【洪存正專欄】很多動物可以聞出來癌症來！

利茲蘭利BYLIZ LANGLEY發表在《國家地理雜誌》的一篇文章<癌症聞起來像什麼？這些動物可以聞出來>(What does cancer smell like? These animals can sniff it out)指出，不僅僅是狗：甚至可以訓練蠕蟲和螞蟻來檢測從 COVID 到肺結核的疾病標誌物。(It’s not just dogs: Even worms and ants can be trained to detect markers of illness, from COVID to tuberculosis.)下次當你因為螞蟻進入你的廚房而生氣時，你可能會花點時間考慮一下它們非凡的感知能力。這些微小的動物可以檢測疾病的標誌，例如癌症。事實上，螞蟻只是眾多能夠通過感官識別人類疾病跡象的生物之一：狗、老鼠、蜜蜂，甚至微小的蠕蟲也能。以下是我們對這些動物及其不可思議的能力的了解。可以教絲螞蟻Formica fusca發現尿液中的乳腺癌氣味，這種螞蟻在整個歐洲都很常見。

文 / 洪存正 綜合報導

法國巴黎北索邦大學 (University Sorbonne Paris Nord) 今年發表在英國皇家學會學報上的一項研究表明，螞蟻可以學會區分攜帶人類乳腺癌腫瘤的小鼠的尿液氣味和健康小鼠的尿液氣味。螞蟻和其他動物通過感知各種揮發性有機化合物 (VOC) 來發現疾病跡象。這些化學物質以多種方式產生，可以在呼出的氣體、汗液、尿液和血液中找到。疾病可以改變我們排放的揮發性有機化合物，導致散發出不同的氣味。通過在癌症樣本附近放置糖獎勵，螞蟻學會了尋找那種氣味，這一過程稱為操作性條件反射。

只需十分鐘，就可以訓練一隻螞蟻

「我們對螞蟻的速度感到驚訝。只需十分鐘，就可以訓練一隻螞蟻。在科學家訓練螞蟻後，他們將昆蟲放入培養皿中，培養皿中裝有來自患有腫瘤的小鼠和健康小鼠的尿液樣本。他們在癌症樣本上花費了 20% 以上的時間。螞蟻通過觸角上的嗅覺感受器聞到構成氣味的化學物質。氣味是它們的主要交流方式，該研究的合著者Patrizia d’Ettorre說，他是巴黎北部索邦大學的動物行為學家。

「他們通過檢測體味來識別群體成員，」並使用信息素——通常濃度很小——以驚人的複雜信號陣列進行交流。

這些螞蟻也不蜇人，而且「獲取和維護成本低廉。蜂蜜和死昆蟲，還有螞蟻都很開心，」皮克雷說。這使他們成為此類工作的優秀候選人。d’Ettorre 說，螞蟻究竟聞到了什麼化學物質還不得而知，而其他癌症檢測動物通常就是這種情況。

訓練狗聞多種癌症，包括黑色素瘤、乳腺癌和胃腸道癌症

可以訓練狗聞多種癌症，包括黑色素瘤、乳腺癌和胃腸道癌症，以及人類的一些傳染病，包括瘧疾和帕金森病。在美國，狗已經在現場對人們進行 COVID-19 篩查，包括在加利福尼亞州的一些學校、馬薩諸塞州的幾個地方以及邁阿密熱火隊的籃球比賽中。

他們還可以聞到其他動物身上的傳染病，包括慢性消耗性疾病，這種疾病會影響鹿的大腦並可能致命。

「這對鹿來說是毀滅性的，檢測它的唯一方法是屍檢，」賓夕法尼亞大學獸醫學院的Cynthia Otto說。

然而，根據發表在Prion雜誌上的一項研究，可以訓練狗檢測鹿糞便中的疾病，Otto 是該雜誌的合著者。Otto 說，在這種情況下和其他情況下，研究人員認為狗可能會通過聞到傳染源本身。

「我們已經做了一些試點研究，研究細菌感染，如果我們用細菌本身訓練狗，狗就能對來自受感染對象的樣本做出反應，」她說。英國慈善機構 Medical Detection Dogs 已訓練狗檢測創紀錄的 28 種疾病，包括特定細菌。

