一对经过特别训练的狗展示了帕金森病在人的皮肤上留下了明显的气味,这种气味足够强烈,以至于犬只可以以惊人的准确性进行检测。
这一发现可能为目前缺乏早期诊断测试的帕金森病提供更快、更便宜且完全无创的筛查方法。
这项研究将位于米尔顿凯恩斯的医疗检测犬与布里斯托大学和曼彻斯特大学的科学家们联合起来。
在几个月的训练中,这些狗被训练成能够识别皮脂中附着的气味。这种油性物质是我们皮肤自然产生的,当帕金森病存在时,它的成分会发生变化。
在训练过程中,犬只接触了200多块纱布样本。这些样本中有一些来自于最近被诊断的患者,有一些来自没有神经系统疾病的志愿者,还有一些来自于患有不同疾病的人。
每个样本都被夹在一个支架上。当狗暂停并指向一个阳性样本时,驯兽师会静静地点击并给予奖励。
在最后一轮双盲试验中,即犬只驯兽师和监督的科学家都不知道哪些位置放有患者的纱布,犬只展示了高达80%的敏感性和高达98%的特异性。
此外,它们还能在来自于多种健康状况的人的纱布中检测到帕金森病。
之所以选择狗作为检测工具是因为,皮脂过量和体味的变化通常会在熟悉的运动症状——震颤、运动减缓和肌肉僵硬——出现前的多年内就有所体现。
一位名叫乔伊·米尔恩的苏格兰护士曾经注意到她丈夫的气味发生了变化,这种变化早于他的诊断。这一观察启发科学家们寻找皮肤油中的分子指纹。
基于质谱的实验室方法正在向前推进,但需要昂贵的仪器和训练有素的人员。犬只则提供了一个捷径。
“我们非常自豪地说,狗再次能非常准确地检测疾病,”医疗检测犬的首席执行官兼首席科学官克莱尔·盖斯特表示。
“目前没有针对帕金森病的早期测试,症状可能在20年前就开始出现,但在确认诊断之前,这些症状可能并不可见且不持久。”
“及时的诊断至关重要,因为随后治疗可以减缓疾病的进展,并减少症状的强度。”
检测率与医学测试相当,甚至资深神经科医生也可能错误分类早期帕金森病,而影像扫描或脊髓液检测则成本高昂。
相比之下,这里的灵敏度和特异性超过了许多现有的临床使用检测工具。
“识别帕金森病的诊断生物标志物——特别是那些可能预测发展或帮助更早诊断疾病的标志物——是许多正在进行的研究的主题。”布里斯托大学的动物行为专家尼古拉·鲁尼如此说道。
鲁尼指出,这项研究中的狗达到了高敏感性和特异性,表明存在一种特定于患者的嗅觉特征。
“70%至80%的灵敏度明显高于偶然水平,我相信狗可以帮助我们开发一种快速、无创且具有成本效益的方法来识别帕金森病患者。”
为了防止潜意识暗示或驯兽师的偏见,研究人员也以反向顺序展示了每一测试线。
一台计算机记录每个样本的位置,只有在狗做出选择后,研究人员才会对样本进行判断以决定是否给与奖励。
这一严格的协议与临床试验标准相仿,增强了动物仅依靠嗅觉的信心。
狗帮助建立嗅探传感器,尽管狗永远无法替代神经科医生,但这些发现为化学家提供了一份易挥发分子的短名单。
“这项研究增加了越来越多的证据,表明简单、无创的皮肤拭子可以用于诊断帕金森病。”曼彻斯特大学的分析化学教授佩尔迪塔·巴兰说道。
巴兰教授的实验室已经开始分析拭子的化学成分,而犬只的结果证实了这些分子应该出现在诊断的雷达上。
研究人员和犬只训练师们正在开始探索如何让这些动物检测其他神经系统疾病,如阿尔茨海默病、多发性硬化症,以及甚至像偏头痛或自闭症相关的感官事件等情况。
以阿尔茨海默病为例,处于早期阶段的人可能会发出体味的细微变化,而人类的嗅觉无法捕捉,但狗的嗅觉却可以轻易识别。
这些气味线索可能在未来帮助筛查或早期检测,远在症状明显之前。
一些自闭症儿童的家庭甚至报告称,服务犬在他们的主人发作偏头痛或在多发性硬化症发作之前表现出不寻常的焦躁或特别关注,仿佛它们能预测即将发生什么。
未来的试验旨在包括患有快速眼动睡眠行为障碍的人,这是帕金森病的风险状态,以看看狗是否能够在神经科医生能够之前发现疾病。
与之并行的化学分析将寻找负责气味的确切化合物。如果那些分子在全球范围内表现一致,工程师可以将其嵌入低成本的传感器芯片中。
目前的信息令人鼓舞:一条简单的皮肤拭子隐藏着有关神经退行性疾病的信息,而狗的嗅觉可以读取这些信息。
这一知识有可能加速快速、无痛测试的探索。
这将为临床医生提供一个额外工具,让他们在还有时间减缓帕金森病进程的情况下,将其纳入诊疗范围。
这项研究已发表在《帕金森病杂志》上。
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