本文首发于公众号「呼气试验」，此处为归档版本。

之前写过一篇关于呼气检测发展历程的介绍，文中涉及了呼气检测技术演进中闪现的里程碑事件（传送门：呼气检测简史-从呼吸的气味到生命的密码）。文章发布后有读者后台留言询问为什么没有看到红细胞寿命呼气检测技术的介绍。通过CO浓度间接测定红细胞寿命当属呼气检测一派，在下疏忽，今日补上这一课。

讲个故事给大伙听吧！如有雷同，纯属巧合。

一、金标准的代价

红细胞寿命是人体最基础的生理参数之一。

健康成年人的红细胞平均能活120天。它们从骨髓中释放，在血管里奔流，运送氧气，然后衰老、破碎、被清除。这个循环正常运转时，你感觉不到。一旦出了问题，就是贫血、黄疸、溶血性疾病的开始。

但怎么测？

一百年前，有人发明了差异凝集法，通过输血实验推算红细胞寿命。后来有了¹⁵N-甘氨酸标记法，有了⁵¹Cr放射性标记法，有了生物素标记法——这些方法被医学界称为“金标准”。

金标准这三个字，听起来很光鲜。但你不知道的是：一次完整的⁵¹Cr标记检测，需要反复抽血，持续近一个月。

临床检测要的是啥？当然是快速、准确。这么长的检测周期，是可忍孰不可忍。

所以，尽管红细胞寿命是诊断溶血的“金标准”，临床医生们却很少用。不是不想用，是用不起——时间、成本、患者体验，样样都是门槛。

医学界太需要一个更好的办法了。

二、一道光，来自美国

对，你没看错，又是来自美国。创新这一块老美从来就没输过。

1992年，美国明尼苏达大学的Levitt团队发表了一篇论文，提出了一种全新的思路。

他们发现：人体内源性一氧化碳中，大约70%来自衰老红细胞的降解。每降解一分子血红蛋白，就会产生一分子一氧化碳。这些一氧化碳通过肺排出体外。所以，只要精确测量呼气中的内源性一氧化碳浓度，再结合血红蛋白浓度，就能反推出红细胞的寿命。

这就是Levitt一氧化碳呼气试验法。

原理简单，逻辑清晰，而且无创——只需要吹口气。

这在当时的医学界引起了不小的轰动。

但问题很快暴露出来。

测量呼气中的一氧化碳，说起来容易，做起来难。环境空气中本来就有，浓度大概几百ppb。而呼气中来自红细胞降解的那部分，浓度也在这个量级。你需要测的是差值——两个极小的数字相减，然后从中算出红细胞寿命。

这个差值的精度要求之高，懂的都懂。

用气相色谱仪可以实现痕量CO的检测，虽然比标记法快了很多，但要推广到临床，几乎没有可能性。一个红细胞寿命测定，要放一台庞然大物到医院，临床医生肯定第一个say no。

Levitt的发现像一道光，却没有人能把这束光装进手电筒。

三、深圳，新的创新高地

美国人办不成的事，让我们中国人来。

精彩的故事，要从中国南方的一座城市深圳说起。

一支名不见经传的队伍以Levitt团队阐述的原理投入了一个新项目——开发一款用一氧化碳呼气试验来测定红细胞寿命的可用于临床检测的体外诊断设备。

Levitt团队原理写得清清楚楚，公式列得明明白白。可十八年过去了，全世界没有任何一家公司能把这项技术变成产品。不是没人试过，是根本做不出来。

为什么？

因为这项技术对测量精度的要求，超出了当时几乎所有气体传感器的能力极限。

先理解一个概念：一氧化碳的浓度单位是ppb，十亿分之一。环境空气中大概有200到300个ppb，呼气中因为来自红细胞降解的那部分，大概也是这个量级。你要测的不是它们本身，而是它们之间的差值。这个差值可能只有几十个ppb。

更麻烦的是，呼气里还有水蒸气、二氧化碳这些干扰成分。一氧化碳的红外吸收峰在4.65微米左右，水蒸气在这个波段也有吸收。如果不把这些干扰去掉，测出来的数据就是一团浆糊。

还有肺泡气的采集问题。你要测的是肺泡里的气体，不是口腔，不是气管。如果采集时混入了死腔气体，结果一样不准。

这三座大山，随便搬开一座都够喝一壶的。而这支队伍，要同时搬开三座。

怎么搬？

先从传感器说起。市面上能测到ppb级别的传感器，一只手数得过来。他们试过电化学、试过气相色谱、试过各种各样的方案。电化学传感器便宜，但精度不够，漂移大。气相色谱精度够，但机器比冰箱还大，测一次要预热半小时，根本没法进临床。

最后，他们把目光锁定在了一种叫“非色散红外光谱”的技术上。这种技术的原理说起来也不复杂：不同的气体分子会吸收特定波长的红外光，一氧化碳的吸收峰在4.65微米左右。你往气体里打一束红外光，看它衰减了多少，就能反推出浓度。

