Диагноз по запаху. Скоро так будут выявлять рак на ранних стадиях

Международной группе ученых, работающих в Германии под руководством российского специалиста, удалось найти точный способ диагностики рака простаты с помощью анализа воздуха, выдыхаемого пациентом.

Рак простаты на ранних стадиях смогут определять с помощью анализа выдыхаемого воздуха больного. Разрабатывают метод в Германии, но руководит исследованиями российский ученый из Института автоматики и электрометрии СО РАН.

Статья с описанием этого эксперимента опубликована в знаменитом и очень влиятельном академическом журнале Scientific Report.

Точность диагностики на высоте

«В этом исследовании мы использовали так называемый метод Фурье-спектроскопии, — объясняет руководивший исследованием Александр Аполонский. — Метод основан на том, что каждая биомолекула, которую мы выдыхаем, имеет свой уникальный спектр, так называемый отпечаток в диапазоне длин волн от 2,5 до 20 мкм».

Какие-то особые вещества, типичные для рака простаты, в воздухе, выдыхаемом такими больными, не обнаружили. Но выявили типичный дисбаланс в содержании некоторых метаболитов, который и позволял ставить диагноз. Ученые утверждают, что точность диагностики чрезвычайно высокая, она составляет 95%.

В исследованиях принимали участие 63 добровольца. Из них 29 человек были больны раком простаты, 19 были здоровыми, и еще по 8 человек имели диагноз рака почек и мочевого пузыря. Конечно, исследования надо продолжать, чтобы обследовать гораздо большие группы больных, и возможно, это поможет выявить ещё маркеры для рака почки, мочевого пузыря и других злокачественных опухолей.

Диагностика по запаху — в тренде

«Определение маркеров разных болезней в выдыхаемом воздухе или по летучим веществам, исходящим от биологических жидкостей и материалов, сейчас активно развивается и это перспективное направление в медицине, оно важно для ранней диагностики заболеваний, — комментирует проблему известный химик-аналитик, специалист по хроматографии, профессор, доктор химических наук, научный консультант компании "Интерлаб" Яков Яшин. — Мы интересовались диагностикой рака легких по выдыхаемому воздуху. Исследований по этой теме много, мы подготовили их обзор. Например, с помощью комбинированного метода ГХ-МС (газовая хроматография—масс-спектрометрия) в таком воздухе было выделено 50-60 маркеров, позволяющих диагностировать онкологию легких на ранних стадиях. Есть такие исследования и по туберкулезу. Исследование выдыхаемого воздуха не случайно, ведь эти болезни поражают органы дыхания. По такому же принципу с помощью аналитической химии изучали летучие вещества, исходящие от мочи у пациентов с раком простаты, и тоже находили маркеры опухоли. Такие более прямые исследования, когда анализируют конкретные вещества, содержащиеся в тех биологических материалах, которые контактируют с опухолью или зоной поражения при болезни, мне кажутся более перспективными и точными. При косвенных исследованиях, как например тоже изучение воздуха в легких при раке простаты, попадание маркеров этой опухоли в воздух дыхательных путей не всегда так очевидно».

Все новое — это усовершенствованное старое

Нам кажется удивительной фантастикой определение болезней по запаху человека, выдыхаемому им воздуху или его выделениям. Действительно, когда диагноз ставят без болезненных манипуляций (при раке это необходимо делать весьма часто), а безболезненно и вообще без какого-либо вмешательство — это чудо. Но на самом деле, это традиционный подход для медицины.

Ведь с самого начала врачи использовали для диагностики свои 5 органов чувств. С помощью зрения они осматривали больного, выявляя внешние признаки болезни. Благодаря слуху, оценивали, как больной дышит, как бьется у него сердца, какие звуки еще он производит, и насколько все это отклоняется от нормы. Важнейшее для диагностики чувство осязания — пальпация, позволяющая прощупывать патологические изменения. Обоняние тоже играло свою роль. Врачам хорошо известны такие симптомы, как запах ацетона при декомпенсированном диабете, аммиака при тяжелой почечной недостаточности, сладковатый печеночный запах при поражении этого органа или неприятные запахи при болезнях полости рта и пищеварительного тракта. В далекие времена врачи даже пользовались чувством вкуса, не брезгуя попробовать языком мочу, когда она была сладковатой, ставили сахарную болезнь (сегодня ее называют диабетом).

По мере развития медицины и техники, каждое чувство получало подмогу в виде диагностической аппаратуры. Ухо врача сначала получило полезный «костыль» в виде стетоскопа, потом появились методы фиксации звука приборами и возможности определения тех звуков, которые ухо человека не слышит. Больше всего повезло глазу. На первом этапе врачу помогали лишь очки и лупа, но потом появились микроскоп и рентген. А сегодня есть масса методов визуализации, которые позволяют «резать» человека без крови и без ножа вдоль и поперек — это различные виды томографии и ультразвуковых исследований. Есть устройства, которые видят в таком диапазоне спектра, когда наш глаз уже бесполезен. Они широко используются в дерматологии. Для замены чувства вкуса уже давно пришла лабораторная химия.

Химия против собак

Но с обонянием долго ничего не получалось, хотя попыток было много. Самые заметные — использование животных нюхачей. Если вы проведете поиск в научных базах данных, то обнаружите огромное количество статей, в которых изучают, как собаки определяют самые различные опухоли. Они опубликованы даже в самых известных и престижных журналах, включая The Lancet, BMJ, PLoS One, Oncotarget и т.д.

Во Франции при Институте Кюри c 2016 года работает научная группа KDOG (Cancer Detect Group), нацеленная на разработку точного и простого метода диагностики рака груди с помощью собак. «Женщине достаточно будет носить кусок ткани на груди в течение нескольких часов, а затем отправить его в лабораторию, где собаки проанализируют его», — описывает диагностическую процедуру доктор Изабель Фромантин. Она — инициатор и двигатель этого проекта. Ранее в своих исследованиях ученая обнаружила, что клетки опухоли молочной железы производят особые летучие органические вещества. Как оказалось, они проходят через кожный барьер, и собаки могут их определять.

Но конечно, надежнее, когда такие исследования будут проводить бездушная техника — субъективный фактор в них должен быть исключен. И поэтому, новые методы химического анализа и способы обработки их с помощью современной компьютерной техники открывают новые перспективы в этом направлении. Возможно, диагностика по запаху скоро станет реальностью не только в научных лабораториях, но и в практической медицине.