摘 ?要：本文主要以綜述形式介紹了研究人員已發(fā)現(xiàn)的人體尿液揮發(fā)性有機(jī)物與人的消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)特別是泌尿系統(tǒng)腫瘤等某些疾病存在內(nèi)在關(guān)聯(lián)，概述了氣相色譜—質(zhì)譜法、選擇性離子流管質(zhì)譜法及電子鼻檢測(cè)等目前常用的揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)技術(shù)原理、特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)和不足。旨在探尋通過先進(jìn)的科學(xué)檢測(cè)技術(shù)，將人體尿液揮發(fā)性有機(jī)物作為疾病早期篩查、預(yù)后診斷的技術(shù)前景。

關(guān)鍵詞：人體尿液;揮發(fā)性有機(jī)物;檢測(cè)技術(shù)

人體揮發(fā)性有機(jī)化合物VOCs（volatile organic compounds）是人體代謝物成分，一般分子形式較小，很多VOCs源于人的生理或病理反應(yīng)，攜帶人體狀況信息，被認(rèn)為是人的氣味指紋、氣味印記，VOCs在人的呼氣或人的尿液、汗液、糞便揮發(fā)氣體中普遍存在。

人們研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)源性揮發(fā)性有機(jī)物種類及濃度變化與疾病發(fā)生相關(guān)，例如，呼出的丙酮?dú)馕犊赡芊从吵鰸撛诘奶悄虿?，魚腥味表明有肝臟疾病，腎衰竭與患者尿液氣味有關(guān)等[1]。揮發(fā)性有機(jī)物采集過程無(wú)創(chuàng)，如能實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確且高可靠性的揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)，或?qū)⒊蔀榧膊≡缙陬A(yù)警、識(shí)別及實(shí)時(shí)監(jiān)控的重要生物標(biāo)志物。

1 人體尿液VOCs作為疾病代謝標(biāo)志物的研究進(jìn)展

尿液是人體日常排泄物之一，具有代謝產(chǎn)物濃度高、易收集等特點(diǎn)，通過分析尿液揮發(fā)性有機(jī)物變化來(lái)初步診斷消化道、泌尿系統(tǒng)癌癥或腸道疾病的患病生物標(biāo)志物具備可能性。

1.1 尿液VOCs檢測(cè)用于癌癥早期篩查

尿液VOCs檢測(cè)用于結(jié)直腸癌患者早期篩查。Silva等用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法對(duì)比檢測(cè)12例結(jié)直腸癌患者、21例健康人尿液樣本的80余種揮發(fā)性有機(jī)物成分，發(fā)現(xiàn)有將近20種尿液VOCs成分呈現(xiàn)不同，Westenbrink等對(duì)采集的35例腸易激綜合征患者、39例結(jié)直腸癌患者、18例健康人的尿液標(biāo)本作揮發(fā)性有機(jī)物成分進(jìn)行分析，分析結(jié)果表明，尿液揮發(fā)性有機(jī)物篩查結(jié)直腸癌的敏感度為78%，特異性為79%。

尿液VOCs檢測(cè)用于腎癌患者早期篩查。HS-SPME為頂空固相微萃取技術(shù)。Monteiro等將HS-SPME技術(shù)與氣相色譜-離子阱/質(zhì)譜技術(shù)結(jié)合，優(yōu)化技術(shù)方案，得到了甄別腎癌患者與健康人尿液樣本的特異性尿液揮發(fā)性有機(jī)物代謝譜，另將30例腎癌患者、37例健康人尿液樣本進(jìn)行對(duì)照，對(duì)照結(jié)果表明，超過20種尿液揮發(fā)性有機(jī)物可說(shuō)明患有腎癌。

尿液VOCs檢測(cè)用于膀胱癌患者早期篩查[2]。Jobu等對(duì)9例膀胱癌患者、7例健康人尿液樣本進(jìn)行對(duì)照，采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析，分析結(jié)果表明，膀胱癌患者尿液VOCs含五個(gè)明顯表征峰值，檢測(cè)結(jié)果具有作為膀胱癌診斷標(biāo)志物的特異性。Willis等研究發(fā)現(xiàn)，膀胱癌患者的特異性揮發(fā)性有機(jī)物存于尿的頂部空間，并使用電子鼻檢測(cè)驗(yàn)證了尿液頂空中存在重要的診斷性揮發(fā)性有機(jī)物，篩查敏感度和特異性均在70%左右。

1.2 尿液VOCs檢測(cè)用于炎癥性腸病診斷

炎癥性腸病一般指潰瘍性結(jié)腸炎或克羅恩病，這種疾病青少年患者居多，具有復(fù)發(fā)性、慢性等腸道疾病特征。一般需要在全麻情況下作內(nèi)窺鏡檢查，檢查前需通過鼻胃管作強(qiáng)化性腸道準(zhǔn)備，對(duì)患者查來(lái)說(shuō)，是負(fù)擔(dān)較大的侵入性檢查，如能找到新的、非侵入性的診斷標(biāo)志物，對(duì)患者將大大減輕負(fù)擔(dān)[3]。

