Authors : Annette G. Dent 1 , Tom G. Sutedja 2 , Paul V. Zimmerman 1
1 Department of Thoracic Medicine, The Prince Charles Hospital, Rode Road, Chermside, Queensland 4032, Australia; The University of Queensland, Brisbane, St Lucia, Queensland 4072, Australia
2 Department of Pulmonary Medicine, Division of Thoracic Oncology, Vrije Universiteit Academic Medical Center, de Boelelaan 117, 1181 HV Amsterdam, The Netherlands
肺癌是世界范圍內(nèi)導(dǎo)致癌癥相關(guān)性死亡見的癌癥類型，2008年有137萬人死于肺癌(1,2)。與較晚期的肺癌(III期，5年生存率23%)相比，早期診斷的肺癌(I期)生存率較高(5年生存率67%)(3)。僅僅依靠癥狀不可能早期診斷肺癌，因?yàn)檫@些癥狀常在晚期才出現(xiàn)。在高危無癥狀的人群中應(yīng)用新的技術(shù)早期診斷肺癌可以顯著提高生存率。這篇綜述的目的是闡述對(duì)肺癌患者呼出氣和呼出氣冷凝物(EBC)分析的相關(guān)研究進(jìn)展。
背景
早在羅馬時(shí)代，呼出氣的氣味就有助于協(xié)助醫(yī)生診斷疾病。例如，甜味、丙酮?dú)馕杜c未控制的糖尿病有關(guān)；肝臟衰竭患者可產(chǎn)生魚腥樣氣味；腎衰竭患者散發(fā)出尿樣氣味(4)。
McCulloch發(fā)現(xiàn)，受訓(xùn)后的狗可以通過聞患者呼出的氣體地辨別出不同分期的肺癌和乳腺癌(5)。這說明呼出的氣體中存在一些標(biāo)志物，它們有助于診斷疾病。
過去的40年中，許多研究分析了呼出氣體中的標(biāo)志物。1971年，Pauling等用氣相色譜儀(GC)從人呼出氣中檢測出250種不同的化合物(6)。此后Phillips分別在1997年和1999年從正常人中檢測出1,259和3,000種化合物(7,8)。
呼出氣分析
呼出氣中的化合物與肺癌發(fā)展的過程相關(guān)。這些化合物包括：
I. 非有機(jī)化合物，例如二氧化碳、氧和一氧化氮。
II. EBC中的非揮發(fā)性化合物，例如異前列腺素、細(xì)胞因子、白三烯和過氧化氫(4)。
III. 揮發(fā)性化合物(VOCs)，包括不同的類別。例如飽和的碳?xì)浠衔?乙烷、戊烷和醛)、不飽和的碳?xì)浠衔?異戊二烯)、含氧化合物(丙酮)、含硫化合物(乙硫醇、二甲基硫醚)，以及含氮化合物(二甲醚、氨)(9)。檢測到的VOCs是異戊二烯、丙酮、乙醇、甲醇、其他醇類及烷烴化合物(8)。
揮發(fā)性化合物（VOCs）
目前對(duì)呼出的揮發(fā)性化合物(VOCs)的產(chǎn)生機(jī)制所知甚少。某些VOCs被認(rèn)為是內(nèi)源性產(chǎn)生的，他們是機(jī)體代謝產(chǎn)生的終末產(chǎn)物，例如異戊二烯，一種不飽和的碳?xì)浠衔铮?合成的甲羥戊酸途徑中產(chǎn)生(10)；含氧化合物丙酮，由葡萄糖代謝途徑產(chǎn)生；飽和碳?xì)浠衔锘蛲闊N化合物如乙烷和戊烷，由細(xì)胞膜的脂肪酸在氧自由基介導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化過程中產(chǎn)生(11)。后兩者化合物被認(rèn)為是氧化應(yīng)激的標(biāo)志物。VOCs的組分還包括外源性污染物，這些污染物通過肺或皮膚從外部環(huán)境中吸入得來。VOCs除了從肺部呼出外，也可以通過肝臟和腎臟代謝后排出體外(12)。
