一种检测胰腺癌的呼气检测法

诊断早期胰腺癌颇具挑战。其症状（如腹痛、体重下降、消化不良）往往不具特异性，易与良性疾病混淆。在英国，39%的患者确诊时癌症已扩散至肝、肺等其他部位。伦敦帝国理工学院外科与癌症系主任、食道外科医生乔治·汉纳（George Hanna）向《自然》杂志介绍了一种旨在早期检测这种恶性肿瘤的呼吸测试。

为何要研发基于呼吸的测试？
汉纳的灵感源于自然界——他了解到狗能通过检测主人呼出分子产生的化学变化来嗅出癌症，于是思考能否模拟这一过程。胰腺导管腺癌（PDAC）是最常见的胰腺癌类型，目前通过计算机断层扫描（CT）等影像学检查和活检进行诊断，这些均为侵入性检查，整个过程通常需数周。在英国，只有符合严格癌症转诊标准的人才能接受检测，这排除了那些症状模糊的患者。而在确诊时，不足10%的胰腺癌患者仍符合手术条件，手术是唯一的治愈手段。

但如果有人因任何可能提示PDAC的模糊症状走进医院或药店，他们当场就能进行呼吸测试。该测试约需5分钟完成，目标是样本送达实验室后24小时内出结果。若结果显示PDAC阳性，患者将被转诊进行进一步检查以确认结果。这种呼吸测试快速、简便且非侵入性。如果能通过它更早发现PDAC患者，他们将有更多治疗选择和更高的生存几率。模型研究显示，这种呼吸测试的应用每年可为英国国家医疗服务体系（NHS）节省1.55亿英镑（约合2.02亿美元）。

测试原理是什么？
该测试的原理类似酒精测试仪。受试者向无菌袋中呼气，然后将 breath样本转移到含有吸附剂的试管中，吸附剂会捕获称为挥发性有机化合物（VOCs）的分子。随后，试管被送往实验室，通过质谱分析其内容物以检测特定化合物。

这种PDAC呼吸测试旨在检测三类VOCs：癌症本身产生的、机体对癌症的反应（疾病早期即存在）以及与癌症相关的细菌产生的。这些细菌与体内其他部位的细菌不同，在代谢过程中会产生独特的VOCs。部分VOCs可帮助区分癌症与非癌症，另有部分则特异性针对胰腺癌。测试模型通过分析样本中的化合物来判断是否可能患癌。

研发进展如何？
2007年获得初始资金后，研究团队在伦敦圣玛丽医院用三年时间进行了测试试验，随后在伦敦开展了为期三年的多中心研究。经过五年的方法学完善，2022年启动了试验的第一部分：邀请英国18个医疗中心的700多人参与测试，受试者同时接受CT扫描或活检作为参考诊断。研究团队以此构建模型，并通过内部验证评估测试和模型。试验第一部分刚刚结束，初步结果显示该方法前景良好。英国胰腺癌慈善机构（Pancreatic Cancer UK）是资助方之一，于10月29日宣布为该项目追加110万英镑 funding。

目前研发中最大的挑战是什么？
如何扩大规模以实现全国推广并保持质量是一大难题。必须确保样本中的化合物不流失——VOCs在任何环节都可能丢失，例如试管盖未盖紧或储存温度不当。与血液样本相比，呼吸样本的防污染、运输和分析难度更大，研究这种看不见的物质本身就很复杂。

如何确保测试适用于尽可能多的人？
研究团队确保受试者能代表英国人口特征，选择的研究站点覆盖了英国所有社会剥夺指数区间（该指数用于衡量不同地区的相对社会经济地位）。这并不意味着受试者都来自这些地区，但至少他们参与的可能性更高。团队还制定了针对少数族裔和残疾人的参与计划，以鼓励他们加入研究。

未来研究方向是什么？
2023年10月启动了一项验证研究，将持续至2028年底，计划招募约6000人。该阶段试验中，受试者在确诊前先进行呼吸测试，随后将测试结果与通过标准途径获得的诊断结果进行比较。此外，团队还在研发针对其他多种胃肠道癌症的呼吸测试，希望未来三年内对3万名此类癌症患者进行测试。汉纳期望最终能整合所有技术，实现一种测试检测多种胃肠道癌症。这极具挑战，但他乐于将困难的事情变得可行——“不可能”只是需要更多时间而已。