美國科學(xué)家的研究表明，蝗蟲不僅能“嗅出”癌細(xì)胞和健康細(xì)胞之間的差異，還能區(qū)分不同的癌細(xì)胞系。研究人員說，這項(xiàng)工作可以為使用昆蟲感覺神經(jīng)元的設(shè)備提供基礎(chǔ)，從而僅通過呼吸就可以實(shí)現(xiàn)癌癥的早期檢測(cè)。

　　日前，研究人員在預(yù)印本平臺(tái)BioRxiv上分享了這項(xiàng)研究。

　　人們已經(jīng)習(xí)慣使用增強(qiáng)或超越自然感官的技術(shù)。例如，望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡可以揭示肉眼不可見的世界。但“鼻子仍然是最先進(jìn)的，”密歇根州立大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程助理教授Debajit Saha說，“在氣體傳感方面，真的沒有什么能比得上它們�！边@就是我們相信狗和它們的“超級(jí)嗅探器”能夠檢測(cè)出毒品、爆炸物氣味的原因。

　　科學(xué)家正在研究一種可以模仿嗅覺的技術(shù)，但他們?cè)O(shè)計(jì)的任何東西都無法與生物嗅覺的速度、靈敏度和特異性相媲美。

　　氣體傳感裝置為疾病早期檢測(cè)創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，特別是癌癥等疾病。早期干預(yù)可以挽救更多生命，當(dāng)癌癥處于第一階段時(shí)，患者有80%到90%的生存機(jī)會(huì)，但如果直到第四階段才被發(fā)現(xiàn)，這一比例將跌至10%至20%。

　　癌細(xì)胞的工作原理與健康細(xì)胞不同，它們?cè)诠ぷ骱蜕�長過程中會(huì)產(chǎn)生不同的化合物。如果這些化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入患者的肺部或呼吸道，則可以在呼出的氣體中檢測(cè)到它們。

　　“從理論上講，你可以對(duì)著設(shè)備呼吸，后者將能夠檢測(cè)和區(qū)分多種癌癥類型，甚至判斷出疾病處于什么階段。然而，這種設(shè)備還沒有用于臨床�！盨aha說。

　　因此，Saha團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)一種新技術(shù)。他們想：為什么不從生物學(xué)經(jīng)過億萬年進(jìn)化而構(gòu)建的解決方案開始呢？Saha說，該小組基本上是在“入侵”昆蟲的大腦，以便將其用于疾病診斷�！斑@是一個(gè)幾乎無人探索的新領(lǐng)域。”他說。

　　Saha和他的團(tuán)隊(duì)之所以選擇蝗蟲作為其研究對(duì)象，是因?yàn)榛认x同果蠅一樣，幾十年來一直是科學(xué)界的模式生物。研究人員十分了解它們的嗅覺傳感器和相應(yīng)的神經(jīng)回路。而且，與果蠅相比，蝗蟲更大、更結(jié)實(shí)。

　　這些特征的結(jié)合使研究人員能夠相對(duì)容易地將電極連接到蝗蟲的大腦上。然后，他們記錄了昆蟲對(duì)健康細(xì)胞和癌細(xì)胞產(chǎn)生的氣體樣本的反應(yīng)，進(jìn)而利用這些信號(hào)創(chuàng)建不同細(xì)胞的化學(xué)圖譜。

　　密歇根州立大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系及微生物學(xué)和分子遺傳學(xué)系教授Christopher Contag的研究重點(diǎn)，是了解為什么口腔癌細(xì)胞在顯微鏡和光學(xué)工具下具有獨(dú)特的外觀。他的實(shí)驗(yàn)室在不同的細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)了不同的代謝物，這有助于解釋光學(xué)差異。結(jié)果表明，其中一些代謝物具有揮發(fā)性，這意味著它們可以通過空氣傳播并被嗅出。

　　“這些細(xì)胞在代謝上看起來非常不同，而在光學(xué)上也是不同的。”Contag說，“我們認(rèn)為從揮發(fā)物的角度來分析它們很有意義�！�

　　Saha的蝗蟲傳感器則提供了完美的測(cè)試平臺(tái)。這兩個(gè)研究小組正在合作研究，蝗蟲如何利用3種不同的口腔癌細(xì)胞系，將健康細(xì)胞與癌細(xì)胞區(qū)分開來。

　　“我們預(yù)計(jì)癌細(xì)胞的外觀將不同于正常細(xì)胞�！盋ontag說，“若這些蟲子能夠區(qū)分3種不同的癌癥，那真是太神奇了�！�

　　盡管研究結(jié)果集中在口腔癌，但研究人員相信，他們的系統(tǒng)還可以檢測(cè)其他大多數(shù)癌癥類型。不過，不必?fù)?dān)心在醫(yī)生辦公室看到成群結(jié)隊(duì)的昆蟲——研究人員的目標(biāo)是開發(fā)一種不包括昆蟲的封閉式便攜傳感器。(李木子)