許多研究報(bào)道了各種呼吸系統(tǒng)疾病中檢測到的VOCs，如哮喘、COPD、肺囊性纖維化和肺癌。
表1總結(jié)了在不同肺疾病中檢測到的VOCs。對(duì)于一種疾病，單一的VOC沒有診斷意義，而多種VOCs的組成情況才具備診斷意義(15,22)。
呼出氣揮發(fā)性化合物（VOC）分析儀
氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)
由于呼出氣中VOCs濃度較低(十億分之一，ppb)(14,16)，因此需要應(yīng)用敏感、高度準(zhǔn)確的氣相色譜來進(jìn)行檢測。表2總結(jié)了已經(jīng)發(fā)表的使用GC-MS檢測呼出氣中VOCs的結(jié)果。氣相色譜和質(zhì)譜目前在臨床中的應(yīng)用受到限制，主要是因?yàn)樵摲椒▋r(jià)格昂貴、檢測過程復(fù)雜、需要高度專業(yè)的分析人員操作和分析結(jié)果。
便攜式/非昂貴設(shè)備
目前一些便攜式的、相對(duì)低廉的設(shè)備已經(jīng)應(yīng)用于呼出氣樣本分析。他們包括：離子遷移譜儀、電子鼻設(shè)備Cyranose 320、石英微量天平、比色儀、膠體金顆粒納米傳感器。表3總結(jié)了電子鼻設(shè)備在分析對(duì)照人群和肺癌患者呼出氣VOCs的敏感性和特異性。
離子遷移色譜(IMS)
IMS系統(tǒng)的工作原理是應(yīng)用550 MBq的63Ni產(chǎn)生的beta射線使呼出氣發(fā)生電離。離子飄向電場的一級(jí)并撞擊Faraday板，其速度與其大小、質(zhì)量、形狀有關(guān)。當(dāng)離子撞擊終板后，電信號(hào)會(huì)產(chǎn)生、積累，并形成離子譜。對(duì)于呼出氣而言，離子譜如同指紋一樣是*的。Westhoff等在2009年使用IMS鑒別32名肺癌患者和54名健康人，包括吸煙者和非吸煙者，準(zhǔn)確率達(dá)100%(31)。
電子鼻
技術(shù)的發(fā)展已發(fā)明出小型、便攜式的檢測設(shè)備，用于分析氣化樣品的化學(xué)成分。這些設(shè)備可用于檢測樣本中的多種化合物而不是單一的化合物。這些設(shè)備的工作原理是基于VOCs可被傳感器捕獲，其電導(dǎo)性、顏色和晶體振蕩發(fā)生改變，其結(jié)果是代表多種混合的VOCs的組成情況。
石英微量天平
石英微量天平是由8個(gè)振蕩石英晶體組成的傳感器陣列。這些晶體包被有金屬卟啉，它們吸收VOCs后會(huì)改變傳感器的質(zhì)量和振蕩頻率。每個(gè)傳感器振蕩頻率的改變都會(huì)記錄下來。
Di Natale等用石英微量天平鑒別肺癌患者(n=42)、健康志愿者(n=18)及術(shù)后的肺癌患者(n=9，其中2人術(shù)前和術(shù)后均接受檢測)，準(zhǔn)確率達(dá)90.3%(32)。其中，針對(duì)肺癌患者的準(zhǔn)確率是100%，據(jù)報(bào)道，健康人群和肺癌術(shù)后的患者有重疊。2009年 D’Amico等的研究顯示，石英微量天平用于鑒別肺癌和健康非吸煙人群時(shí)，敏感性和特異性分別為85%和100%；用于鑒別肺癌和其他肺疾病患者時(shí)，敏感性和特異性分別為93%和79%(29)。
Cyranose 320
Cyranose 320是一款手持式分析儀器， 是由32個(gè)碳黑聚合物傳感器組成的傳感器陣列。碳黑聚合物吸收呼出氣中的VOCs后膨脹，導(dǎo)致電阻增加。每個(gè)碳黑聚合物都有不同的特性，在吸收VOCs時(shí)整個(gè)矩陣發(fā)生的反應(yīng)也不一樣，傳感器的綜合結(jié)果即產(chǎn)生一份樣本的“氣味指紋”。
