ACS欧米茄:闻知疾病！浙大研发电子鼻或可诊断帕金森病

来源：生物探索2022-03-07 18:02

PD作为一种神经系统疾病，需要临床体征、超声检查和电生理检查才能确诊。几年前，科学家发现一位名叫乔伊米尔恩(Joy Milne)的女性能够从神经退行性疾病患者身上“嗅出”帕金森病，一度成为公众关注的焦点。从那以后，研究人员一直在试图创造一种可以通过人类皮肤的气味来诊断帕金森病的设备。近日，来自浙江大学等研究机构在国际知名期刊AC

PD作为一种神经系统疾病，需要临床体征、超声检查和电生理检查才能确诊。几年前，科学家发现一位名叫乔伊米尔恩(Joy Milne)的女性能够从神经退行性疾病患者身上“嗅出”帕金森病，一度成为公众关注的焦点。从那以后，研究人员一直在试图创造一种可以通过人类皮肤的气味来治疗帕金森病的设备。

近日，浙江大学等研究机构在国际知名期刊ACS Omega上发表了题为《人工智能嗅觉系统诊断帕金森病》的研究成果(图1)。研究人员开发了一种便携式人工智能嗅觉(AIO)系统，或“电子鼻”，可以通过皮肤嗅出受试者是否患有帕金森病。

研究人员发现，患者会分泌更多的皮脂(一种由皮肤皮脂腺产生的油性蜡状物质)，帕金森病还会促进体内某些酶和激素的增加，这些物质共同产生一定的气味。虽然像米尔恩这样的“超级嗅觉器”非常罕见，但研究人员已经使用气相色谱-质谱(GC-MS)分析了PD患者皮脂中的气味化合物。鉴于该仪器体积大、处理速度慢、价格高，研究人员希望尽快开发出一种快速、易用、便携、廉价的气相色谱(GC)系统，使其适用于通过嗅觉来治疗帕金森病。

研究人员将GC与表面声波传感器和嵌入式机器学习(ML)算法相结合，构建了一个人工智能嗅觉系统，用于通过气味诊断帕金森病(图2)。研究小组招募了63名受试者，包括31名帕金森病患者和32名健康受试者(对照组)，通过用纱布擦拭参与者的上背部来收集皮脂样本进行研究。研究人员用电子鼻进一步分析纱布散发的挥发性有机化合物，发现辛醛、乙酸己酯和紫苏醛这两组三种气味化合物存在显著差异，然后用这些化合物建立帕金森病模型。

接下来，研究人员使用该模型分析了另外12名PD患者和12名健康对照组(验证集)的皮脂，发现预测PD的准确率为70.8%(仅基于用于建模的三种化合物的鉴定)。当这个模型用于识别真实的PD患者时，其灵敏度高达91.7%，但特异性只有50%，说明假阳性率很高。这是因为当患者皮脂中其他干扰化合物的保留时间与上述三种化合物相同时，AIO系统会默认为上述三种化合物，导致假阳性。

研究人员表示，在电子鼻准备好用于临床之前，该团队需要进行更多的实验来提高模型的准确性。预计未来各类普通诊所和医疗单位都可以使用这种小巧便捷的设备对PD患者进行检测。(100yiyao.com)

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