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受體,這些昆蟲擁有驚人的嗅覺——它們可以用它來檢測腫瘤。
癌性腫瘤會釋放出獨特的化學物質版本,稱為揮發性有機化合物,這些化合物通常會出現在汗液、尿液和呼吸蒸汽等體液中。一項發表在《英國皇家學會學報B輯》上的新研究表明,螞蟻可以嗅出尿液中的這些化合物。研究作者表示,有一天,這些昆蟲可以被用作一種更廉價、無創的癌症檢測方法。
“這是一個令人興奮的方向,”生物醫學工程師德巴吉特·薩哈說,他在密歇根州立大學用能檢測癌症的蝗蟲做實驗,但沒有參與這項新研究。他補充說,利用昆蟲生物學是“一種用於疾病檢測的全新且非常強大的方法”。
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索邦巴黎北大學的動物行為學家和該研究的主要作者巴蒂斯特·皮克雷特早就知道螞蟻可以檢測到癌細胞散發出的揮發性有機化合物。他此前發現,他可以訓練褐蟻區分在培養物中生長的癌細胞和健康細胞。現在,他透過使用實際的腫瘤將研究向前推進了一步。
皮克雷特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——這種技術稱為異種移植。然後,他們收集了患有腫瘤的小鼠和健康小鼠的尿液。透過在來自患癌動物的尿液前放置一滴糖水,研究人員訓練螞蟻將腫瘤的氣味與獎勵聯絡起來。當研究小組移走糖水時,這些昆蟲在患癌小鼠的尿液周圍停留的時間比健康小鼠的尿液長約 20%,因為它們在尋找甜食。
螞蟻僅用三個訓練回合,總共約 10 分鐘,就鎖定了氣味關聯。這比訓練能嗅出癌症的狗要快得多,例如,訓練狗可能需要大約六個月的時間。“這是我們沒有預料到的,這麼快就看到了效果,”皮克雷特說。
在全球範圍內,癌症約佔六分之一的死亡人數,使其成為主要的死亡原因。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,或者由於費用昂貴而難以獲得。儘管螞蟻驅動的早期檢測工具的前景令人興奮,但皮克雷特強調,這項研究只是一種概念驗證:該研究離任何形式的臨床應用還很遙遠。與高度受控的實驗室環境和以小鼠為受試者相比,現實生活中的患者將引入許多變數——包括年齡、性別和飲食——這些變數可能會影響結果。而且,新研究中檢測到的腫瘤對於小鼠來說比例很大。接下來,研究人員將調查腫瘤在多小的情況下會無法檢測到,他們還將透過使用來自患有特定癌症的人的尿液來擴大研究規模。
皮克雷特說,同時,無需擔心有一天螞蟻會為了科學研究爬滿你全身:如果這些昆蟲將來被用作癌症嗅探器,患者將提供尿液樣本,供螞蟻在單獨的實驗室中分析。
