汪星人不仅是人类的好朋友,还是得力的好助手。警犬能帮警察侦察破案,导盲犬是盲人的活拐杖,搜救犬在自然灾害发生时能发挥独特作用……
但你有没有想过,它们还能充当医生的角色,帮助人类诊断疾病?
最近,一条汪星人“闻出”癌症的新闻引起了公众的注意。意大利托斯卡纳区的一处军犬训练基地里,4条军犬能通过嗅闻尿样判断主人是否患上癌症。
浙江大学医学院第二附属医院肿瘤内科陈佳琦博士告诉记者,不仅汪星人有这样的绝技,鸽子、巨鼠等动物经过训练后,也能识别相应的疾病。
癌变细胞让尿液气味特殊
嗅觉灵敏的军犬闻出癌症
这项汪星人“闻”癌症的研究已开展数年,这4只军犬是训练基地里的排雷犬,它们嗅觉灵敏、训练有素,经过层层筛选后成为研究的主角。
研究负责人詹路易吉·塔韦尔纳说,排雷犬比一般的军犬要求更高,它不能失误犯错,否则会导致士兵牺牲,所以是这项医学研究的最佳选择。
科研人员引导4只军犬来闻癌症患者和普通人的尿样,如果狗狗觉得某个尿样不对劲,就会立即坐下。结果,它们不仅检测出了前列腺癌、膀胱癌、肾癌、肺癌患者的尿液,甚至还闻出了尚未确诊的早期癌症的尿样。
科学家解释,这是因为癌变细胞会产生可挥发分子,这些分子进入尿液后会散发特殊气味。而狗狗的鼻子上有几十倍于人类的嗅觉细胞,嗅觉能力远超人类,所以闻出特殊气味不在话下。
陈医生介绍,其实早在2015年,就已经有一条聪明的狗狗做到了“闻出”癌症。这只汪星人叫Frankie,是一只德国牧羊犬。
Frankie▲
美国堪萨斯大学医学院的研究人员训练它,如果闻到了前列腺癌患者的尿液,它就躺倒在地;如果尿液没有问题,它就转过身去。
实验中,Frankie一共闻了34个尿样,最后只有4个出错,分别是2个前列腺癌患者和2个普通病人的尿液,准确率达到了88%。
让汪星人参与医学研究,并不是让它们和医生抢饭碗。研究的真正目的在于分辨出哪些分子与癌症有关,并最终开发出一种“电子鼻子”代替狗的嗅觉识别这些分子,帮助癌症的早期发现。
陈医生说,临床上很多患者并不愿意接受有创的活体组织检查,如果以后用无创的“电子鼻子”就能检测是否患癌,患者将大大受益。
脑容量仅人类食指指尖大小
却能准确区分乳腺组织样本
陈医生告诉记者,要说识别癌症的“动物医生”,可不能忘了这个小家伙。
追过电视剧《琅琊榜》的观众都知道,尽知天下事的琅琊阁离不开一群可爱的小生物——脚绑小纸条,往来传递各类信息的鸽子。而有些鸽子,可能比琅琊阁的鸽子还要聪明。
琅琊阁上的鸽子▲
《公共科学图书馆期刊》(Plos One)曾刊登论文,称经过训练的鸽子能像人类一样,区分癌变和健康的乳腺组织样本。
别看鸽子的脑容量,不过就我们食指指尖的大小,却拥有非常强大的功能。就像论文作者之一,爱荷华大学的Edward Wasserman教授列举的那样,它们能分辨人类的表情、识别阿拉伯字母,甚至能分辨莫奈和毕加索的画!
既然鸽子拥有和体积不符的“超强大脑”,科学家开始思考,它们能否在病理检测中发挥一技之长。
在研究中,鸽子被训练区分显微镜下不同倍数的癌变和非癌变病理组织切片。两周之后,它们就已经能成功区分出癌变组织,准确率达到85%。
鸽子“学习”的癌变肺癌变乳腺组织样本▲
除此之外,它们还学会了检测乳腺X光片,能发现其中的微钙化点,这是早期乳腺癌的表现之一。
但当它们区分一些可疑的、存在癌变风险的肿块时,表现不尽如人意。不过,这种类型的肿块,病理医生分析起来也相当有难度。
陈医生说,科学家之所以想到让动物去诊断癌症,主要还是借助动物超强的感官,狗的嗅觉、鸽子的视觉,都比人类强许多倍,“在诊断需要感官鉴别的疾病时,比如气味,图像等等,动物经过训练后远强于目前的医生和医疗仪器。”
巨鼠闻出肺结核
速度远快过人类
跟汪星人一样嗅觉灵敏的还有非洲巨颊囊鼠。之前,它们最重要的使命是帮助人类“扫雷”。现在,它们又多了一项重担——检测肺结核。
1997年,安特卫普扫雷组织(APOPO)成立,这个非营利组织致力于训练非洲巨鼠,让它们帮助人类排查土地上的地雷。
非洲巨鼠的嗅觉灵敏,而且体重很轻,不会引爆地雷,所以是排雷的好帮手。APOPO成立以来,它们帮不少战乱后的非洲国家排除地雷隐患,挽救了上万条生命。
2008年、2013年,APOPO开始在坦桑尼亚和莫桑比克使用非洲巨鼠检测肺结核。目前,这些非洲巨鼠在坦桑尼亚首都达累斯萨拉姆的21个医疗中心里工作,在莫桑比克首都马普托的医疗中心内复查75%的肺结核疑似样品。
坦桑尼亚城市莫罗戈罗的一名训练师和他的非洲巨鼠▲
巨鼠不但可以检测结核病,而且检测速度甚至快于人类。工作人员每天监测的样本数量不应超过25个。而巨鼠检测25个样本,仅仅需要7分钟的时间。
浙医二院吸科主治医师、硕士生导师夏旸博士说,肺结核的诊断一直是医学界的难题之一。由于医疗条件限制,一些低收入、医疗条件有限的国家地区无法普及肺结核检验,巨鼠检测阳性在一定程度上可以辅助医生诊断
“但必须指出的是,此方法还缺乏大规模循证医学依据,也不够精确,暂不能作为确诊依据,结核的最终诊断仍需要根据目前主流的方法加以确认。”