说起来简单，做起来全是坑。

首先，红外光源的稳定性就是个问题。温度一变化，波长就会漂，测出来的数据跟着漂。他们花了整整两年，才把光源的温度补偿算法做稳定。

其次，水蒸气和二氧化碳的干扰必须消除。他们设计了一套“去干扰系统”，用特殊的吸收剂先把水和二氧化碳吸掉，然后再测一氧化碳。

然后还有一个问题：环境本底。

前面说了，环境空气中本来就有200到300个ppb的一氧化碳。如果你只测呼气，不测环境，那测出来的数据就包含了环境的影响，根本没法用。他们想到了一个办法——同时采集肺泡气和环境空气，测出两者的差值，用这个差值来推算红细胞寿命。这就是“配对测量”技术。

这个想法听起来简单，但要在仪器里实现，需要两套独立的气路、两套检测通道，还要保证它们的响应速度完全一致。他们前前后后改了十几版设计，才把这项技术做稳定。

最后，是肺泡气的采集问题。

为了确保采集到的是真正的肺泡气，他们在采气设备里设计了一个“分通道”。受试者吹气时，前300毫升被认为是口腔和气管里的“死腔气”，自动排掉；后面的气体才进入采样袋。

每一项技术突破，都不是一夜之间发生的。

最艰难的时候，团队连续三个月没有拿出一个能用的数据。有人开始怀疑这条路是不是走不通，有人建议先放一放，去做点容易的。

带头人给自己立了一个规矩：“不论是开心还是失落，都不能超过一小时。人的一生时间是有限的，不能被情绪左右太久。”

功夫不负有心人。2014年，仪器终于通过了所有的测试。

它用了不到8分钟，就能测出红细胞的寿命。不需要抽血，不需要放射性标记，不需要等上一个月。受试者只需要对着采气设备吹一口气，然后坐在旁边等一会儿，结果就出来了。

当年，这款产品被国家药监局认定为“创新医疗器械”。这是广东省首个获此殊荣的二类医疗器械。

两年后，它拿到了医疗器械注册证。

这是全球第一台能精准测定红细胞寿命的呼气检测仪器。

有人问带头人：美国人的理论，你们做成了产品，这算不算“弯道超车”？

他说了一句话，后来被很多人引用：“在这个领域，发达国家并不比我们先进。把握住机会，一定可以在国际医学领域大放异彩。”

从1992年Levitt团队发表论文，到2016年红细胞寿命呼气测定仪上市，中间隔了24年。24年里，无数人尝试过把理论变成工具，最后做到的，是一群深圳人。

四、这口气，到底有多重

你可能想问：测出红细胞寿命，又能怎样？

我给你讲几个场景。

• 场景一：溶血性疾病

地中海贫血、蚕豆病、新生儿黄疸——这些病的本质，都是红细胞被过早破坏。但溶血早期，血常规中的血红蛋白可能完全正常，因为骨髓有6-8倍的代偿能力。红细胞死得快，骨髓造得也快，你查血常规，根本看不出问题。

但红细胞寿命这个指标，会敏感地降低到原来的1/6甚至1/8，直接告诉你：红细胞正在加速死亡。

• 场景二：贫血的鉴别诊断

贫血是一个症状，不是病因。什么样的贫血是造血功能出了问题？什么样的贫血是红细胞破坏过快导致的？以前要靠经验推测，现在靠红细胞寿命一测便知。中国专家共识已经明确指出：红细胞寿命测定在血液系统疾病中具有重要临床价值。

• 场景三：药物的安全监测

有些药物会导致溶血，比如利巴韦林。过去，医生只能等到患者出现明显贫血症状才停药。现在，红细胞寿命的动态变化，可以在伤害发生之前发出预警。

从2016年至今，这款产品已经迭代到第三代，入驻了全国一百多家大型三甲医院。它被写入中国专家共识，被国际顶级期刊《American Journal of Hematology》的研究证实——与金标准¹⁵N-甘氨酸标记法的相关性高达r=0.98，线性拟合R²=0.96。

这意味着什么？

意味着这个“一口气”测出的结果，和那个需要抽血、耗时数周、花钱无数的“金标准”几乎完全一致。

五、未来，让呼吸被读懂

写到这里，我想起《飞驰人生》里的一句台词：“人生不是百米冲刺，而是一场漫长的拉力赛，重要的不是终点，而是飞驰的过程。”

这个故事，也是一场漫长的拉力赛。

从1992年Levitt团队提出一氧化碳呼气检测法，到2014年获得创新医疗器械认定，到2016年拿到注册证，再到今天的产品迭代和临床应用——这条路走了二十多年。

几十年间，中国的呼气检测行业发生了翻天覆地的变化。幽门螺杆菌检测已经是常规项目，FeNO检测成了哮喘管理的标配，甚至在新冠疫情中，美国FDA紧急授权了基于呼气分析的COVID-19检测产品。

而红细胞寿命检测，这个曾经最“难啃的骨头”，已经被中国人啃了下来。越来越多新的公司也加入到红细胞寿命呼气检测的行业中来了。

未来，我们可以推进设备的小型化，让红细胞寿命检测不仅走进门诊、走进社区，还要走进千家万户。

这意味着什么？

意味着有一天，你可能不需要去医院，不需要抽血，在家吹一口气，就能知道自己的红细胞寿命，知道骨髓的造血状态，知道有没有潜在的健康风险。

每一次呼气，都是身体内部宇宙的一次叹息。

而中国智造，正在让这些叹息，被读懂。