【Ted-ED】酒精測量儀能探測癌症嗎 Could A Breathalyzer Detect Cancer

呼氣測醉器是如何測量人體血液中酒精含量的？ 僅憑呼吸判斷，他們喝完最後一杯酒後幾個小時？ 呼出的氣體中含有數百種微量物質， 甚至數以囡計的揮發性有機化合物—— 分子量小，輕到足以輕易以氣體形式傳播。 其中一種是乙醇，我們會在酒精飲料中攝取這種物質。 它通過血液循環到達肺部微小的氣囊。 以低於2,000倍濃度的狀態進入呼出的空氣中 平均而言，比血液中的含量更高。 當有人向吹氣測醉器吹氣時， 他們呼氣中的乙醇會進入一個反應室。 在那裡，它被轉化為另一種分子，稱為乙酸。 一種在反應過程中產生電流的特殊類型反應堆。 電流的強弱反映了樣本空氣中乙醇的含量。 並由此延伸至血液之中。 除了我們在食物和飲料中攝取的乙醇等揮發性有機化合物之外， 我們細胞的生化過程會產生許多其他物質。 當某種事物干擾這些過程時，例如疾病。 呼吸中揮發性有機化合物的集合也可能發生變化。 那麼，我們能否通過分析一個人的呼吸來檢測疾病？ 不使用更具侵入性的診斷工具 就像組織切片檢查、抽血以及放射線檢查一樣？ 理論上，是的。 但檢測疾病遠比檢測酒精複雜得多。 識別疾病， 研究人員需要檢視呼氣中一組數十種化合物。 某種疾病可能會導致其中一些化合物的變化 濃度を高めたり低めたりする 而其他人則可能不會改變。 每種疾病的情況可能都不同。 甚至可能因同一疾病的不同階段而有所差異。 例如，癌症是最受研究關注的候選疾病之一 用於透過呼吸分析進行診斷。 許多腫瘤引發的生化變化之一 是一種稱為糖酵解的能量產生過程的大幅增加。 稱為瓦伯格效應， 這種糖酵解的增加導致乳酸等代謝物質的增加， 這又可能影響一連串的代謝過程 最終導致呼吸成分的改變， 可能包括揮發性化合物濃度的增加， 例如二甲基硫。 但瓦伯格效應僅是癌細胞活動的一個潛在指標而已。 而且不會透露有關特定類型癌症的任何資訊。 需要更多指標才能做出診斷。 要找出這些細微的差異， 研究人員比較健康人士的呼吸 帶著患有某種疾病之人的呼吸， 基於數百個呼吸樣本的個人檔案。 這種複雜的分析需要一種根本不同的方法， 比酒精呼氣測試儀更為多用途的感測器。 有幾個正在開發中。 有些人會區分單獨的化合物 透過觀察化合物在一組電場中的移動方式。 其他人則使用由不同材料製成的電阻器陣列 每個都改變其電阻 當接觸到某種特定的揮發性有機化合物混合物時。 也有其他挑戰。 這些物質的存在濃度極其微弱—— 通常僅為十億分之幾 遠低於呼氣中的乙醇濃度。 化合物的水平可能受到疾病以外因素的影响。 包括年齡、性別、營養和生活方式。 最後，還有如何區分樣本中哪些化合物的問題 在患者體內產生 以及在測試前不久從環境中吸入的。 由於這些挑戰，呼氣分析技術尚未完全成熟。 但初步的臨床試驗顯示，對肺臟、結腸及其他癌症有效 已取得令人鼓舞的成果。 有一天，及早發現癌症可能會像呼吸一樣簡單。