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自医学诞生以来，气味就一直被用于医学诊断。在古希腊，像盖伦这样的医生利用五种感官来判断病人的健康状况，甚至可以闻出他们的呼吸或粪便的气味，甚至可以尝出他们的汗液或尿液的味道。令人费解的是，这些方法在 1989 年之前一直不受青睐，直到 1989 年，一份名为《柳叶刀》的英国杂志发表了第一份关于狗嗅出癌症的报告。狗是认识气味重要性的第一步，因为它们有 2.2 亿个嗅觉感受器，而人类只有 500 万个。训练狗并利用它们进行精确诊断仍是一项挑战，但这些发现为研究人员指明了一个新方向：他们开始研究呼吸中的分子。
根据维基百科的解释，我们的呼吸中含有挥发性有机化合物（VOCs），它是 “在普通室温下由于沸点低而具有较高蒸气压的有机化学物质”。我们每个人呼吸中这些物质的比例都是独一无二的，通过适当的分析，可以为我们提供某些疾病的信号。这种分析是通过质谱法进行的，质谱法是一种将化合物中的分子离子化（基本上是使其带电），并通过电场或磁场将这些离子分离的过程。不同粒子的重量-电荷比不同，意味着它们在这些磁场中的偏转路径也不同，从而可以检测出呼吸等化合物中的极微量粒子。
回到我们之前提到的人类最好的朋友闻出癌症的例子，我们可以把狗的鼻子换成质谱仪，把狗的大脑换成一些人工智能算法。然后，我们就有了呼吸诊断技术，它是诊断癌症、糖尿病、肝病或心力衰竭等疾病的非侵入性快速替代方法。让我们来看看呼吸诊断领域的 9 家公司。
呼吸诊断
成立于 2014 年的肯塔基州 Prospect 初创公司 Breath Diagnostics 获得了 2.5 万美元的资助，用于开发肺癌呼气诊断设备。该公司声称，他们的OneBreath测试比目前的放射技术更准确，能在93.6%的病例中检测出肺癌，并在77%的情况下区分良性和恶性肿瘤。检测非常简单。患者将一升空气吸入一个塑料袋，然后将塑料袋连接到真空泵上，用质谱仪进行分析。
临床前试验已经完成，Breath Diagnostics 目前正在寻求 220 万美元的种子资金，用于设计和开发、独立临床验证研究以及申请 FDA 批准。有了好的想法或产品，并不意味着投资者就会敲开你的大门为其提供资金。
Owlstone Medical
Owlstone 由剑桥大学的一个小组于 2005 年创立，是一家销售 “场非对称离子迁移谱仪 (FAIMS) “的盈利公司，也可以说是 “芯片上的化学检测”，目前正向全球的军事和工业客户销售。
2016 年，他们分拆出 Owlstone Medical 公司，在医疗诊断应用领域开发 FAIMS 技术并将其商业化，迄今已获得 3150 万美元的融资。下图显示了他们的 “呼吸活检 “技术如何取代那种单滴血液测试。
凭借一整套挥发性有机化合物分析工具、可外包给挥发性有机化合物研究的内部分析团队以及强大的临床试验管道，Owlstone Medical公司即将把他们的呼吸诊断工具推向市场，研究人员已经可以在网站上下单了。本月，由 Aviva Ventures 领投的最新一轮融资为该公司带来了 1,500 万美元的净收益，他们将利用这笔资金在全球范围内实现其呼吸活检工具的商业化。
Menssana Research
新泽西州初创公司 Menssana Research 已筹集到一笔未公开的资金，用于开发一种呼气样本采集方法，该方法可与现场外快速分析相结合，以获得即时结果。他们的 BreathLink 系统需要一个人对着仪器呼吸两分钟，仪器会测量其挥发性有机化合物。**信息经过加密后通过云应用程序上传到中央实验室，然后使用专有算法进行分析。**结果会在几分钟内传回护理点。他们的 “令人叹为观止的技术 “可以识别乳腺癌、异常乳房 X 光检查和肺结核。
目前正在进行多中心盲法研究评估，以获得美国食品及药物管理局的批准，美国国家癌症研究所为此提供了 200 万美元的资助。Menssana 已经向医生提供了获得 FDA 批准的心脏移植排斥测试，最近还开发了一种 “呼吸袋”，可以在临床环境之外采集样本。
Fossil Ion Tech
