食管癌是一種常見(jiàn)的惡性腫瘤，在全球范圍內的發(fā)病率和死亡率分別排在惡性腫瘤的第8和第6位，在我國年發(fā)病人數預計47萬(wàn)、死亡人數約37萬(wàn)。開(kāi)發(fā)快速、無(wú)創(chuàng )性的食道癌篩查方法是當前相當大的需求。

　　近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院醫學(xué)物理與技術(shù)中心研究部光譜質(zhì)譜研究室的研究人員在JournalofGastroenterologyandHepatology（《腸胃病學(xué)與肝病期刊》）上展示了一款自主研發(fā)的實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測呼氣質(zhì)譜儀。利用該儀器，被檢者只需長(cháng)呼一口氣，3分鐘內就能檢測出是否患有食管癌，其臨床試驗準確率達85%—90%。該研究推動(dòng)了食道癌快速無(wú)創(chuàng )篩查的前進(jìn)步伐，是我國在癌癥無(wú)創(chuàng )篩查領(lǐng)域的一個(gè)新突破。

　　PTR-MS：食道癌無(wú)創(chuàng )篩查的新突破口

　　研究人員利用自主研發(fā)的質(zhì)子轉移反應質(zhì)譜儀（PTR-MS）測量了29名食管癌患者和57名健康人士呼出的氣息，并利用Mann-WhitneyU檢驗和逐步判別分析（stepwisediscriminantanalysis）來(lái)確定呼吸質(zhì)譜數據中的離子，從而從健康人群中區分癌癥患者。此外，該研究還進(jìn)行了受試者工作特征（receiveroperatorcharacteristic，ROC）分析。

　　研究人員發(fā)現7種呼吸質(zhì)譜離子能區分健康人士和食管癌患者，敏感性和特異性分別為86.2%和89.5%。這7種呼吸質(zhì)譜離子分別是m/z136、m/z34、m/z63、m/z27、m/z95、m/z107和m/z45。與健康人相比，食管癌患者呼氣質(zhì)譜分析中有5種質(zhì)譜離子的中位強度降低，剩余2個(gè)質(zhì)譜離子的中位強度增加。ROC曲線(xiàn)下面積為0.943。

　　食管癌患者/健康志愿者呼氣質(zhì)譜圖

　　研究人員最后得出以下結論：利用質(zhì)子轉移反應質(zhì)譜儀（PTR-MS）檢測呼出氣體中揮發(fā)性有機化合物（VOCs）的離子特征，可以區分健康人士和食管癌患者。然而，研究人員認為需要更多的患者呼氣試驗來(lái)證實(shí)，但質(zhì)子轉移反應質(zhì)譜儀（PTR-MS）有望成為一種具有前景的食管癌篩查手段。

　　新技術(shù)避免了以往方法存在的缺陷

　　目前食管癌臨床檢查主要依靠X射線(xiàn)鋇餐、CT掃描、內窺鏡/活檢、細胞學(xué)檢查等方法，這些常規檢查需要射線(xiàn)/器械侵入或者有創(chuàng )，不適合體檢或高危人群篩查。為了食管癌能早發(fā)現，讓患者得到早治療，提高治愈率、降低死亡率，發(fā)展食管癌篩查新技術(shù)方法尤為重要。

　　以往的呼氣檢測研究大多數沿用采樣袋呼氣取樣與色譜質(zhì)譜離線(xiàn)分析方法，該方法潛在問(wèn)題是：采樣袋易引起呼氣成份污染、甚至丟失，色譜質(zhì)譜分析需要約2個(gè)小時(shí)。因為質(zhì)控困難、過(guò)程繁瑣以及分析速度慢，這種方法難以滿(mǎn)足篩查對快速檢測的要求。

　　中科院自主研制的實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測呼氣質(zhì)譜儀，只需7秒鐘就能完成對一名受試人員呼氣的直接測量，不需要采樣袋取樣以及濃縮等前處理過(guò)程，且儀器連續運行1個(gè)月離子信號強度波動(dòng)僅為1.1%。

　　癌癥無(wú)創(chuàng )篩查之呼氣檢測法

　　2013年4月，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院在PLoSONE上表明，每個(gè)人在呼吸時(shí)呼出的化合物和人類(lèi)的指紋一樣獨一無(wú)二，醫生甚至可以根據這些化合物來(lái)診斷疾病（如癌癥）。呼氣檢測因為安全無(wú)創(chuàng )、簡(jiǎn)單便捷、接受度高等特點(diǎn)，一直是疾病診斷領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

　　去年，劍橋大學(xué)的一家分支公司“歐爾斯通”開(kāi)發(fā)了一臺“肺癌顯示檢測器”，用于檢查呼氣中的化學(xué)物質(zhì)，從而顯示患者是否可能患有肺癌。包括來(lái)自利物浦大學(xué)一個(gè)小組的研究人員發(fā)現，細胞發(fā)出的氣體有輕微的基因變異，他們認為利用呼氣來(lái)診斷肺癌在理論上是可行的。

　　早在2010年，發(fā)表在英國《癌癥》雜志上的一項研究中，以色列科學(xué)家就研發(fā)出了只要通過(guò)簡(jiǎn)單的呼吸測試，就可以查出罹患了肺、乳腺、腸和前列腺癌的病人的“電子鼻”。

　　這兩年，英國劍橋大學(xué)的研究實(shí)驗室也開(kāi)發(fā)了一種“電子鼻”傳感器。該傳感器和美元的一角硬幣（直徑約1.8厘米）差不多大小，工作原理是制作出空氣中化學(xué)物質(zhì)的光譜，隨后識別出每種化學(xué)物質(zhì)的特殊構造。如果該傳感器已經(jīng)被設置，并校準到一個(gè)特定的水平，它就會(huì )拉響警報。