Дыхательный тест: поиск по сетке болезней

Доктор Андреа Баннерт работает в с 2013 года. Доктор биологии и редактор медицины первоначально проводил исследования в области микробиологии и является экспертом команды по мелким вещам: бактериям, вирусам, молекулам и генам.Она также работает фрилансером в Bayerischer Rundfunk и различных научных журналах и пишет фантастические романы и детские рассказы.

Подробнее об экспертах Весь контент проверяется медицинскими журналистами.

Ваше дыхание - зеркало вашего здоровья: тысячи маркеров сообщают вам, что вы ели, курили ли вы или какие болезни скрываются в вас. Оптические носы могут помочь в очень раннем выявлении угрожающих заболеваний. Даже рак.

Легкое человека - огромный орган, его общая площадь составляет 100 квадратных метров. Это обеспечивает живой обмен между воздухом для дыхания и кровью. В легких насыщается кислородом не только кровь. В альвеолах воздух также насыщен всевозможными веществами из крови. Таким образом, выдыхаемый воздух становится характерным отпечатком человеческого метаболизма. В нем крутится более 3000 различных молекул.

Оптические шпионы

Гиппократ использовал свой нос в диагностических целях 2500 лет назад: запах аммиака был признаком печеночной или почечной недостаточности, и любой, кто чувствовал запах свежего хлеба изо рта, мог заразиться брюшным тифом. Сегодня оптические нюхающие носы берут верх. Они могут предоставить начальные признаки таких заболеваний, как астма, диабет, проблемы с печенью и почками, различные инфекционные заболевания или рак, например рак легких или груди. Причем раньше, чем предыдущие методы - и намного приятнее для пациента. Потому что все, что ему нужно сделать, это подуть в трубку. Как тест на алкоголь на улице.

Почему это работает? Для некоторых заболеваний в выдыхаемом воздухе есть специфический маркер: большое количество оксида азота указывает на астму, например, у больных раком груди дыхание обогащено пентаном, у больных раком легких - ацетальдегидом. «Часто, однако, это комбинации нескольких молекул, которые характерны для определенного заболевания», - объясняет профессор Борис Мизайкофф из Института аналитической и биоаналитической химии Ульмского университета в интервью Такие комбинации маркеров существуют для гораздо большего числа заболеваний, чем было известно ранее. Однако сначала их нужно было бы расшифровать по частям.

Отпечаток пальца дыхательного газа

Мизайкофф и его команда в настоящее время работают над методом измерения воздуха для дыхания, который является особенно чувствительным и может быть упакован небольшими размерами. «Такое измерительное устройство, которое можно было бы использовать в кабинете врача, было бы размером с ладонь». Предыдущие устройства были слишком громоздкими и слишком дорогими, поэтому они не подходят для повседневного использования.

В измерительной системе Mizaikoff воздух для дыхания облучается инфракрасным светом. Это заставляет молекулы дыхательного газа вибрировать. И каждая молекула колеблется по-своему - в зависимости от того, как она устроена. «Это называется характерным инфракрасным отпечатком молекулы», - говорит Мизайкофф. С помощью этого метода можно измерить несколько газовых примесей с высокой чувствительностью обнаружения в течение нескольких минут.

Так же чувствительна, как маммография

Исследователи из Ульма хотят испытать свою методику измерения на пациентах с раком груди в долгосрочной перспективе. Самое большое преимущество: анализ дыхательного газа избавляет женщин от радиационного воздействия маммографии. Кроме того, грудь не нужно прижимать плоско между рентгеновскими пластинами, что может быть очень неудобно для пациента. И: дни ожидания результата тоже остались бы в прошлом с тестом на инфракрасное сканирование.

В первом тесте анализ правильно диагностировал 70-80 процентов женщин, использующих летучие малые молекулы, но все же используя лабораторные методы измерения. Более раннее исследование, проведенное американскими учеными, дало такой же хороший результат с другой системой измерения: 48 из 51 пациента были правильно идентифицированы. Это означает, что с точки зрения информативности дыхательный тест может легко не отставать от маммографического скрининга.

Тем не менее, Мизайкофф и его коллеги хотят еще больше улучшить свой метод, объединив его с другими методами измерения, такими как измерение флуоресценции. Исследователи надеются, что смогут снова энергично повернуть винт чувствительности. «Если в какой-то момент вы сможете измерить очень небольшие различия, вы сможете не только доказать наличие болезни, но и проверить успешность лечения с помощью этого мягкого исследования», - надеется Мизайкофф.

Подрывной фактор питания

Однако есть еще одна проблема: на дыхательный газ влияют не только болезни. Многие другие факторы также играют роль: например, что вы ели, курили вы или нет, каким воздухом вы дышали или изменилось ли ваше кровообращение.

«Система должна научиться отличать такие причины от информации, относящейся к болезни», - говорит Мизайкофф. На следующем этапе исследователи хотят снабдить измерительную систему данными большого количества испытуемых. «Для наших клинических исследований нам нужны не только больные и здоровые люди, но и как можно больше разных стилей жизни в обеих группах с точки зрения диеты, курения и других факторов».

Ударь один раз, пожалуйста

Пройдет еще несколько лет, прежде чем докторская проба станет рутинным обследованием. «Для изменений, которые легче измерить, это может произойти через год или два», - говорит Мизайкофф. Одним из примеров является тест функции печени, который исследователи уже успешно протестировали на мышах: животным давали глюкозу с отмеченными атомами углерода в пище. Если глюкоза метаболизируется, инфракрасное измерительное устройство распознает отметку в дыхании. И обеспечивает прямое измерение того, насколько хорошо работает печень.

теги:  здоровое рабочее место интервью подросток