VOCs組成模式分析的統(tǒng)計(jì)學(xué)算法包括主要成分分析法(PCA)，它將從32個(gè)傳感器獲得的原始數(shù)據(jù)減為4組主要成分，后者得到的是原始數(shù)據(jù)的大方差。典型鑒別分析(CDA)所用的因素在患者中具有顯著差異，用它可以創(chuàng)建模型，以大化組間距離和組內(nèi)距離的比值。使用Wilks'lambda法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，p值小于0.05表示患者間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。每組均值的距離用Mahalanobis距離進(jìn)行量化(M距離)。M距離大于3表示組間有顯著性差異(P<0.1)。*分析所有臨床組別預(yù)測模型的準(zhǔn)確性和能力可以使用“留一交叉檢驗(yàn)法”。交叉驗(yàn)證值(CVV)是指準(zhǔn)確分類的參與者與特定參與人群的比值。
Machado 等發(fā)現(xiàn)，呼出氣VOC成分在肺癌組(n=14)和對(duì)照組(n=20)間有差異，M距離為3.25，交叉驗(yàn)證的準(zhǔn)確率(CVA)達(dá)71.6%(14)。然而，不同分期或不同組織學(xué)亞型肺癌間并無差異。但是，訓(xùn)練組使用新的肺癌人群(n=14)和健康人群(n=62)作為模型驗(yàn)證呼出氣VOC組分時(shí)，電子鼻的敏感性和特異性可達(dá)到71.4%和91.9%。
2008年，Dragonieri等發(fā)現(xiàn)，使用Cyranose 320可有效鑒別肺癌患者(n=10)和COPD患者(n=10)，其準(zhǔn)確性為85%(M距離=3.73)；用于鑒別肺癌患者和健康人群時(shí)(n=10)，準(zhǔn)確性可達(dá)90%(M距離=2.96)(28)。
比色儀
比色分析儀含有許多化學(xué)敏感化合物組成的點(diǎn)，例如將卟啉包被到膠片盒上。每個(gè)點(diǎn)都能對(duì)一系列VOCs產(chǎn)生反應(yīng)，但反應(yīng)的敏感性不一樣。點(diǎn)吸收VOCs會(huì)發(fā)生顏色改變。膠片盒在暴露樣品前后都會(huì)進(jìn)行掃描，不同點(diǎn)顏色的改變都會(huì)被記錄下來并被轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)。
Mazzone等(27,30)發(fā)表的兩篇文章均使用比色分析儀分析肺癌患者和健康人群呼出氣的VOCs成分。2007年(27)，他用比色分析儀建立了一種模型鑒別肺癌人群和對(duì)照人群(包括IPF、PAH、COPD、結(jié)節(jié)病，吸煙和非吸煙的健康個(gè)體)呼出氣中的VOCs，錯(cuò)誤率為14.1%。當(dāng)使用獨(dú)立的驗(yàn)證對(duì)象組時(shí)，這一模型用于診斷肺癌的敏感性和特異性分別為73.3%、72.4%。患者吸煙史(P=0.87)、組織學(xué)類型(P=0.49)、分期(P=0.79)或腫瘤大小(P=0.69)均不影響分析結(jié)果。2012年(30)，Mazzone等發(fā)現(xiàn)聯(lián)合呼氣譜和臨床風(fēng)險(xiǎn)因子進(jìn)行分析，包括患者年齡、性別、吸煙狀況和是否并發(fā)COPD，可提高模型鑒別患者是否患有肺癌的準(zhǔn)確率(其受試者操作特征曲線(ROC)的曲線下面積(AUC)為0.811)。使用同一模型的一項(xiàng)研究結(jié)果顯示，鱗癌和腺癌(AUC=0.864)、早期(I、II期)和晚期(III、IV期)肺癌(AUC=0.784)、生存期小于12個(gè)月和生存期大于12個(gè)月的患者呼出氣特征明顯不同(AUC=0.770)。
膠體金納米傳感器
