在防範新冠病毒傳播上，隔離、保持社交距離、體溫檢測、核酸和抗體檢測等手段已經是屢見不鮮，而英國科學家近日則是想出了一個新招兒——用狗「聞」出病毒。
據外媒報導，倫敦衛生和熱帶醫學學院的研究人員將與杜倫大學和慈善機構「醫學探測犬」(Medical Detection Dogs)合作，進行第一階段的試驗。
研究的初始階段將從倫敦醫院的新冠病毒患者身上收集氣味樣本。6隻專業犬將接受訓練，以從樣本中識別病毒。
該慈善機構和大學向政府提交了臨床試驗的提案，本周早些時候被接受，並獲得了50萬英鎊的資助。
病毒可以「聞」出來?
讓狗「聞」出病毒，聽起來天方夜譚，那麼其中的科學原理是什麼呢?
氣味是彌散在空氣中的特殊物體的分子。這些特殊的分子刺激人的嗅覺細胞,並在嗅覺細胞內產生相應的一系列的化學反應。
雖然病毒並不會產生氣味分子，但疾病引發的身體反應卻有可能使得體味改變。
其中一個例子就是糖尿病：糖尿病患者通常會有其他的併發症，包括嗅覺或體味的突然改變。尿路感染和高血糖會增加體味和口臭。
當一個人的身體沒有足夠的胰島素，他的細胞就無法得到獲取能量所需的糖。糖尿病酮症酸中毒患者的典型症狀為呼吸中有類似爛蘋果氣味的酮臭味。
另一個例子則是腎衰竭。患有慢性腎衰竭的病人的呼吸中會含有氨氣的味道(聞起來類似於尿味或魚腥味)，這是因為腎臟的作用是從血液中清除廢物，當它的功能衰竭時，腎臟就無法再清除血液中的毒素。這些廢棄物堆積在體內，其中一種釋放方式就是通過呼吸系統。
肺部感染、支氣管炎、肺膿腫、慢性支氣管炎、肺炎、肺氣腫，甚至肺癌也都會引起不同程度的口臭。這些氣味主要是由肺部積聚的粘液引起的。其中，肺膿腫患者常伴有腐爛和酸性口臭，肺結核咯血、支氣管擴張咯血常出現血臭口臭。
2017年，一位護士喬伊•米爾恩(Joy Milne)稱其丈夫、一位帕金森患者帶有一種類似麝香的氣味。帕金森病患者易出現特異性的脂溢性皮炎，這可能會導致特殊的氣味產生，另外也有研究發現在帕金森病的大鼠模型上，揮發性有機物(乙醛、乙醇、環乙烷等)隨著紋狀體多巴胺能神經元的減少，在不同組織出現改變，在呼出氣體中可出現特異性的成分變化。
怕熱多汗是甲亢症狀的臨床表現特徵之一。當甲狀腺過於活躍的時候，人體新陳代謝亢進，會分泌過多的汗水，引起過多的體味。
基因突變也會影響體味——當一個人患有三甲胺尿症時，身體無法分解三甲胺化合物，這種化合物會在人體內積聚，並在汗水、尿液和呼吸中釋放出來。三甲胺尿症又稱「魚臭症」。
而當細胞癌變時，會伴隨著基因和蛋白質的變化，導致形成細胞膜的脂類發生過氧化反應，然後這些過氧化的脂類會生成特殊的揮發性有機化合物(VOCs)，這就是癌症患者會具有不同的體味的原因。
即使並未患有上述疾病，僅僅是長得胖了點，也可能導致體味改變——美國加州洛杉磯瑟達斯·西奈醫學中心的研究人員發現，呼吸能表明一個人患肥胖症風險的機率：通過對792人的呼吸氣味進行分析後發現，氣息中甲烷和氫氣這兩種氣體含量較高的人，其身高體重指數較高，身體中的脂肪比例也較高。
如果說上述例子是「被動」散發氣味，那麼還有一些疾病則是「主動」的。比如英國研究發現，瘧疾患者會因為瘧原蟲而散發出一種類似雞尾酒香味的奇特氣味，該氣味再與寄主的體味相混合，就會形成一種讓蚊蟲無法抗拒的氣味，吸引蚊蟲，達到瘧原體的傳播目的。該研究還發現瘧疾攜帶者在患病的不同階段產生的氣味也各不相同。
狗：檢測疾病的「利器」
狗有3億嗅覺感受器，相比之下，人類只有500萬嗅覺感受器，因此狗非常擅長搜尋微弱的氣味。
