，伤寒症的气味类似刚烤好的黑面包的味道。　　近期的实验同样证实，当人生病后会散发糟糕的气味。　　瑞典斯德哥尔摩卡罗林斯卡学院的马特斯·奥尔森领导的研究小组给8位健康的志愿者穿上紧身棉质T恤，给一半的人注射安慰剂，给另一半人注射一种可让他们产生类似轻微感冒反应的药剂。一个月后，志愿者们又回到实验室，注射另一种上次没有注射的药剂。然后，所有的T恤被收回，腋下部位被剪成小块放入稀释弯嘴瓶。另一队志愿者在闻过T恤的气味后根据气味的强度、是否好闻、健康程度打分。奥尔森说，“结果显示，那些被注射了导致感冒症状药物的志愿者所穿着的T恤味道被认为最难闻。”　　这项实验的结果发表在《心理科学》杂志上。奥尔森承认，该实验的范围确实很小，但他相信，病人会释放化学“信号”，警告他人感染的危险，或者用这种方式告诉别人他们需要帮助。伦敦卫生学和热带医学院的瓦尔·科蒂斯同样认为糟糕的气味存在有其必然原因。“大脑的恶心反应机制经过千万年的进化，可帮助我们远离会让我们生病的东西。从这个角度说，世界上最危险的地方就是"他人"。”　　在马特斯·奥尔森看来，他的T恤实验的最大价值，是证明了人类可以在疾病初期闻到异味—根本不必等到病人病情恶化，闻起来像肉铺或生鱼的味道。　　电子鼻即将用于疾病检测　　对于癌症而言，早期诊断是关键，但是主要症状通常在病情恶化、进入中晚期后才会出现。乔治·普雷蒂以卵巢癌为例，这种癌症已经成为他的研究重点。“想象胡椒子和洋葱，当肿瘤只有胡椒子大小时就应该接受治疗，但事实上，大多数情况下，当肿瘤发展到洋葱大小时才会引起人们的注意。”　　他希望，卵巢癌的独特气味可帮助医生在肿瘤只有“胡椒子”大小时发现疾病。作为日常新陈代谢的一部分，人体会制造各种化合物，散发到空气中。普雷蒂说，肿瘤细胞的代谢机制和普通人体细胞不同，因此会散布不同的化合物，产生不同的气味。虽然这种异味对于大多数人的鼻子而言难以辨别，但经过训练的狗却能够识别多种癌症和糖尿病。　　普雷蒂正和宾夕法尼亚大学兽医工作犬中心合作。该中心正训练4只狗识别卵巢癌组织。他说，这些狗的精确度可达到90%。然而，这并不意味着训练结束后，它们会在医院的肿瘤科工作。这些工作犬将帮助普雷蒂识别卵巢癌的“标志性气味”。他说，“它们类似4条腿的生物测试工具。”　　一旦卵巢癌的标志气味或气味特征得以确定，普雷蒂的同事查理·约翰逊将根据它给“电子鼻”(又称“e-鼻”)的感应器编写识别程序。约翰逊的电子鼻用几百个碳纳米管模拟人类鼻子的气味受体，每根纳米管都连接DNA片段，这些DNA片段可将空气中混合的化学物质转化为电子信号。　　“通过一片只有指甲盖大小的芯片就可以复制狗鼻子的威力。”普雷蒂说，最终出现在医院肿瘤科的将是这种电子鼻而不是工作犬。电子鼻早已被应用到多个领域，比如在战场上检测有毒气体、检测啤酒的质量等等。现在，它们即将被用于疾病的检测。一种叫BreathLink的电子鼻将被用于乳腺癌的检查。　　这款装置由Menssana公司研发。首先，它会测定房间中环境气体的构成，然后病人对着一根管道连续呼气两分钟。她呼出的气体的化学构成将与环境气体进行对比，差异部分和美国一家数据库的乳腺癌气味样本进行对比。最新对BreathLink的测试显示，它的准确度可以和乳房X光检查媲美，但病人不用脱衣服，也不必接受X光辐射。而且，只需要10分钟就可获得检查结果，而不必等待两周。荷兰马斯特里赫特大学医学中心的罗伊·拉里桑格医生正在对这款装置进行测试，他说最终结果还需进一步试验，但它最快可在两年内投入使用。理论上，BreathLink还可被用于肺结核的检测。　　另一家公司Owlstone也计划在两年内推出另一款电子鼻。它将用于肠癌和其他消化系统疾病的诊断。　　电子鼻　　还可监控病情　　除了用于疾病诊断之外，电子鼻还可用于病情的监控。曼切斯特大学的克里希纳·佩尔绍德正在测试一款监控重度烧伤患者是否出现感染迹象的电子鼻—如果电子鼻闻到讨厌的气味，医生可以立刻进行救治，而如果将样本送给实验室化验需要两三天才能得到结果。　　电子鼻研究有一个终极目标：就是让简便易用的诊断装置进入家庭……甚至人们的口袋。随着移动电话变得越来越复杂，一些最新的型号可检测气温和湿度—对着手机呼吸，检查身体是否出现问题，已经不再是科学幻想。用于这类健康检查的芯片已经存在，Owlstone的比利·鲍耶尔说，接下来的问题是如何把它装进手机。（南方都市报）}