代谢组学Metabonomic
“Metabonomic”代谢组学是1999年帝国理工Nicolson教授首次提出的概念。继基因组、转录组、蛋白组之后，代谢组是生物动态调控系统中最接近表型的组学，能更好诠释细胞内生命活动。代谢组的研究对象涵盖生物体系中参与生物代谢途径中的所有分子量低于1500Da的小分子物质，存在于呼出气、唾液、尿液、血液、组织、细胞等生物样本之中。其中，呼出气、唾液、尿液代谢组研究为无创疾病诊断提供了重要的科学依据。
来源：Hybrid Volatolomics and Disease Detection
近年来的研究表明，人体呼出气体中包含着与人体代谢或体内菌群代谢紧密相关的痕量、微量挥发性物质。
健康人呼出气主要化合物及其浓度
来源：diagnostics 汇健科技整理
当身体从健康状态到病理状态转换时，呼气中的挥发性有机物（volatile organic compounds，VOCs）和部分无机气体分布也会发生改变。
挥发性代谢组学的研究发现与癌症相关的VOCs高达253种。其中与肺癌相关呼出气体成分改变主要归因于肿瘤细胞基因组学的改变激活了肿瘤细胞膜上的脂质过氧化应激反应，使得细胞膜上的挥发性有机物（VOCs）释放到内环境及气道中。
来源：A review of exhaled breath: a key role in lung cancer diagnosis
通过分析肺癌患者呼出气指纹（挥发性物质的种类、浓度和相对丰度）与肿瘤的关系可以找到潜在的肺癌标记物。从2003年开始，国际上多个研究小组在肺癌呼气诊断研究中，陆续发现了与肺癌相关三大类VOCs，其中包括烷烃类、醛酮类、烷基苯类。上述三类VOC与肺肿瘤细胞氧化应激反应、脂质过氧化及脱氢、自身免疫防疫过程中的代谢产物变化相关。此外，肺癌发生过程中往往会伴随着呼吸系统炎症反应，因而在呼出气中也会存在某些痕量无机气体如NO，H2S, NH3的改变。因而，同时检测呼出气中的VOCs和痕量无机气体，对于肺癌的高准确判别至关重要。
此前，汇健科技研发团队与浙江大学化学系及附属邵逸夫医院合作，研发了一种能同时对痕量无机气体和VOCs产生高灵敏响应的石墨烯电子鼻，对106例临床样本的测试结果显示该电子鼻的判别肺癌的敏感性为95.8%，特异性为96.0% （ACS Applied Materials & Interfaces https://doi.org/10.1021/acsami.0c00720）。
2021年度获批的省重点研发计划项目——“基于传感器阵列的肺癌诊断与筛查新技术的建立及临床研究”将在此基础上进一步开展大队列的多中心临床研究。
来源：汇健科技
因此，呼气检测作为一种新兴的肺癌诊断手段，具有非侵入性、简单、廉价等特点，未来在肺癌无创筛查领域具有极佳的应用前景。公司即将开展LungScrTM肺癌筛查项目志愿者计划，推动无创筛查技术在个人健康监测和临床诊断领域的应用，打造普惠化的肺癌早筛平台！
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