Диагностика заболеваний по запаху

Диагностика заболеваний по запаху

Биолог Елена Родионова о запахах разных болезней, способности собак отличать больных людей от здоровых и новых методах диагностики рака

Еще Гиппократ писал о том, что заболеваниям свойственен определенный запах. И многие врачи использовали это свойство организма, для того чтобы поставить диагноз. Я думаю, что они бессознательно и сейчас этим пользуются, поскольку, действительно, какие-то характерные запахи сопровождают многие заболевания.

На некоторое время это было забыто, этому не уделяли внимания, научных обоснований такому явлению не искали, и отчасти потому, что очень трудно анализировать запахи. Сейчас с развитием аналитических способов, очень точных, таких как, например, газовая хроматография в сочетании с масс-спектрометрией, есть возможность анализировать летучие вещества, присутствующие в каком-то пространстве. И сейчас начинает развиваться наука о том, как пахнет болезнь. Действительно, обмен веществ нарушается при протекании каких-то заболеваний, и меняется спектр веществ, выделяемых организмом в среду. Среди этих веществ много летучих компонентов, которые анализируются обонятельной системой или газовым хроматографом.

Есть заболевания, запахи которых определить довольно легко. Например, если произошла большая поломка, не работает какой-то фермент, то метаболические пути, которые этим ферментом обслуживались, нарушены. Поэтому есть вещества, которые нехарактерны для здорового организма. Например, при фенилкетонурии или каких-то других заболеваниях выделяются аминокислоты, которые не разрушены, как обычно это бывает при метаболизме. Они сообщают определенный запах выделениям человека, и это легко определить.

Точно так же, как при поломке генетической или какой-то внешней системы, скажем ферментной, нарушают наш метаболизм микроорганизмы. Инфекционные заболевания тоже имеют определенный запах: известно, что выделения при холере имеют сладковатый запах, у скарлатины есть определенный запах. Однако оказывается, что выделить вещества, которые эти заболевания маркируют, гораздо сложнее, чем при фенилкетонурии, например, потому что поломок обмена веществ больше и они не такие значительные. Поэтому хоть и меняется спектр выделяемых веществ, но найти эти главные, маркерные вещества в этом спектре сложно. Несмотря на то что газовый хроматограф нам показывает, как изменились вещества, какие появились, какие исчезли, совершенно непонятно, имеет ли это отношение напрямую к тому заболеванию, которое в данном случае протекает. Оказывается, что самая большая проблема с анализом.

Надо сказать, что есть только претенденты на маркерные вещества, которые связаны с инфекционными заболеваниями, такими как холера или скарлатина, то есть эти маркерные вещества выделить очень трудно. Тем не менее это направление бурно развивается, поскольку анализ этих самых летучих веществ в выделениях больных людей дает возможность ранней диагностики.

Сейчас очень большой интерес к анализу летучих веществ при онкологических заболеваниях. Это началось довольно давно, лет двадцать, наверное, назад. Я сейчас не помню точную дату, когда появилась первая статья — статья была спорная. В ней рассказывалось о том, что владелец собаки заметил, что собака нюхает его родинку, одну из многих, присутствующих на теле, и оказалось, что это злокачественное образование, меланома. Тогда впервые задумались о том, что, видимо, по крайней мере меланома выделяет какие-то вещества, по которым собака может определить, что заболевание злокачественное. Этим заинтересовались, и сейчас уже известно десятка полтора, наверное, работ, в которых показано, что, действительно, собаки и мыши могут отличить здорового человека от больного, у которого развивается какой-то злокачественный рост. Причем в зависимости от работ, от исследований вероятность этого отличия здорового от больного составляет от 70 до 100%, в то время как по стандартным маркерам, которые сейчас известны, онкомаркерам, как правило, вероятность определения заболевания составляет не более 50%. Если есть возможность отличить больного от здорового человека с вероятностью 70 и 100%, это значит, что мы можем надежно выделять уже какую-то очень большую группу. Как мы знаем, при онкологических заболеваниях очень важна ранняя диагностика, а животные, видимо, как сейчас показывает опыт, могут отличить их достаточно хорошо.

Вся сложность, как и в случае с инфекционными заболеваниями, состоит не в том, чтобы обнаружить разницу в спектре летучих веществ, излучаемых больным и здоровым человеком, а в том, чтобы выделить значимые вещества. Поэтому мы предприняли такие исследования, в которых пытаемся определить значимые вещества, связанные именно со злокачественным ростом, а не с сопутствующим этому злокачественному росту явлением — активизацией иммунной системы, воспалением и огромным количеством других сопутствующих процессов, которые связаны с ростом опухоли. Для этого основная масса людей, в том числе за рубежом, работает на людях, но выделить и сравнить спектры, излучаемые больным и здоровым человеком, безумно сложно, потому что очень много различий между людьми: они едят разные вещи, они различаются по полу, возрасту, а все это имеет влияние на запах, и до сих пор непонятно на самом деле, какие вещества, например, маркируют пол человека. Поэтому выделить значимые компоненты очень сложно.

Мы делаем такую вещь: создаем модель ракового заболевания на мышах, перевивая им раковые клетки, а затем предъявляем мочу заболевшего зверька собакам или мышам и смотрим, отличают ли они больного от здорового. После этого мы даем возможность химикам проанализировать эти вещества и сравнить их друг с другом. Поскольку мыши похожи друг на друга: они одной линии, одного пола, одного возраста, они едят одно и то же, то есть мы этот фоновый спектр стараемся сделать как можно более похожим, чтобы выделить именно те вещества, которые связаны с развитием заболевания. Затем мы сравниваем, например, заболевшую мышку, у которой онкологический процесс, с мышкой, у которой воспаление, вызванное какими-то другими агентами. Таким образом, как фонариком, мы стараемся высветить какие-то значимые, связанные с заболеванием компоненты, а собаки нам помогают определить, действительно ли существует это различие или оно незначительное. Или, скажем, запахи так похожи, что собаки начинают их иногда путать. Это дает возможность сказать химикам-аналитикам, что вот эти два запаха очень похожи, то есть, действительно, запах, который маркирует заболевание, присутствует в обеих пробах, а какие-то пробы далеки друг от друга. Сравнивая эти спектры, выделяя какие-то особенности, мы надеемся, что сможем найти эти значимые компоненты, которые маркируют заболевания, и таким образом облегчить диагностику онкологического роста.

postnauka.ru

Расскажите о статье друзьям или скормите ее принтеру

Онлайн-консультации Задать вопрос получите консультацию
у наших экспертов

Здоровье это просто