بیماری پیش از درد، بو می‌دهد

گاهی کشف‌های بزرگ نه در آزمایشگاه‌ها و زیر میکروسکوپ، بلکه در سکوت خانه‌ای معمولی و از حسی انسانی آغاز می‌شوند. به گزارش «نیویورک تایمز» (NYTimes)، یک شب در سال ۲۰۱۲، «جوی میلن» (Joy Milne)، پرستار بازنشسته ۷۴ ساله اهل «پرت» (Perth) اسکاتلند؛ متوجه تغییری عجیب در همسرش «لس» (Les) شد. بویی تازه، غریب و توضیح‌ناپذیر؛ چیزی بین مشک و فلز، نه از نوعی عطر و نه از عرق معمولی. این بو، به‌ظاهر بی‌اهمیت، ذهنش را درگیر کرد، اما پزشکان حرفش را جدی نگرفتند. سال‌ها بعد، همسرش به بیماری پارکینسون (Parkinson’s disease) مبتلا شد، بیماری‌ای «عصبی‌–تحلیل‌برنده» (Neurodegenerative) که با لرزش و اختلالات حرکتی شناخته می‌شود. جوی ناگهان به گذشته برگشت؛ به همان بوی مرموزی که پیش از هر نشانه ظاهری، خبر از تغییری درونی داده بود.

«جوی میلن» (Joy Milne) و همسرش

این بار، او تنها نبود. در نشست بیماران پارکینسون، همان بو از تن همه‌ی حاضران به مشامش رسید. شک‌اش به یقین تبدیل شد، او توانست بیماری را فقط از طریق بوی بدن تشخیص دهد. براساس مقاله منتشر شده در «ساینس دایرکت» (science direct)، این کشف نگاه دانشمندان را به دنیای «ترکیبات آلی فرّار» (Volatile Organic Compounds – VOCs) تغییر داد. 
با این کشف داستانی شکل گرفت که پای دانشمندان، آزمایشگاه‌ها و حتی هوش مصنوعی را به ماجرا باز کرد. کشفی که در ابتدا مثل یک حس وسواس‌گونه به‌نظر می‌رسید، حالا در آستانه‌ی تبدیل‌شدن به انقلابی در تشخیص زودهنگام بیماری‌هاست تنها از راه بوی بدن.

از شک تا آزمایش علمی

«پردیتا باران» (Perdita Barran)، شیمی‌دان تحلیلی دانشگاه منچستر، نخستین بار ماجرا را با تردید شنید. اما تصمیم گرفت توانایی این زن را بیازماید.

۱۲ تی‌شرت به میلن داده شد. شش‌تا متعلق به بیماران پارکینسون و شش‌تای دیگر به افراد سالم. نتیجه شگفت‌آور بود؛ میلن همه بیماران را درست تشخیص داد و حتی فردی را شناسایی کرد که یک سال بعد تازه بیماری‌اش آشکار شد. خبر توانایی خارق‌العاده‌اش در سال ۲۰۱۵ به تیتر یک رسانه‌های جهانی بدل شد.

بوی بیماری‌ها؛ نشانه‌های شیمیایی

هر بدن انسانی هزاران ترکیب شیمیایی از پوست، تنفس و مایعات دفع می‌کند. این ترکیبات می‌توانند در اثر تغییرات متابولیکی ناشی از بیماری دگرگون شوند.

بیماران «دیابت» (Diabetes) در شرایط «هیپوگلیسمی» (Hypoglycemia)، حالتی که سطح قند خون به‌طور غیرطبیعی پایین می‌آید و باعث علائمی مثل لرزش، تعریق و ضعف می‌شود. گاهی بوی «میوه‌ای» یا «سیب گندیده» می‌دهند، ناشی از افزایش «کتون‌ها» (Ketones).

افراد مبتلا به «بیماری کبدی» (Liver disease) ممکن است بوی «کپک‌مانند» یا «گوگردی» از تنفس یا ادرار آزاد کنند.

افراد مبتلا به «بیماری کلیوی» (Kidney disease) می‌تواند بوی «آمونیاک» یا «ماهی‌مانند» ایجاد کند.

عفونت‌های خاص مانند «وبا» (Cholera) یا «کلستریدیوم دیفیسیل» (Clostridioides difficile) باعث بوی شیرین در مدفوع می‌شوند.

«سل» (Tuberculosis) بوی تندی شبیه «مقوای خیس» ایجاد می‌کند.

سگ‌ها، دانشمندان و بینی‌های الکترونیکی

قدرت بویایی سگ‌ها تا صد هزار برابر انسان است. پژوهش‌ها نشان داده‌اند که آنها قادرند «سرطان ریه»، «سرطان سینه»، «سرطان پروستات» و حتی «مالاریا» را تنها با بو شناسایی کنند.

اما آموزش سگ‌ها دشوار است و همه حیوانات چنین استعدادی ندارند. همین موضوع دانشمندان را به سمت ساخت «بینی‌های روباتیک» (Artificial Noses) سوق داده است. شرکت «RealNose.ai» با بهره‌گیری از «گیرنده‌های بویایی انسانی» (Olfactory Receptors) پرورش‌یافته در آزمایشگاه، دستگاهی ساخته که با کمک «یادگیری ماشین» الگو‌های بو را شناسایی می‌کند.

گامی به سوی آزمایش‌های ساده و غیرتهاجمی

تیم باران امروز با استفاده از «کروماتوگرافی گازی–طیف‌سنجی جرمی» (Gas Chromatography–Mass Spectrometry – GC–MS) روی «سبوم» (Sebum) یا همان ماده چرب پوست بیماران پارکینسون تحقیق می‌کند. از میان ۲۵ هزار ترکیب شیمیایی شناسایی‌شده روی پوست انسان، حدود ۳ هزار مورد در بیماران پارکینسون متفاوت است.

