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狗狗能闻出癌症?

作者:半夏|2021年06月28日| 浏览:1623

狗狗不仅是人类忠实的朋友,有时候没准还能闻出主人身上的潜伏癌症,救人一命。

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无所不嗅的狗

狗狗嗅觉十分敏锐,比人类嗅觉好数万倍。嗅觉灵敏的狗鼻子里有大约2.2亿个气味受体,而人类只有500万个。狗的鼻子强大到足以探测到浓度为万亿分之一的物质,相当于20个游泳池中的一滴液体。

狗的嗅觉由它们鼻子里嗅觉细胞的数量和敏感程度决定。一般来讲,鼻子越大的狗,嗅觉细胞越多,嗅觉就越灵敏。嗅觉优秀的狗包括比格猎犬、拉布拉多、金毛、德牧、寻血猎犬、比利时马利诺斯犬等。

图一. 嗅觉灵敏的一些狗品种。

上排:比格猎犬、拉布拉多、金毛

下排:德牧、寻血猎犬、比利时马利诺斯犬

因为强大的嗅觉能力,经过训练的嗅探犬长期活跃在缉毒、搜救和探寻炸弹的第一线,是警察的好帮手。

此外,有时候狗狗还能嗅出人类的疾病。疾病可能有特定的气味,这一认识可追溯到几千年前。“望闻问切”——气味是传统医学中医用来诊断疾病的依据之一。在西方传统医学里也是如此。

据称,西方医学之父希波克拉底在诊断时,会闻一闻病人——特别是他们的呼吸和尿液。据说黄热病的气味像肉店,肝衰竭像生鱼,伤寒像新出炉的面包。一些护士声称,她们仅凭嗅觉就能判断出病人是否处于死亡边缘。

就拿糖尿病来说,病人在血糖过低时,呼吸或唾液里会产生一种名为异戊二烯的物质,有特殊的气味,能被狗狗嗅到,给照护人员发出警报。具有这种本事的狗被称为“糖尿病通报犬”。

除了糖尿病,还有其他不少疾病,包括癫痫、帕金森病、甚至新冠病毒,有报道说狗狗都能嗅出来。

有时候连癌症狗都能分辨出来。癌细胞因为生长和代谢与正常细胞不同,会产生特殊的气味。有时候,在疾病的晚期阶段,甚至人类鼻子也能闻到这种气味——从患者的血液、尿液、呼吸、口气或皮肤散发出来的““癌症味”。而狗狗因为敏锐的嗅觉,它们可以在疾病早期就捕捉到这种气味。有时候,狗的这种超能力能救主人的命。

癌症诊断,狗狗有多厉害?

狗狗能嗅出癌症,最早的案例报道在三十多年前,两位皮肤科医生在《柳叶刀》上报道了一个有趣的案例1。美国一位女士上肢有颗黑痣,没什么症状,医生也说没什么事。但她的狗却对这颗痣很在意,经常去闻这个痣,甚至想把它咬下来。她再去做检查,结果这个痣居然是恶性黑色素瘤,一种致命的皮肤癌。

从这以后,狗狗能闻出癌症的逸闻常见报端,直到二十一世纪初,一个类似的故事激起了一个医生的兴趣,他决定用科学的手段测试一下狗鼻子探测癌症的准确度2。他们用七个月的时间训练了六只不同品种的狗,然后看看它们能否识别出膀胱癌患者和健康人的尿液样本。他们发现,这些狗识别膀胱癌的正确率有41%。现在看来,这可能并不令人印象深刻,但结果在统计学上是显著的(试验中随机猜的正确率是7%)。现在我们有更好的方法来训练狗,结果也更加准确。

这些年人们对于狗的这一超能力很有热情,训练狗用来检测各种癌症,包括前列腺癌,乳腺癌,肺癌,卵巢癌等。狗狗识别癌症的准确度也大幅提高。

图二. 奥萨是一只4岁的德牧,在美国宾州兽医工作犬中心工作。图中它一丝不苟地嗅着一个不锈钢轮盘,上面装有卵巢癌恶性样本、良性样本和正常样本,以及其他干扰物 。

比如,在2006年的一项研究中3,五只家养狗先是被训练一段时间,让它们去通过呼吸样本区分癌症病人和正常人,训练结束后,开始双盲测试,结果发现,这些狗检测肺癌的灵敏度和特异度都高达99%。也就是说,100个肺癌样本里,狗能准确识别出其中的99个;100个健康样本里,狗错判成癌症的样本只有一个。狗检测乳腺癌的灵敏度和特异度也高达88%和98%。更重要的是,它们不止能闻出晚期的癌症,对于早期癌症,表现同样优异。

狗狗的这种超能力还被反复验证过。比如肺癌,除了呼吸样本,狗狗也能检测血液样本。2019年的一项研究中4,四条比格猎犬被特训八周,培养从血液样本中识别非小细胞肺癌的能力。训练过程中有一条狗不太有积极性,就被排除在外了。在后来的双盲测试中,剩下的三条狗的表现优异,灵敏度和特异度都在96%以上。

临床用狗?为时尚早

有了这么多研究和证据,什么时候我们可以去看“狗医生”,用它们的灵敏鼻子来做癌症早筛和诊断呢?

遗憾的是,“临床用狗”为时尚早。尽管狗可以检测疾病,但要在实验室中使用它们来取代标准检测,可能还需要一段时间。主要原因是,狗是怎么嗅探癌症的,这一过程对我们而言仍是未解之谜。它们嗅探的是什么物质?哪些癌症能被准确检测出来?有哪些因素影响了嗅探检测的准确性?这些问题没被弄清楚的话,对狗的训练是个障碍,临床上也很难统一标准,规范应用。

此外,狗的个体之间差异太大,并且即使是同一条狗,不同的时间表现也可能不太一样,要是没吃好睡好,可能就消极怠工了,即使遇到癌症样本也懒得动一下,而人类往往还没意识到发生了什么事。

所以,训练狗狗来检测癌症,听起来很美好,实际上还有很长的路要走。除了更多的研究、筛选、繁育和训练,现在还有的科学家试图做出“电子鼻”,用气相色谱法分析狗狗识别的是癌症样本里的哪些分子,用纳米传感器模仿狗狗鼻子里的气味受体,捕捉这些特殊的分子。关于电子鼻的研究开发进展,我们以后再专门介绍。

尽管狗狗筛查癌症距离临床应用尚远,但如果你恰好养了只嗅觉强大的狗,如果它突然表现异常,比如对你身体某个部位表现出异常兴趣,或者闻到你的呼吸/唾液/尿液后表现焦虑,如果找不出特别的原因,或许你应该去医院看看。

图三.有时候狗对主人身体某个部位表现出异常兴趣,可能也只是虚惊一场。(来源: Pickles by Brian Crane)

参考文献

1. Williams, H. & Pembroke, A. Sniffer dogs in the melanoma clinic? Lancet Lond. Engl. 1, 734 (1989).

2. Willis, C. M. et al. Olfactory detection of human bladder cancer by dogs: proof of principle study. BMJ 329, 712 (2004).

3. McCulloch, M. et al. Diagnostic Accuracy of Canine Scent Detection in Early- and Late-Stage Lung and Breast Cancers. Integr. Cancer Ther. 5, 30–39 (2006).

4. Junqueira, H. et al. Accuracy of Canine Scent Detection of Non-Small Cell Lung Cancer in Blood Serum. J. Am. Osteopath. Assoc. (2019) doi:10.7556/jaoa.2019.077.

 

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