無創、快速!新冠呼吸檢測儀夯 荷蘭、新加坡、美國紛投入

2021/07/12
無創、快速!新冠呼吸檢測儀夯 荷蘭、新加坡、美國紛投入
美國時間11日,新冠肺炎(COVID-19)呼吸檢測儀,可採檢使用者呼吸氣體中的揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds, VOCs),在數十秒至數分鐘便可獲得結果,多家
美國時間11日,新冠肺炎(COVID-19)呼吸檢測儀,可採檢使用者呼吸氣體中的揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds, VOCs),在數十秒至數分鐘便可獲得結果,多家公司、研究單位均投入該領域,包含荷蘭公司Breathomix製造的SpiroNose、新加坡Breathonix與Silver Factory Technology、俄亥俄州立大學(Ohio State University)、費城兒童醫院等。
 
人類的呼吸氣體組成非常複雜,當呼氣時所釋放的數百種氣體稱為揮發性有機化合物,是由呼吸、消化、細胞代謝與其他生理過程的副產物,而疾病會破壞生理過程並改變呼氣氣體中VOCs的組成。
 
例如,糖尿病患者的呼氣帶有腐爛水果味,這是由於體內無法利用葡萄糖,因此分解脂肪作為能量來源後,產生酮體所導致。
 
現在技術可以利用機器學習演算法,來辨識患者呼氣氣體中的細微化學變化,近年來,科學家將該技術應用於辨識肺癌、肝病、肺結核、氣喘、發炎性腸道疾病、甚至是不同流感病毒株感染等。
 
荷蘭公司Breathomix在新冠肺炎爆發前,一直在開發一種電子鼻來檢測呼吸系統疾病,包含肺癌、氣喘。Breathomix執行長表示,目前正建構一個大數據庫,並從中尋找到模式。
 
2020年,Breathomix並開始嘗試進入新冠肺炎的領域中,在英國和德國兩地,收集了98名具有呼吸道症狀的呼吸氣體樣本,其中有31名後續檢測證實罹患新冠肺炎。
 
該研究發現,新冠患者的呼吸氣體與其他不同疾病的患者差異在於,其乙醛、辛醛、丙酮及丁酮的含量較高,顯示新冠病毒可能損害胰腺,導致類似酮症的反應,而甲醇的含量較低,則可能因病毒造成腸胃道系統發炎,殺死了腸道中產甲醇的細菌。
 
在另一項研究中,利用Breathomix製造的SpiroNose檢測4,510名受試者,其正確辨識出新冠肺炎的準確率達98%。但是,SpiroNose的誤報率不低,由於其無法提供明確的診斷結果,只會顯示陰性或不確定,還需進一步進行PCR檢測。
 
在今年5月的《Science》的新聞報導中指出,從今年2月開始,在荷蘭數十個站點開始使用SpiroNose,但至5月發生了25次偽陰性報告,因此荷蘭衛生當局當時暫停了SpiroNose使用,不過,後來發現主要是由於使用者操作錯誤而導致,目前,已恢復SpiroNose篩檢。

新加坡批准2款、1款申請FDA中

 
許多公司、研發單位也正在開發新冠肺炎檢測儀,新加坡衛生部已授權兩款新冠肺炎呼吸檢測儀器,包含Breathonix研發的BreFence Go以及Silver Factory Technology研發的TracieX氣體分析儀,敏感性分別達93%及95%。
 
而俄亥俄州立大學研發的新冠肺炎呼吸檢測儀,則運用奈米材料技術,可在15秒內產出結果,目前已向美國食品藥物管理局(FDA)申請緊急使用授權(EUA)。
 
另外,費城兒童醫院的研究人員,已確立新冠肺炎兒童患者特殊的呼吸標誌,並嘗試尋找因新冠肺炎引起的小兒多系統發炎​症候群(Multisystem Inflammatory Syndrome in Children, MIS-C)的呼吸標誌物。
 
聖路易斯華盛頓大學(Washington University in St. Louis)也正在開發一種生物感測器,外層塗有可與新冠病毒結合的微小抗體片段或奈米抗體,若呼吸氣體中含有病毒顆粒,並會附著在奈米抗體上激活感測器。
 
參考資料:https://www.nytimes.com/2021/07/11/health/covid-breathing-test.html
 
(編譯/李林璦)