“電子鼻”可準確嗅出難以檢測的癌癥?
發布日期:2021-06-05根據賓夕法尼亞大學和佩雷爾曼醫學院的研究人員的一項新研究,一項基于氣味的測試,能夠嗅出血液樣本中散發出的蒸汽,能夠以高達95%的準確率,區分良性和胰腺癌細胞和卵巢癌細胞。
研究結果表明,賓夕法尼亞大學開發的工具,它使用人工智能和機器學習,來破譯血漿樣本中細胞釋放的揮發性有機化合物(VOC)的混合物,可以作為一種非侵入性方法,來篩選更難檢測的物質,檢測癌癥如胰腺癌和卵巢癌。
“這是一項早期研究,但結果非常有希望,”約翰遜說。“數據顯示,我們可以在晚期和最早階段識別這些腫瘤,這令人興奮。如果針對臨床環境進行適當開發,這可能是在標準抽血上進行的測試,這可能是您年度體檢的一部分。”
合著者包括,循環腫瘤材料實驗室主任兼佩雷爾曼醫學院研究助理教授EricaL.Carpenter博士、婦產科助理教授JanosTanyi醫學博士、辛西婭·奧托,DVM博士,賓夕法尼亞大學獸醫學院(PennVet)教授。
Penn研究團隊,目前正與VOCHealth合作,將該設備與其他設備一起商業化,用于研究和臨床應用。
電子嗅覺“電子鼻”系統,配備了校準的納米傳感器,以檢測所有細胞發出的揮發性有機化合物的成分。研究人員之前的研究表明,卵巢癌患者組織和血漿中釋放的VOC,與良性腫瘤患者樣本中釋放的VOC不同。在93名患者中,包括20名卵巢癌患者、20名良性卵巢腫瘤患者和20名年齡匹配的無癌癥患者,以及13名胰腺癌患者、10名良性胰腺疾病患者和10名對照患者,蒸汽傳感器區分卵巢癌的VOC準確率為95%,胰腺癌的VOC準確率為90%。
該工具還正確識別了所有早期癌癥患者(共8名)。該技術的模式識別方法,類似于人們自己的嗅覺工作方式,其中一種不同的化合物混合物告訴大腦它在聞什么。該工具經過訓練和測試,可在20分鐘或更短的時間內,識別出與癌細胞相關的VOC模式,以及與健康血液樣本中的細胞相關的VOC模式。
該團隊,與VOCHealth首席執行官兼首席創新官RichardPostrel的合作,也使檢測速度提高了20倍。
“與物理和天文學系、佩雷爾曼醫學院和賓夕法尼亞獸醫學院的研究人員合作,使我們能夠完善和整合我們自己的創新,加快商業化進程,”Postrel說。“能夠從液體和蒸汽中檢測癌癥的商業設備的初始原型,將很快準備就緒,并將提供給賓夕法尼亞大學的這些研究人員,以進一步開展他們的工作。”
在與VOCHealth的相關工作中,Johnson和他的共同研究員BenjaminAbella醫學博士,急診醫學教授,獲得了美國國立衛生研究院國家促進轉化中心的為期兩年、200萬美元的贈款,用于開發可檢測COVID-19患者特征性“氣味”的手持設備的科學,該設備,基于了本研究中應用的癌癥檢測技術。