闻

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。 毒品，炸弹，糖尿病，新冠，癌症： 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. […]

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