2025年一季度,全球科研机构与企业持续传来新进展,针对肺癌、间质性肺病、胰腺癌、肺结核和阿尔兹海默症的新生物标志物研究,以及结合检测犬和AI的癌症筛查方法,都为呼气检测技术的发展提供了新的思路和方法。
这些进展不仅提高了呼气检测的准确性和效率,还拓展了其在疾病诊断和生物标志物研究中的应用范围,推动着呼气检测向临床实践加速迈进。
动态1
活动性肺结核患者呼气中发现新的挥发性有机化合物
nature子刊《Scientific Reports》刊发重要成果:通过气相色谱-质谱法(GC-MS)技术分析人类呼出的气体,确定了8种挥发性有机化合物 (VOCs),可将活动性结核病(TB)与耐多药结核病 (MDR-TB) 和非结核病患者区分开来。其中,邻伞花烃(o-Cymene)是首次发现的新型生物标志物。
该项研究,为肺结核的非侵入性诊断提供了新的生物标志物,助力未来开发更快速、准确的诊断工具,有望将传统数周的诊断周期缩短至数小时,减少治疗延误和疾病传播,对遏制全球每140万结核相关死亡具有重要意义。
动态2
国家呼吸医学中心呼气VOC实现肺结节良恶性鉴别
基于3190例肺结节患者队列(恶性1715例/良性1475例),通过微型气相色谱仪(μGC-μPID)检测15种呼气VOCs,构建良恶性鉴别模型。外部验证显示AUC达83%,阴性预测值96%,对早期肺癌AJCC分期IA1/IA2的灵敏度达到了100%,对IA3分期的灵敏度为94.7%,可有效发现早期肺癌。
动态3
英国胰腺癌协会公布胰腺癌呼气检测进展
由伦敦帝国理工学院团队开发的呼气检测仪,通过分析患者呼出气体中的VOCs,可区分胰腺癌患者与健康人。目前,该呼气测试正在约700名胰腺癌患者和非患者中进行测试。下一步将对超过6000人进行测试,以确保其在真实临床环境中的准确性。
据悉,胰腺癌是生存率最低的常见癌症,超过50%的患者确诊后3个月内死亡,导致80%的患者确诊时已晚期,过去50年该病生存率几乎未改善,亟需创新诊断工具。呼气VOC检测有望成为早期检测胰腺癌的突破性工具,可能进入英国国家医疗服务体系(NHS)中,显著提高诊断速度和效率。
动态4
呼气VOCs可作为MDA5-ILD生物标志物
最新发现5种呼气VOCs标志物(环己酮、壬醛等),基于这5种VOCs结合临床指标构建的MDA5-ILD诊断模型,准确率达84.6%,较传统临床指标模型提升近10%,AUC从0.70提升至0.93。研究首次证实1,3-戊二烯(关联代谢失衡)和3-甲基十一烷(反映氧化应激)与疾病严重度相关,可实时评估高致死性间质性肺病进展。该技术突破抗体检测假阳性/影像滞后瓶颈,为基层提供无创、动态监测方案,助力"6个月高危期"精准干预。
动态5
呼气代谢组学+AI:慢性病管理的新范式
《ACS Omega》上的一篇综述文章指出,呼气检测行业在技术创新和应用拓展方面取得了显著进展:电化学传感技术在呼气检测中的应用日益广泛。通过将化学反应转化为电信号,电化学传感器能够精确检测呼气中的 VOCs;人工智能(AI)的引入进一步提升了呼气检测的优势,通过机器学习和深度学习算法,AI 可分析复杂的 VOCs 数据,识别疾病相关的生物标志物,并提供更准确的诊断结果。
呼气代谢组学正通过电化学传感与AI的深度融合,塑造慢性疾病诊疗的新范式。从实验室到临床,特别对慢性肾病 (CKD)、慢性阻塞性肺病 (COPD) 和肺癌(LC)等慢性疾病,可提升诊断效率,为慢病干预赢得宝贵时间窗。
动态6
MCI呼气无创筛查,模型性能超越血液检测
研究基于481例样本(240例MCI/241例正常),通过呼气检测锁定8种VOCs标志物(含甲苯、对二甲苯),构建MCI诊断模型AUC达0.84,显著优于血液标志物模型(AUC 0.77)。技术3分钟采样、12分钟出结果,可捕捉脂质过氧化等AD病理信号,推动诊断窗口前移至无症状期。成果为全球6900万MCI患者提供社区级筛查工具,已启动多中心验证,助力阿尔兹海默病"早筛-干预"闭环管理。
动态7
呼气VOC检测阻塞性睡眠呼吸暂停 (OSA)的潜力
《Metabolites》杂志发布了一项关于呼气VOC检测阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)潜力的研究。OSA是一种常见的睡眠障碍,与肥胖、心血管疾病和认知功能障碍等健康问题相关。传统诊断方法(如多导睡眠监测)准确但耗时且成本高。
研究发现,乙醛与OSA严重程度的关键指标低通气指数(AHI)密切相关,可作为潜在生物标志物用于区分OSA患者和健康人群。
动态8
AI+犬类嗅觉:无创多癌种筛查新突破
nature子刊《Scientific Reports》一项前瞻性双盲研究研究表明,通过训练检测犬识别呼气样本中的挥发性有机化合物(VOC)标志物,并结合人工智能(AI)算法分析,在1386例临床样本评估乳腺癌、肺癌、结直肠癌和前列腺癌4种常见癌症的筛查性能,结果体现出了高灵敏度与特异性:总体灵敏度为93.9%,特异性为94.3%,早期癌症(0-2期)检测灵敏度高达94.8%。
值得注意的是,该技术对其他14种未训练的癌种仍保持81.8%的敏感性。生物感知与人工智能的跨界融合,为泛癌种早筛提供了全新可能。
参考文献
1.https://www.nature.com/articles/s41598-025-89178-8
2.https://mp.weixin.qq.com/s/LnPhBjcKuditpLzySjAULQ
3.https://www.amrc.org.uk/Blog/could-simply-breathing-into-a-bag-revolutionise-the-detection-of-pancreatic-cancer
4.https://link.springer.com/article/10.1007/s11010-025-05249-4
5.https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11822511/
6.https://doi.org/10.1177/13872877251319553
7.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39852385/
8.https://www.nature.com/articles/s41598-024-79383-2
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