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2024 年 5 月 21 日
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【于思專欄】螞蟻能嗅出癌症

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《科學美國人》(Scientific American) 1 月 24 日一篇Jude Coleman的報導<螞蟻能嗅出癌症>(Ants Can Sniff Out Cancer)告訴我們,超級嗅覺螞蟻很快學會識別小鼠尿液中的腫瘤特徵。(Supersmeller ants quickly learn to recognize tumors’ signatures in mouse urine)。

文 / 于思 綜合報導

報導說,螞蟻沒有鼻子,但這並不能阻止它們嗅出癌症。由於觸角上有大量的嗅覺感受器,這些昆蟲具有令人難以置信的嗅覺——它們可以用它來檢測腫瘤。

癌性腫瘤釋放出一種獨特的化學物質,稱為揮發性有機化合物,這些化學物質通常出現在汗液和尿液等體液和呼吸蒸氣中。根據發表在英國皇家學會學報 B上的一項新研究,螞蟻可以嗅出尿液中的這些化合物。研究作者說,這些昆蟲有朝一日可能會被用作一種更便宜的、無創的癌症檢測方法。

「這是一個令人興奮的方向,」生物醫學工程師 Debajit Saha 說,他在密歇根州立大學進行癌症檢測蝗蟲實驗,並沒有參與這項新研究。他補充說,利用昆蟲生物學是一種「新的、非常強大的疾病檢測方法」。

Baptiste Piqueret 是巴黎北部大學的動物行為學家,也是該研究的主要作者,他已經知道螞蟻可以檢測到從癌細胞中飄出的揮發性有機化合物。他之前發現他可以訓練螞蟻物種Formica fusca來區分癌細胞和培養的健康細胞。現在他通過使用真實的腫瘤使研究更進一步。

Piqueret 和他的團隊首先將人類乳腺癌腫瘤移植到小鼠體內並讓它們生長——一種稱為異種移植的技術。然後,他們收集了攜帶腫瘤的小鼠和健康小鼠的尿液。通過在患有癌症的動物的尿液前滴一滴糖水,研究人員訓練螞蟻將腫瘤的氣味與獎賞聯繫起來。當研究小組去除糖水時,這些昆蟲在癌變小鼠的尿液周圍逗留的時間比健康小鼠的小便長約 20%,因為它們正在尋找甜食。

只用了三輪訓練,總共大約 10 分鐘,就鎖定了螞蟻的氣味聯想。這比訓練有癌症氣味的狗要快得多,例如,後者可能需要大約六個月的時間。「我們沒想到會這麼快看到它,」Piqueret 說。

在全球範圍內,癌症導致大約六分之一的死亡,使其成為死亡的主要原因。早期檢測是成功治療的關鍵因素,但目前的篩查方法可能具有侵入性或由於成本原因無法使用。儘管以螞蟻為動力的早期檢測工具的前景令人興奮,但 Piqueret 強調該研究只是概念驗證:該研究距離任何類型的臨床應用還很遙遠。與以小鼠為受試者的高度受控的實驗室環境相比,現實生活中的患者會引入許多可能影響結果的變量,包括年齡、性別和飲食。在新研究中檢測到的腫瘤在小鼠中比例較大。接下來,研究人員將研究腫瘤在未被發現之前可以有多小,他們將通過使用患有特定癌症的人的尿液來擴大研究規模。

同時,Piqueret 說,您無需擔心有一天螞蟻會為了科學研究而在您身上爬來爬去:如果將來這些昆蟲被用作癌症嗅探器,患者將提供螞蟻可以在單獨的實驗室中分析的尿液樣本。

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