或许有朝一日,癌症可以通过蚂蚁来发现。
近期,一项发布在Cell子刊iScience上的文章发现,蚂蚁物种中的丝光褐林蚁(FormicaFusca)具有发达的嗅觉,可以分辨出癌细胞特殊的气味,从而区分人类的癌细胞和健康细胞[1]。
(iScience2月21日在线版)为什么选择用蚂蚁?以往有研究表明,癌细胞的新陈代谢与正常细胞不同,会产生挥发性有机化合物(VOC)[2]。
由于蚂蚁具有嗅觉灵敏、培养成本低的特点,来自法国的研究人员尝试训练蚂蚁成为经济实惠的检测工具。
研究人员在实验室环境下对36只丝光褐林蚁进行一番“调教”,他们先在人类癌细胞样本(IGROV-1,卵巢癌)中加入糖液对蚂蚁进行奖励,让他们强化对癌细胞气味的记忆,随后,将这些蚂蚁暴露在两种乳腺细胞中,一种是源自乳腺癌的上皮癌细胞MCF-7(Luminal-A),另一种是健康的乳腺细胞MCF-10A。
结果发现,蚂蚁在癌细胞附近花费的时间会明显多于正常细胞,说明它们可以分辨出二者的区别。
不仅如此,它们还能区别MCF-7细胞系和MDA-MD-231这两种不同的乳腺癌细胞系。
那么,与正常细胞相比,癌细胞究竟拥有哪些独特的气味呢?进一步的研究发现,不同的癌细胞中的VOC的成分是不同的。
如,在IGROV-1细胞系中,苯乙烯和十二烷含量更高,这些VOC在卵巢癌患者的呼吸中含量也更高。
MCF-7细胞中苯乙烯和十二烷含量更高,而苯甲醛含量较低。
MDA-MD-231细胞中的十二烷更多,但苯甲醛含量更少。
狗鼻子灵敏,能用狗么?这并非学术界第一次使用动物的嗅觉来检测癌细胞。
近年来,也有不少研究尝试使用狗进行相关实验[3-5],那用狗鼻子不“香"么?研究人员表示,狗的鼻子非常适合医学诊断,也能够检测出癌细胞中的VOC,但训练它们这样做需要几个月到一年的时间,而蚂蚁的训练时间极短,仅需要30分钟,并且培育和维护蚂蚁的成本更加低廉。
另一方面,受过训练的蚂蚁可以由任何人在任何地方判断癌细胞,在医疗机构实施的可能性也很高。
当然,将蚂蚁用于癌症相关检测前,还需要进行大量的临床试验。
参考资料[1]PiqueretB,BourachotB,LeroyC,etal.Antsdetectcancercellsthroughvolatileorganiccompounds[J].Iscience,2022,25(3):103959.[2]LavraL,CatiniA,UlivieriA,etal.InvestigationofVOCsassociatedwithdifferentcharacteristicsofbreastcancercells[J].Scientificreports,2015,5(1):1-12.[3]MazzolaSM,PirroneF,SeddaG,etal.Two-stepinvestigationoflungcancerdetectionbysnifferdogs[J].JournalofBreathResearch,2020,14(2):026011.[4]ThuleauA,GilbertC,BauërP,etal.Anewtranscutaneousmethodforbreastcancerdetectionwithdogs[J].Oncology,2019,96(2):110-113.[5]PirroneF,AlbertiniM.Olfactorydetectionofcancerbytrainedsnifferdogs:asystematicreviewoftheliterature[J].JournalofVeterinaryBehavior,2017,19:105-117.