Peng等(19)發(fā)明的納米傳感器由14個(gè)膠體金納米顆粒電極組成，電極覆蓋多種化合物，包括十二烷基硫醇、4-甲氧基-甲苯硫酚、己硫醇、11-巰基-1-十一烷醇、癸硫醇、十八硫醇、叔-十二烷基硫醇、1-丁硫醇、2-乙基-己硫醇、3-甲基-1-丁硫醇、2-巰基苯并惡唑、11-巰基-1-十一醇、2-巰基芐醇和3-甲基-1-丁硫醇。當(dāng)14個(gè)傳感器暴露呼吸氣后產(chǎn)生電阻可逆性改變，隨后進(jìn)行主要成分和聚簇分析。2010年的一項(xiàng)研究顯示，使用膠體金納米傳感器分析健康人群和肺癌、結(jié)腸癌、乳腺癌患者的呼吸氣成分有所不同，但健康人群和前列腺癌的結(jié)果有重疊。當(dāng)對(duì)患者人群同步進(jìn)行分析時(shí)，特定的患者人群可以被鑒定出來。
在這項(xiàng)研究中，研究者還使用GC-MS方法研究了每名患者呼出氣的VOC組成。他們發(fā)現(xiàn)健康者和患者的呼出氣中總共有16種VOCs濃度不同。其中肺癌、結(jié)腸癌患者分別有6種VOCs濃度不同，乳腺癌患者有5種VOCs濃度不同，前列腺癌患者有4種VOCs濃度不同。然而，對(duì)于每一種癌癥群體，檢測到的化合物含量有重疊。Peled等(26)使用了一種由18個(gè)交叉反應(yīng)的傳感器組成、定制的化學(xué)納米陣列，其中2個(gè)是單壁室碳納米管組成的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)，16個(gè)是球形膠體金納米顆粒。納米陣列用于鑒別惡性和良性疾病的準(zhǔn)確率可達(dá)88%，AUC為0.986。它也可以用于鑒別早期和晚期疾病(準(zhǔn)確率88%，AUC=0.961)、腺癌和鱗癌(準(zhǔn)確率88%，AUC=0.974)。
犬檢
狗有高度發(fā)達(dá)的嗅覺，萬億分之一濃度的物質(zhì)也能被檢測出來。表4列舉了使用犬來檢測癌癥的研究。
首先用狗來診斷癌癥的研究者是Williams(33)，他在1989年的個(gè)案中報(bào)道了一名患者的家犬對(duì)一顆痣發(fā)生了*興趣(后來這名患者被確診為黑色素瘤)。2001年，Church(34)的個(gè)案也描述了一只狗會(huì)嗅探患者的皮膚病灶，之后這名患者被診斷為基底細(xì)胞癌。有意思的是，當(dāng)病灶切除后，狗便再無興趣了。
2004年，Willis等出版了項(xiàng)犬診斷癌癥的研究(35)。在這項(xiàng)研究中，訓(xùn)練后的狗通過辨別尿液發(fā)出的氣味診斷膀胱癌(7例中有1例陽性)。狗用來診斷癌癥的準(zhǔn)確率是41%(22/54)，而機(jī)會(huì)預(yù)測的準(zhǔn)確率是14%。Sonoda等(39)也使用受訓(xùn)后的狗來診斷結(jié)直腸癌，狗通過患者的呼出氣來鑒別患者，其敏感性和特異性分別為91%和99%。2010年，Horvath等發(fā)現(xiàn)(38)，狗可通過分辨組織(敏感性和特異性分別為100%和95%，)和血漿樣品診斷卵巢癌(敏感性和特異性分別為100%、98%，)。狗也可以用來診斷早期癌，鑒別卵巢和其他婦科惡性疾病，如子宮內(nèi)膜癌、宮頸癌和外陰癌。首先用狗來診斷肺癌的研究者是McCulloch(5)。2006年他用受訓(xùn)后的5條狗來鑒定肺癌和乳腺癌。犬檢技術(shù)對(duì)活檢確診肺癌(n=55)的敏感性是99%、特異性是99%；而對(duì)于乳腺癌(n=31)，敏感性和特異性分別為88%和98%，并且所有使用的狗獲得的準(zhǔn)確率相當(dāng)。然而，Ehmann等(40)的研究結(jié)果有所不同，他們使用犬檢針對(duì)肺癌獲得的敏感性和特異性分別為71%和93%。 Buszewski等(42)對(duì)照了色譜和犬檢方法分析肺癌患者(n=29)呼出氣成分的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)對(duì)于乙酸乙酯和2-戊酮，兩者檢測方法陽性相關(guān)(分別為r=0.85，r=0.97)。但對(duì)于乙腈、丙醛和1-丙醇，兩種檢測方法相關(guān)性為負(fù)相關(guān) (r=–0.78、-0.87和-0.98)。他后得出：狗可以通過對(duì)特定呼出氣的氣味鑒別呼出氣樣品，但不清楚是哪一種氣味還是某些混合成分。