狗為人類嗅出疾病的故事也由來已久。1989年，英國倫敦的兩位皮膚病學家在著名的醫學雜誌《柳葉刀》上描述，一名44歲女性患者的狗狗發現了女主人腿上的一顆痣是惡性黑色素瘤(一種致命性的皮膚癌)，這隻狗總是湊到她的腿上聞這顆痣並試圖咬掉它。
不少糖尿病患者使用狗來檢測他們的血糖水平是否處於危險範圍。慈善機構Hypo Hounds就訓練狗狗通過主人的呼吸或汗液來辨別主人的變化。試驗表明，寵物狗能比血糖監測器更早發現問題。
Dogs4Diabetics的狗狗們通過嗅罐子裡的一名糖尿病患者處於低血糖時的汗液擦拭物進行訓練。該組織每訓練一隻這樣的血糖監測犬耗費約五萬美金。
Medical Detection Dogs一項利用狗的嗅覺檢測攝護腺癌的臨床試驗中，初步檢測結果顯示經過訓練的狗可以從患者尿液中檢測出93%的攝護腺癌病例，經過6個月訓練的狗可以可靠地識別出有癌細胞的尿液。
2018年，研究人員提出證據，狗可以通過嗅某人的襪子來判斷他們是否患有瘧疾。檢測用襪子共175雙，其中30雙來自患有瘧疾的甘比亞孩童，其餘145雙為未感染孩童的襪子。經過幾個月的訓練，狗能夠辨別出一個孩子是否患有這種疾病，即使他們沒有表現出任何症狀。報導稱，狗狗嗅出瘧疾的正確率達70%。
在用氣味檢測疾病的思路上，除了狗以外，老鼠、昆蟲也曾參與研究。英國產品設計師Suana Soares曾設計出一種簡單的用蜜蜂來診斷疾病的裝備Bee’s，但儘管蜜蜂經過訓練，Bee’s在實際應用中只能測出糖尿病。
「電子鼻」是另一種可能的思路。1964年，Wilkens和Hatman利用氣體在電極上的氧化還原反應原理開始了「電子鼻」的研究。1994年，Gardner等發表了關於「電子鼻」的綜述性文章，正式提出「電子鼻」的概念。
2010年，以色列科學家研發出可使用的「電子鼻」，只要通過簡單的呼吸測試，就可以查出肺癌、乳腺癌、腸癌和攝護腺癌。
用狗檢測新冠肺炎，可行嗎?
回到正題，既然狗的嗅覺已經在許多疾病上發揮作用，那麼新冠肺炎也是一種有希望被「嗅」出的疾病。
新冠肺炎的典型症狀有發熱、腹瀉、乾咳、肺部充斥黏液狀的分泌物，嚴重者會出現膿毒症休克、代謝性酸中毒、出凝血功能障礙等。此外，腳趾上的異常皮疹、疑似川崎病的全身血管發炎等也是新冠肺炎的可能症狀。這些症狀都可能引起人體的體味改變。
在英國這項針對新冠肺炎的研究中，Medical Detection Dogs表示，每隻犬每小時最多可以檢測250人，而且經過訓練，它們可以在兩個奧運會標準游泳池中檢測出相當於一茶匙糖稀釋量的疾病氣味。
如果狗真能在篩選新冠肺炎潛在患者中發揮重要作用，這或將成為頭條新聞，有助於對大量人群進行篩查。
Medical Detection Dogs聯合創始人兼執行長Claire Guest稱：「我們確信我們的狗將能夠找到Covid-19的氣味，然後我們將進入第二階段，在現場測試它們，在此之後，我們希望與其他機構合作，訓練更多的狗以便大規模部署。」
一直是人類好朋友的狗狗們，有望在這次抗擊新冠疫情的重大行動中也和人類並肩作戰，成為 「抗疫鬥士」。
編譯/前瞻經濟學人APP資訊組
參考文獻：
https://news.163.com/20/0120/08/F3ARFB8S0001899O.html
https://www.theguardian.com/science/2020/may/16/uk-researchers-hope-dogs-can-be-trained-to-detect-coronavirus
https://thompsontee.com/blog/medical-conditions-that-cause-body-odor/