ARASARADNAM等通過對(duì)引起炎癥性腸病涉及細(xì)菌研究發(fā)現(xiàn)，這些細(xì)菌往往發(fā)酵體內(nèi)多糖，產(chǎn)生特殊的揮發(fā)性有機(jī)物，并可通過尿液檢測(cè)出來(lái)。ARASARADNAM等分別找到克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎患者各24例，通過與14個(gè)健康人對(duì)照，記錄研究對(duì)象相應(yīng)疾病的活動(dòng)，并采集其尿液樣本，采用電子鼻分析尿中的揮發(fā)性有機(jī)物，分析結(jié)果表明，電子鼻可以準(zhǔn)確區(qū)分炎癥性腸病患者和未患病人。

2 揮發(fā)性有機(jī)物的檢測(cè)方法

常用的揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)技術(shù)有以下幾種：

2.1 氣相色譜—質(zhì)譜法

氣相色譜指利用被檢測(cè)VOCs的流動(dòng)相和固定相二者的分配系數(shù)有差別，能分離辨別，可定量地對(duì)被檢測(cè)物組成成分進(jìn)行分析;質(zhì)譜法指使用專業(yè)的離子檢測(cè)儀器，檢測(cè)離子強(qiáng)度、質(zhì)荷比等，得到質(zhì)譜表，可定性地對(duì)被檢測(cè)物組成成分進(jìn)行分析[4]。測(cè)試時(shí)，需要將樣品預(yù)處理及濃縮。氣相色譜—質(zhì)譜法重復(fù)性高，樣品檢測(cè)速度為10～45min/個(gè)樣本，可對(duì)樣品作定量、定性分析，需要專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行操作，費(fèi)用很高，同時(shí)因需要日常校準(zhǔn)維護(hù)，維護(hù)費(fèi)用也比較高。

2.2 選擇性離子流管-質(zhì)譜法

研究者使用如四極質(zhì)譜儀的專業(yè)儀器，對(duì)規(guī)定質(zhì)荷比值區(qū)間掃描作實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，得到前體、產(chǎn)物其二者的離子信號(hào)比率的比值，得到微量化合物的絕對(duì)濃度。不需要對(duì)樣品進(jìn)行特殊處理，不需要專業(yè)技術(shù)人員操作，樣品檢測(cè)速度為數(shù)秒～1min/個(gè)樣本，檢測(cè)能力可有效地分離揮發(fā)性有機(jī)物某些成分，但提供信息少，不能確定分子種類。檢測(cè)費(fèi)比GS-MS儀器費(fèi)用高兩倍，但因設(shè)備穩(wěn)定、無(wú)需校準(zhǔn)，因此維護(hù)費(fèi)不高。

2.3 電子鼻技術(shù)

原理為通過用特定材料制成傳感器，與揮發(fā)性有機(jī)物發(fā)生作用，檢測(cè)差異分析揮發(fā)性有機(jī)物成分。與選擇性離子流管質(zhì)譜法一樣，尿液樣品無(wú)需特殊處理，不需要專業(yè)技術(shù)人員操作，電子鼻檢測(cè)重復(fù)性高，但是不能分離具體的揮發(fā)性有機(jī)物成分，其檢測(cè)費(fèi)用較低，儀器設(shè)備易受環(huán)境干擾，維護(hù)費(fèi)較低[5]。

3 小結(jié)

如果通過高效檢測(cè)手段，對(duì)如癌癥腫瘤等惡性疾病進(jìn)行早期初篩，對(duì)提早介入治療和降低患者病死率具有十分重要的意義。合理的疾病早篩方案應(yīng)具備特異性、依從性、敏感性，同時(shí)兼?zhèn)浣?jīng)濟(jì)性、微創(chuàng)性。通過人體尿液揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)作為篩查方式，具備了早篩方案的上述特性。但利用揮發(fā)性有機(jī)物檢查篩查也面臨諸多問題，比如高昂的檢測(cè)費(fèi)、缺少標(biāo)準(zhǔn)化操作流程、生物標(biāo)志物不統(tǒng)一等。相信隨著技術(shù)不斷優(yōu)化及人們對(duì)疾病早篩意識(shí)的提高，人體尿液揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)技術(shù)將作為某些消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)疾病早篩及輔助診斷的重要手段。

參考文獻(xiàn)

[1]田俊杰，傅廣候，陳梟翼，金百冶.揮發(fā)性有機(jī)化合物作為泌尿系惡性腫瘤診治標(biāo)志物的研究進(jìn)展[J].腫瘤學(xué)雜志，2021，27（04）：299-304.

[2]陳煒.尿液檢測(cè)技術(shù)在膀胱癌無(wú)創(chuàng)診斷中的研究進(jìn)展[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)科學(xué)版），2021，42（01）：1-10.

[3]郭澤尚，王磊，常志勇.電子鼻在腸道疾病診斷中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版），2020，46（06）：1332-1337.

[4]郭穎韻，田山，董衛(wèi)國(guó).揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)在結(jié)直腸癌篩查中的研究進(jìn)展[J].疑難病雜志，2020，19（05）：528-532.

[5]范蘊(yùn)非，陳曦.呼出氣揮發(fā)性有機(jī)物傳感器在疾病診斷中的研究進(jìn)展[J].中國(guó)公共衛(wèi)生，2019，35（08）：1099-1104.

作者簡(jiǎn)介：

黃野，1986年1月，男，漢族，黑龍江省哈爾濱市，講師，碩士研究生，研究方向：微納傳感器與智能檢測(cè)