即使受訓(xùn)犬檢看起來簡單、花費(fèi)低，但它與高質(zhì)量的研究相比相差甚遠(yuǎn)(43)，目前鮮有在普通人群，特別是在肺癌人群中的研究報(bào)道。
EBC分析
EBC的組成包括99%的水蒸氣(44)及小部分呼吸道液滴(45)。EBC的收集比較簡單、安全，是一種非侵入性檢查方法，常用于分析炎癥和氧化應(yīng)激。患者的EBC可以通過插入到冷凝至零度的金屬導(dǎo)管(R管)或凝結(jié)器(Ecoscreen)里的另一導(dǎo)管采集。患者通過此裝置呼氣10至20分鐘后，采集和分析冷凝物。研究發(fā)現(xiàn)，哮喘、支氣管炎、COPD和肺囊性纖維化患者(46,47)EBC中檢測到炎性和氧化應(yīng)激標(biāo)志物升高，包括過氧化氫、白三烯、異前列腺素、氫離子和一氧化氮。Carpagnano(48-53)和Gessner(54)等則在人EBC中檢測到了DNA，在36%的非小細(xì)胞肺癌患者中檢測到了p53基因突變，而在對(duì)照組中未檢測到該基因突變(54)。Carpagnano(53)等發(fā)現(xiàn)89%的非小細(xì)胞肺癌患者的EBC-DNA有微衛(wèi)星改變，而只有35%的健康人群存在該變化。近一項(xiàng)Carpagnano發(fā)表的研究顯示(48)，非小細(xì)胞肺癌患者和患有滲出性胸腔積液的對(duì)照患者EBC中的基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP-9)濃度有顯著性差異(P<0.001)(二者的濃度分別為25 ng/mL和2.6 ng/mL)。作者還指出MMP-9的濃度與吸煙時(shí)間(r=0.8，P<0.0001)和肺癌的分期(r=0.6，P<0.01)呈正相關(guān)。然而，MMP-9的濃度與肺癌的組織亞型無相關(guān)。
方法學(xué)的局限性
呼出氣分析的主要不足是目前尚欠缺呼氣取樣的參考指南。表5列舉了許多可用的取樣方法，這些方法差異很大，例如吸入的室內(nèi)氣體是需要過濾(14,19)還是不需要過濾(5,27-30,40)；收集樣本前(0至12分鐘)患者潮式呼吸的周期如何；收集樣本采用的具體方法，例如是選擇潮式呼吸樣本(27,29,30,40)、肺活量(5,14,28)還是肺泡呼吸樣本(19)；以及使用何種系統(tǒng)來收集樣本，使用單袋手機(jī)系統(tǒng)(14,27-30)、雙袋收集系統(tǒng)(19)還是使用圓柱狀的聚丙烯樣品采集管(5,40)。此外，使用的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法也會(huì)有所不同。后，不同檢測設(shè)備間并無對(duì)照。
VOCs分析在肺癌中的應(yīng)用
肺癌術(shù)后分析
Phillips等(22)使用GC-MS分析了非手術(shù)的肺癌患者和健康人群呼出氣的不同，并且建立了用于鑒別這兩種人群的數(shù)學(xué)模型。此模型用于分析術(shù)后肺癌患者，80例有77例為陽性，提示肺癌術(shù)后VOC譜并沒有發(fā)生改變。這些發(fā)現(xiàn)表明，VOCs并不是來源于腫瘤本身而是來源于其他組織。Poli等(15)選擇GC-MS識(shí)別的13種VOCs來鑒別肺癌和健康人群。術(shù)后15-30天，他重新檢測了26名患者的呼出氣，發(fā)現(xiàn)13種以前檢測到的VOCs中有兩種VOCs，即異戊二烯和癸烷含量變化顯著。術(shù)后1個(gè)月，Poli等(55)再次測定VOCs(n=21)，發(fā)現(xiàn)異戊二烯含量持續(xù)下降，但在術(shù)后3年(n=10)，有5種VOCs發(fā)生顯著改變：異戊二烯和苯的含量下降，但戊烷、甲苯和乙烯苯含量增加。肺癌術(shù)后3年患者的苯、庚烷和辛烷水平與健康人群比較沒有差異。這些發(fā)現(xiàn)再次提示，肺癌患者呼出氣中檢測到的VOCs并不是來源于腫瘤。
