日研发超小型嗅觉传感器筛查肺癌

参考消息网5月26日报道 据《日本经济新闻》5月21日报道，日本筑波大学在开发一款癌症筛查系统方面取得进展，该系统使用可精确测量气味的超小型嗅觉传感器以识别是否存在肺癌。该系统利用气味和癌症间的相关性，通过检查呼出的气体就可以诊断。它将在早期发现和有效治疗疾病方面发挥作用。与使用放射筛查相比，该系统对身体造成的负担也更小。

这款肺癌筛查系统由筑波大学附属医院和茨城县中央医院合作开发，采用了由日本国家材料科学研究所的初创企业Qception开发的膜型表面应力传感器。该传感器由四根梁支撑的硅膜构成，膜表面有一层称为“感应膜”的薄膜。

感应膜的直径只有1毫米，厚度仅为1微米。其工作原理是，感应膜在吸收气味分子后会膨胀，通过在弯曲过程中产生的应力变化感知电压，从而实现对气味的检测。

筛查系统能够对约40万种气味分子产生反应。研发团队由筑波大学教授、物质材料研究机构的吉川元起博士牵头，模拟了人类的嗅觉机制。

包括人类的呼吸在内，生物体释放的气体含有多种气味化合物。癌症患者呼出的气体含有特殊的气味化合物，这一特性被应用于感应膜的反应。

筑波大学附属医院研究了66名接受肺癌手术的患者，分别在术前和术后收集了他们的呼气样本，再利用人工智能学习和分析通过传感器获取的数据。研究结果显示，在对4083种情况的分析中，系统能以超过80%的准确率预测肺癌存在与否。

负责系统研究和开发的筑波大学呼吸外科教授佐藤幸夫指出：“1989年，肺癌的术后五年生存率约为50%。”在接下来的20年里，这一指标提高到约75%。他强调，肺癌的治疗效果以手术方式为最佳，但如果没能及早发现，癌症可能会迅速发展，患者的身体状况也将不再适合手术。因此佐藤教授认为，能够在患者适宜手术的发病初期识别出癌症的系统将为癌症的治疗提供帮助。

X射线可用于肺癌筛查，但按照佐藤教授所说，存在“图像难识别，早期难发现”等问题。也可通过CT获取数十张胸部横截面图像，但“这可能会增加辐射暴露的风险”。

能通过嗅觉识别癌症存在的“癌症嗅探犬”也受到关注，但“培养费用约1000万日元(约合7万美元)，且每日约识别5个病例”。而利用超小型嗅觉传感器分析病患呼出的气体可以以低成本进行简易筛查，为突破一系列瓶颈开辟了新路径。

研究人员还将利用各种高精度气体分析设备验证。计划的实验不仅限于肺癌筛查，还将考虑由癌症引起的代谢通路变化。相关研究将致力于识别癌症相关的生物标志物，并建立基于科学依据的评估方法。（编译/刘林）