日前，一項由美國聖路易斯華盛頓大學醫學院(Washington University School of Medicine, St. Louis)與費城兒童醫院合作的新研究指出，兒童呼出氣體中的揮發性有機化合物(VOCs)，能夠用於檢測腸道菌中與疾病相關的細菌，為腸道健康提供一種潛在的快速非侵入性檢測法選項，甚至可為預測早產兒過敏、氣喘或嚴重細菌感染提供助力。這項研究刊登於《Cell Metabolism》。
 
在臺灣，高醫大研究團隊正與多家醫學中心合作，針對食道癌建立風險預測模型，以利早期篩檢，其中也包含分析呼氣樣本中所含有的口腔、腫瘤、糞便微生物衍生的VOCs組成，作為風險指標之一。
 
目前已有多項科學研究指出，腸道菌相的紊亂與肥胖、氣喘、癌症等疾病相關，但仍缺乏能夠快速診斷腸道菌相變化、進而給予治療的有效工具。
 
這項研究則藉由辨識呼吸氣體裡由微生物衍生的VOCs，證明腸道菌的代謝直接影響了哺乳類呼吸中的VOCs組成，提供了一種樣本便於取得的非侵入式腸道菌相診斷開發模式。
 
在這項研究中，研究團隊分析了27名健康兒童的呼吸和糞便樣本，分別檢測其中的微生物衍生化合物與腸道微生物，以確定哪些微生物與哪些呼吸化合物相關。藉由氣相層析質譜儀(GC-MS)，研究團隊確認呼吸氣體的VOCs與腸道微生物的組成與功能相關。
 
此外，研究團隊還進一步將人類樣本的細菌移植到無菌小鼠體內，發現小鼠呼出氣體的VOCs也受到腸道菌定殖的顯著影響，從而證明可以透過呼出氣體的VOCs鑑別腸道細菌。
 
研究團隊還將健康兒童的呼吸和糞便樣本，與氣喘兒童的樣本比較。研究團隊發現，一種過去已發現與兒童氣喘相關的沙雷氏真桿菌(Eubacterium siraeum)，也能透過分析呼氣分析預測該菌的豐富度，有助於及早發現可能加劇氣喘症狀的微生物相變化跡象。
 
研究團隊認為，未來如果能對早產兒進行常規的呼吸檢測、藉此篩檢體內微生物相的健康狀況，或許有機會及早發現發育過程中微生物相的變化，從而改變人們診斷疾病診斷的方式。不過，研究團隊也指出，如何縮短分析微生物體數據的時間，目前仍是將其整合到臨床照護面臨的重大挑戰之一。
 
不過，研究團隊認為，隨著科學家對特定腸道菌種與呼出氣體VOCs的理解越來越深入，呼吸體(breathomics)最終將會成為一種有力的診斷工具，促成更多與健康或疾病相關的快速非侵入式腸道微生物相檢測開發。
 
參考資料：
https://www.genengnews.com/topics/translational-medicine/breath-based-testing-emerges-as-tool-for-monitoring-microbial-health/
原始研究：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1550413125005443
 
(編譯 / 吳培安)