驗(yàn)證研究
Machado(14)、Phillips(22)和Mazzone(27)已經(jīng)使用獨(dú)立的人群來驗(yàn)證他們使用其他受訓(xùn)后的人群建立的模型。表6總結(jié)了這些研究的結(jié)果。Machado等(14)使用Cyranose 320儀器檢測了肺癌人群、健康人群和其他呼吸疾病人群(包括哮喘、COPD、肺動(dòng)脈高壓)的呼氣成分。他使用支持向量機(jī)(SVM)，一種學(xué)習(xí)算法來鑒別來自不同人群的呼出氣，準(zhǔn)確率達(dá)到85%，敏感性71.4%，特異性91.9%，對(duì)肺癌的陽性預(yù)測值(PPV)和陰性預(yù)測值(NPV)分別為66.6%和93.4%。2007年，Phillips(22)出版的一項(xiàng)研究中使用模糊邏輯法建立了肺癌患者呼出氣標(biāo)志物檢測的模型。他基于此模型使用GC-MS方法檢測了135名個(gè)體的呼出氣，包括65名肺癌患者和70名健康個(gè)體，其敏感性和特異性分別為84.6%和80%，AUC值為0.88。 Mazzone(27)使用比色分析儀將他建立的模型用于分析獨(dú)立人群包括肺癌、結(jié)節(jié)病、IPF、PAH、COPD和健康個(gè)體，得到的敏感性和特異性較低，分別為73.3%和72.4%。然而，當(dāng)分析不確定的肺結(jié)節(jié)小于30 mm的人群時(shí)(n=29)，獲得的敏感性和特異性分別為100%和60%。
可能影響VOC分析結(jié)果的因素
年齡
2000年，Phillips等(56)使用GC-MS調(diào)查了年齡對(duì)102名正常人呼出氣烷烴成分的影響。他發(fā)現(xiàn)，9-31歲和46-89歲兩個(gè)年齡組的呼氣成分有顯著不同。然而，Dragonieri等(17)、Mazzone等(27)和Wehinger等(57)分別使用Cyranose 320、比色法和質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜(PTR-MS)獲得的結(jié)果有所不同。Dragonieri等針對(duì)20名健康個(gè)體的研究結(jié)果顯示，小于45歲和大于45歲人群呼氣指紋并無差異。Mazzone等(27)也發(fā)現(xiàn)，年齡并不影響檢測結(jié)果(P=0.96)。Wehinger等(19)使用PTR-MS檢測VOC 31(被認(rèn)為是甲醛)和VOC 43(被認(rèn)為是異丙醇)，并未發(fā)現(xiàn)其與年齡相關(guān)。Peng等(19)發(fā)現(xiàn)使用膠體金納米傳感器檢測的結(jié)果也與年齡無關(guān)。
氣道口徑
Lazar等(58)發(fā)現(xiàn)，10名哮喘患者接受乙酰*和等滲鹽水霧化后，使用Cyranose 320分析的呼出氣譜會(huì)發(fā)生改變，但并不受氣道口徑影響。
吸煙