باران می‌گوید این فهرست اکنون به حدود ۳۰ ترکیب ثابت کاهش یافته که همگی به «اسید‌های چرب زنجیره‌بلند» (Long-chain Fatty Acids) مرتبط‌اند. این یافته می‌تواند به آزمایش سریع و غیرتهاجمی برای تشخیص زودهنگام منجر شود.

چرا بیماری بو تولید می‌کند؟

علت در «متابولیت‌ها» (Metabolites) نهفته است؛ مولکول‌هایی که هنگام تبدیل غذا به انرژی در «میتوکندری» (Mitochondria) ساخته می‌شوند. بسیاری از این متابولیت‌ها «فرّار» هستند و در دمای اتاق تبخیر می‌شوند. زمانی که بیماری یا عفونتی رخ دهد، این الگو تغییر می‌کند و «اثر انگشت بویایی» بدن عوض می‌شود.

دکتر «بروس کیمبال» (Bruce Kimball)، بوم‌شناس شیمیایی مرکز «مونل» (Monell Chemical Senses Center) آمریکا می‌گوید: «تقریباً همیشه می‌توانیم تفاوتی میان افراد سالم و بیمار بر اساس بوها پیدا کنیم.»

تصویری شبیه‌سازی شده از میتوکندری 

کاربرد‌های تازه؛ از ضربه مغزی تا مالاریا

پژوهش‌های تازه نشان می‌دهند حتی «آسیب مغزی ناشی از ضربه» (Traumatic Brain Injury) هم بوی خاصی ایجاد می‌کند. در آزمایشی، موش‌ها توانستند بوی هم‌نوعان آسیب‌دیده را تشخیص دهند. در انسان هم تغییرات «کتون‌ها» در ادرار پس از ضربه مغزی شناسایی شده است.

در آفریقا، بررسی کودکان مبتلا به «مالاریا» نشان داد پوست آنها بوی «میوه‌ای و چمنی» آزاد می‌کند که «پشه آنوفل» (Anopheles mosquito) را شدیداً جذب می‌کند. سه ترکیب «هپتانال» (Heptanal)، «اکتانال» (Octanal) و «نونانال» (Nonanal) عامل این بو معرفی شده‌اند.

آینده تشخیص بیماری با بو

امروز پژوهشگران به دنبال تبدیل این یافته‌ها به آزمایش‌های ساده هستند: از «سوآب پوستی» (Skin Swab) برای پارکینسون گرفته تا دستگاه‌های هوشمند برای سرطان پروستات. دکتر باران می‌گوید: «هدف ما آزمایشی سریع و غیرتهاجمی است تا بیماران بدون تأخیر به متخصص برسند.»

جوی میلن حالا دیگر به‌ندرت برای آزمایش‌ها استفاده می‌شود. او می‌تواند حداکثر ۱۰ نمونه در روز بررسی کند و این کار برایش خسته‌کننده است. اما اگر فناوری بتواند توانایی خارق‌العاده او را بازتولید کند، میراثی ارزشمند برای او و همسرش خواهد بود.

جوی میلن در حال بوییدن سوآب پوستی پزشکی

«بوی بدن»  چیزی فراتر از یک ویژگی آزاردهنده است؛ زبانی شیمیایی است که وضعیت درونی بدن را فاش می‌کند. از دیابت و نارسایی کلیه تا سرطان و پارکینسون، هر کدام «امضای بویایی» مخصوص به خود را دارند. با پیشرفت فناوری، شاید در آینده تشخیص بیماری تنها به یک «نمونه‌گیری ساده» خلاصه شود، بی‌نیاز از آزمایش‌های پرهزینه و تهاجمی.
«بوی بدن» واژه‌ای که برای بسیاری، یادآور چیزی ناخوشایند و شخصی است. امروز به دروازه‌ای علمی به درون بدن انسان تبدیل شده است؛ زبانی شیمیایی، پنهان، اما دقیق. درست مثل امضای اثر انگشت یا الگوی ضربان قلب، هر بیماری نیز «امضای بویایی» منحصر‌به‌فرد خود را دارد؛ گاهی شیرین، گاهی ترش، گاهی فلزی یا کپک‌زده. این بو‌ها دیگر فقط نشانه‌ای از نظافت یا بهداشت نیستند؛ آنها پیام‌آوران خاموشِ تغییرات درونی، متابولیسم سلول‌ها، یا تخریب بافت‌ها هستند.

با ورود فناوری‌های پیشرفته‌ای، چون «بینی‌های الکترونیکی»، «یادگیری ماشین» و دستگاه‌های مبتنی بر طیف‌سنجی، بوی بیماری‌ها دیگر صرفاً حس نمی‌شود، بلکه اندازه‌گیری و تحلیل هم می‌شود. شاید در آینده‌ای نه‌چندان دور، به‌جای خون‌گیری و آزمایش‌های دردناک، تنها یک حسگر کوچک کنار پوست قرار گیرد، یا یک نفس عمیق درون لوله‌ای داده شود تا وضعیت سلامتی فرد مشخص شود؛ و این‌چنین، تجربه عجیب یک زن، که روزی کسی آن را جدی نمی‌گرفت، حالا مسیر پژوهش‌های علمی را تغییر داده است. اگر روزی بتوانیم از زبان بوی بدن به‌درستی رمزگشایی کنیم، آن‌وقت می‌توانیم بیماری‌ها را پیش از آن‌که رشد کنند، بشناسیم و مهار کنیم. نه با حدس، نه با تأخیر، بلکه با دقتی بی‌سابقه درست به همان سادگی که جوی میلن، فقط به کمک حس بویایی، بیماری را در همسرش دیده بود؛ سال‌ها قبل از هر پزشکی.