成立于 2015 年的西班牙初创公司 Fossil Ion Tech 获得了一笔未披露的资金，用于开发他们的迭代质谱仪。SUPER SESI（Secondary Electro-Spray Ionization的缩写，即二次电喷雾电离）会产生一团离子，使接触到的蒸汽分子带电。该过程在高温下进行，以便更好地检测具有更大生物意义的低挥发性物质（并非所有挥发性有机化合物都能在室温下保持气相状态）。他们的产品型号极其丰富。
这项技术使用较低的能级，因此电离效率高、精度更高且结果立竿见影。SUPER SESI 产品套件采用 11 项专利技术，并配有名为 Ariadne 的专有分析软件。实验室和研究机构只需提交申请并支付一定的现金，即可获得该产品。
新英格兰呼吸技术
成立于 2015 年的马萨诸塞州初创公司新英格兰呼吸技术公司（New England Breath Technologies 或 NEBT）获得了一笔 2.5 万美元的资助，用于开发一种能检测血糖水平的呼吸分析仪。糖尿病患者每天需要检测 4-12 次血糖，通常需要每次从手指上抽一滴血。
这种名为 Glucair 的呼气分析仪能记录患者呼气中丙酮的浓度，而丙酮浓度与血糖呈线性相关。由两人组成的 NEBT 团队获得了加速器项目和美国糖尿病协会的好评。当然，其他一些科学家也在研究这个问题。
凯恩诊断
田纳西州初创企业凯恩诊断公司（Cairn Diagnostics）筹集到一笔未公开的资金，用于开发一种胃瘫呼气测试。胃痉挛是一种胃无法正常排空的疾病，估计影响到1.8%的人口。根据医学研究，大多数病例仍未得到诊断，影响了患者的生活质量。测量胃排空的传统扫描方法是在进餐时摄入放射性物质。然后用伽马相机扫描胃部，测量胃的排空速度。
Cairn 的呼气测试使用的是混在预检煎蛋卷中的碳-13 同位素，而不是发光的钚石。随着胃的排空和小肠对食物的新陈代谢，呼出的气体中会含有由碳-13 同位素组成的二氧化碳微粒。测量呼出的 13CO2 随时间变化的比率，并将其与患者进餐前的数值进行比较，就能计算出 13CO2 的排泄率，从而确定个人的胃排空率。由于 13C 分子是天然存在的，对人体无害，因此这项检测的创伤性要小得多。它也更快速、更方便。该检测已通过美国食品及药物管理局（FDA）认证，医学博士也可使用。
BreathDX
成立于 2015 年的英国初创公司 BreathDX 已筹集到 120 万美元，用于开发一种测量呼气中氨含量的设备，以替代血液检测。呼气中的氨是多种疾病的标志物，但最重要的是肾脏问题。该公司开发了 AmBeR 测试既适用于家庭检测，也适用于临床环境。在此之前还没有家庭检测方案，因此患者必须经常去医院检查氨水平。都柏林城市大学于2015年8月将AmBeR技术授权给BreathDX公司，并持有该公司的股份。他们提供的 120 万美元资金将用于将该设备推向市场。
生物医学呼吸技术
加拿大公司 Breathtec Biomedical（CNSX：BTH）成立于 2015 年，2016 年开始在加拿大证券交易所交易，目前市值仅为 1050 万美元。该公司正在开发一种筛查癌症、糖尿病、呼吸系统疾病和肝病的测试。
Breathtec Biomedical 公司称，“你身体里的任何东西，只要最终进入血液，都可以通过你的呼吸来测量”。
赛夫特技术
新西兰公司 Syft Technologies（USX:SYF）成立于 2002 年，市值 6000 万美元，在新西兰一家名不见经传的中小型企业交易所—非上市证券交易所上市。他们的团队开发了一种新型、先进的质谱仪，名为 “选择离子流管质谱仪（SIFT-MS）“。该技术采用 “超软、精确控制的化学电离”，可进行高灵敏度测量并实时生成分析结果。
Syft 在过去三年中一直保持盈利，并在美国、德国和中国设立了全球办事处，业务不断扩展。客户包括三星、LG 和高露洁棕榄等大公司，根据 ShareChat 的一篇文章，该团队正在为未来几年的一些并购活动做准备，文章谈到 “在未来五年内，每年销售 500 到 1000 台仪器，创造 1.25 亿到 2.5 亿美元的收入”。
结论
呼吸是你唯一可以有意控制的自动身体机能，没有它，你就会死亡。随着质谱和分子分析技术的进步，呼吸也将成为你的诊断指纹，取代活检、验血和 X 光扫描等侵入性方法。约翰-霍普金斯大学已经利用呼气分析诊断出四种疾病，随着这些公司的成熟，这一数字还可能会增加。
也许有一天，空调将成为我们疾病的第一检测点。