疾病居然可以被“闻”出来

什么味道？| Giphy

这些“气味”，究竟是什么？

实际上，你的身体所感觉到的，是一类被称为挥发性有机化合物（volatile organic compounds, VOCs）的物质。

所有的生物体都懂得释放特定的VOCs用于防御、交流、繁殖等种种目的；不过，也有一些VOCs是作为生物过程的一部分偶然释放的，包括与疾病相关的过程。这些释放的VOCs对于每个过程而言是唯一的，这意味着每种疾病都有特定的VOCs“特征”或“指纹”。

这些与疾病相关的VOCs往往释放得非常之早，甚至早于血液、X射线、组织样本或其他种种方法能够进行诊断的特征。许多疾病，尤其是癌症，越早被诊断，就越容易治疗。并且，由于VOCs诊断是通过“嗅探”进行，不需要任何侵入性手术，这意味着它无痛无创。因此，如果能够对不同疾病的VOCs指纹进行分类，并开发快速识别的设备，将可能会在医学诊断和疾病治疗的方面带来革命。这就是“挥发物组学”这一新兴概念背后的主要思想。

在过去几年中，大数据、机器学习、纳米传感器等等技术的发展促进了挥发物组学研究的爆炸式增长。 但是，“挥发物组学”想要从实验室走到临床，跨学科合作不可或缺。然而，涉及到化学、材料科学、临床医学和电气工程等等领域，不同的研究人员往往采用不同的方法甚至不同的术语。近日，多个领域的中国科学家在Nano Research杂志联合发表了一篇关于挥发物组学的综述文章，旨在成为跨学科合作的桥梁。

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 “这样的清单至关重要，因为化学家、材料科学家和电气工程师们需要知道他们设计诊断设备所依据的‘指纹’或‘生物标志物’是什么。”中国科学院多相复杂系统国家重点实验室研究员姚明水补充道，“现在他们可以从综述中查阅了。”

此外，该综述还评论了挥发物组学分析的技术现状，特别是用于VOCs检测的先进“电子鼻”（E-nose）和“光子鼻”（P-nose）装置。大多数电子鼻由相同类型但性能不同的气体传感器（同质气体传感器阵列或同质换能器阵列）构成。

“我们希望以综述为参考点，填补不同领域间的空白，克服技术发展障碍，特别是更好的VOCs吸收材料、选择性传感材料、先进的传感器结构和智能数据处理方法。”综述作者写道，“最终目标是未来能够将挥发物组学作为临床诊断的黄金标准。”

[1] Hu, W., Wu, W., Jian, Y. et al. Volatolomics in healthcare and its advanced detection technology. Nano Res. (2022). https://doi.org/10.1007/s12274-022-4459-3

[2]https://www.eurekalert.org/news-releases/957542

作者：竹子

编辑：靳小明

排版：尹宁流

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