檢測癌症的不同之處在於，狗檢測的是「身體如何對癌細胞作出反應」，包括免疫反應或其他東西產生的氣味。「或者它可能是癌症本身，我們不確定，」奧託說。

它們也可能檢測到不止一種氣味——或者不同的狗可能會聞到不同的氣味。在一項將氣味分成不同組群的卵巢癌研究中，「不同的狗對不同的片段有反應，」奧託說。

老鼠偵探識別出人類痰液中的結核病

另一種用於探測爆炸物的動物是非洲巨袋鼠。2004 年，比利時非營利組織APOPO將訓練有素的非洲巨型袋鼠部署到莫桑比克，「當老鼠首次獲得外部國際地雷行動標準認證時，」該組織培訓和創新負責人Cindy Fast說。從那時起，他們幫助七個國家清除了超過 150,000 枚地雷。APOPO 總部所在地坦桑尼亞沒有地雷，但它是結核病發病率最高的 30 個國家之一。APOPO 的「研究表明他們檢測到一束氣味……這是結核分枝桿菌特有的氣味，」 該組織的傳播經理 Lily Shallom 說，結核分枝桿菌是引起結核病的細菌。與螞蟻一樣，老鼠在訓練期間識別出人類痰液中的結核病樣本時會獲得食物獎勵。經過培訓後，它們充當安全網，為人類技術人員提供支持。

Fast 說，每隻老鼠「在大約 20 分鐘內篩選了 100 個以上的患者樣本」，而人類研究人員需要四天才能完成。當他們識別出一個已經被識別為陽性的樣本時，他們會得到獎勵。但是，如果老鼠對一個已經被認為是陰性的樣本發出警報，它就會被送去使用更昂貴的測試進行評估。據 APOPO 稱，自該計劃啟動以來，老鼠已經發現了超過 23,000 例當地衛生診所遺漏的病例。「與合作的醫療診所相比，他們的病例檢測率提高了大約 50%，」Fast 說，顯然對這些毛茸茸的診斷醫生感到自豪。

讓蜜蜂參加 COVID 測試

好像蜜蜂對我們所做的還不夠，荷蘭研究人員表明，蜜蜂善於嗅出 SARS-CoV-2，即導致 COVID-19 的病毒。像螞蟻一樣，蜜蜂用觸角聞氣味，對氣味非常敏感。荷蘭瓦赫寧根生物獸醫研究實驗室的科學家們將當地的蜜蜂放在特殊的「蜜蜂架」中，這是一種塑料盒，可以讓翅膀和身體活動，只伸出頭。當他們響應 COVID 陽性材料而捲起舌頭時，他們會聞到各種樣品的氣味並獲得含糖款待。隨著時間的推移，他們會在沒有得到獎勵的情況下執行此操作。 就像螞蟻一樣，幾分鐘就能訓練出來，幾秒鐘就能完成一個測試。蜜蜂在 SARS-CoV-2 感染樣本中到底聞到了什麼氣味尚不得而知。研究人員表示，蜜蜂可能有助於傳統測試可能難以進行的偏遠社區。

聰明的蠕蟲可以檢測胰腺癌細胞

比蜜蜂還小的是線蟲秀麗隱桿線蟲( Caenorhabditis elegans)，這是一種類似於沙粒大小的蠕蟲狀生物，常用於實驗室研究。它具有與我們自身非常相似的致病基因，使其成為一種有價值的科學研究模式生物。它也是透明的，因此在顯微鏡下很容易看到它的生物過程。該生物體還被證明具有癌症檢測能力。日本的一項研究表明它可以檢測胰腺癌細胞，而意大利的一項研究表明它可以識別乳腺癌細胞。 在這兩種情況下，蠕蟲在某些情況下都會向帶有癌細胞的樣本移動並避開健康的樣本。一家日本生物技術公司正在提供一種早期檢測癌症的 N-Nose 檢測方法，公眾可以將尿液樣本送來，然後讓蠕蟲對其進行檢測。