呼出气挥发性有机化合物分析，早期肺癌的非侵入性筛查新视角

摘要：肺癌，这一全球健康领域的重大威胁，因其高发病率与高死亡率而令人闻之色变。传统诊断手段如视觉检查、活检与影像学扫描，往往在疾病晚期才能确诊，错失了最佳治疗时机。然而，一项新兴的非侵入性检测技术——呼出气分析，正逐渐步入大众视野，为肺癌早期筛查带来新的希望。呼出气

Non-invasive detection of early-stage lung cancer through exhaled breath volatile organic compound analysis

通过呼出气挥发性有机化合物分析无创检测早期肺癌

肺癌，这一全球健康领域的重大威胁，因其高发病率与高死亡率而令人闻之色变。传统诊断手段如视觉检查、活检与影像学扫描，往往在疾病晚期才能确诊，错失了最佳治疗时机。然而，一项新兴的非侵入性检测技术——呼出气分析，正逐渐步入大众视野，为肺癌早期筛查带来新的希望。呼出气分析的核心，在于检测人体呼出气体中的挥发性有机化合物。这些化合物宛如身体代谢活动的“指纹”，能精准反映体内细胞与系统的生理状态。当癌细胞悄然滋生，其独特的代谢途径会释放出特定的挥发性有机化合物，如烷烃、醛类、酮类等，成为肺癌的潜在生物标志物。研究证实，肺癌患者呼出气中的戊烷、己醛、丙酮等物质浓度显著高于健康人群，这些差异为早期检测提供了关键线索。

目前，呼出气分析主要依赖气相色谱-质谱联用、质子转移反应质谱与电子鼻等先进技术。气相色谱-质谱联用凭借高灵敏度与特异性，能精准剖析呼出气中复杂的挥发性有机化合物组成，是该领域研究的“黄金标准”。质子转移反应质谱则以实时分析能力见长，尤其适用于需要快速筛查的场景。电子鼻技术更是以其便携性、低成本优势，有望在大规模筛查中大显身手。它通过传感器阵列捕捉挥发性有机化合物模式，不仅能区分健康人与肺癌患者，还能识别不同肺癌阶段，为疾病分层管理提供可能。尽管前景广阔，呼出气分析仍面临诸多挑战。不同遗传背景、生活环境与生活方式的人群，其挥发性有机化合物特征可能存在显著差异，这增加了生物标志物标准化的难度。此外，饮食、药物与环境暴露等因素也可能干扰呼出气中的挥发性有机化合物成分，影响检测准确性。为此，研究者们正致力于优化采样流程，如要求受试者采样前禁食、限制特定药物使用，并在控制环境下采集样本，以降低外部干扰。呼出气分析有望与影像学、基因组学等传统诊断手段深度整合。通过多模态数据融合，医生可更全面地评估患者病情，制定个性化治疗方案。同时，随着技术进步与成本降低，便携式呼出气检测设备有望普及至基层医疗场景，实现肺癌的广泛筛查与早期干预，为更多患者点亮生命的希望之光。

引用本文：Binson VA, Thomas S, Subramoniam M. Non-invasive detection of early-stage lung cancer through exhaled breath volatile organic compound analysis. Med Gas Res. 2025 Jun 1;15(2):198-199. DOI: 10.4103/mgr.MEDGASRES-D-24-00101.