Gordon等(59)使用GC-MS法檢測了5名吸煙者和5名非吸煙者的呼吸氣成分，發(fā)現(xiàn)吸煙會(huì)對(duì)揮發(fā)性的有機(jī)成分產(chǎn)生影響。然而，15分鐘后再次測定的VOCs會(huì)回落到基線水平。一項(xiàng)用Cyranose 320進(jìn)行的研究顯示，無論是肺癌人群還是健康人群，吸煙者和非吸煙者的呼出氣譜并無差別(14)。Machado等認(rèn)為，受試者間的差異很可能與疾病發(fā)展有關(guān)，而與吸煙無關(guān)。這些結(jié)果與Mazzone等的發(fā)現(xiàn)一致。Mazzone等(27)使用比色法來分析呼出氣，檢測的結(jié)果并不受吸煙史影響(目前吸煙、以前吸煙和從未吸煙)(P=0.87)。Peng等(19)也發(fā)現(xiàn)，受試者的吸煙習(xí)慣并不影響使用膠體金顆粒納米傳感器檢測的結(jié)果。Phillips等(22,60)使用GC-MS分析了肺癌人群及有吸煙史、但CT未確診肺癌的人群呼出氣成分，并建立了一套用于鑒別這兩類人群的模型。此模型的準(zhǔn)確性已在獨(dú)立的人群中進(jìn)行了驗(yàn)證。他也發(fā)現(xiàn)目前吸煙和以前吸煙者的ROC曲線并無差別。Fens等(61)在使用Cyranose 320檢測COPD和哮喘患者呼出氣的研究中也證實(shí)，目前吸煙者和以前吸煙者的呼出氣指紋沒有差別(P=0.16)。
肺功能紊亂的嚴(yán)重程度
Machado等使用Cyranose 320對(duì)呼出氣分析的結(jié)果顯示，肺功能紊亂的嚴(yán)重程度并不影響樣本的聚簇分析。
性別
許多研究顯示，性別對(duì)VOCs成分譜的分析沒有影響(19,27,57)。
結(jié)論
這篇綜述闡述了呼出氣VOCs譜、EBC遺傳學(xué)標(biāo)記與肺癌的相關(guān)性。
回顧研究顯示，用犬來診斷肺癌有較高的敏感性和特異性，但結(jié)果仍需要在大型的臨床試驗(yàn)中進(jìn)行驗(yàn)證和重復(fù)，以提高診斷的準(zhǔn)確率。使用GC和MS法檢測呼出氣已經(jīng)鑒定了一些肺癌相關(guān)的化合物，結(jié)果證實(shí)多種VOCs而不是單一的VOC濃度會(huì)升高或下降。這些技術(shù)由于價(jià)格昂貴、操作復(fù)雜，而且需要高度專業(yè)的人員來操作和評(píng)判結(jié)果，因此臨床應(yīng)用受到了限制。相對(duì)而言，電子鼻及相關(guān)的設(shè)備方便、花費(fèi)低，而且操作簡單，臨床應(yīng)用可行性強(qiáng)。這些設(shè)備用于檢測VOCs譜的原理不同；許多使用不同設(shè)備、取樣技術(shù)和不同統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的研究均能一致地區(qū)分肺癌患者和對(duì)照人群。聯(lián)合多設(shè)備、多種方法學(xué)或多種統(tǒng)計(jì)學(xué)方法預(yù)測哪些高危人群易患肺癌，目前還未成現(xiàn)實(shí)。為了優(yōu)化從高危人群中鑒定肺癌的準(zhǔn)確率，目前需要就的設(shè)備、采樣技術(shù)和分析方法達(dá)成共識(shí)。目前，為了確證這些技術(shù)的敏感性和特異性，也需要對(duì)鑒別肺癌和對(duì)照人群的模型進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)證。當(dāng)然，即使存在這些局限性，呼出氣分析方法簡便、花費(fèi)低廉，做為一種新的篩查和診斷肺癌的技術(shù)，其仍有很好的應(yīng)用前景。
EBC是一種可以進(jìn)行遺傳學(xué)標(biāo)志定量分析的技術(shù)，也有一定的應(yīng)用前景。但當(dāng)前它在肺疾病篩選應(yīng)用中并未占有一席之地，主要是因?yàn)榇隧?xiàng)技術(shù)需要匹配復(fù)雜的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室來分析樣本。
致謝
利益沖突：所有作者申明無利益沖突。
譯者|王俊、串俊蘭
校對(duì)者|葉伶云
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