Могут ли запахи, исходящие от нашего тела, свидетельствовать об альцгеймере, раке и других заболеваниях?

Когда социальная антропологиня Ханна Мари Илебек брала интервью у медсестёр в одном из норвежских онкологических отделений для своей докторской диссертации, она была удивлена, узнав, что многие из них в своей работе полагаются на обоняние. «Мочевая инфекция имеет действительно характерный запах, я могу распознать его ещё в коридоре», — сказала одна из медсестёр. Другая утверждала, что способна определять желудочно-кишечные кровотечения и некроз тканей. «Не знаю, что бы я делала без своего обоняния», — сказала третья. «Еще в V веке до нашей эры греческий врач и философ Гиппократ утверждал, что болезнь можно определить по запаху тела». В наши дни известны истории об Оскаре — коте, который, казалось, чувствовал, какие жильцы дома престарелых в Род-Айленде скоро умрут, — а также о собаках, которых использовали для выявления рака мочевого пузыря, малярии и COVID-19. В Африке для выявления туберкулёза используют гигантских сумчатых крыс. «На протяжении многих лет учёные исследовали, как молекулы, выделяемые с дыханием или кожей, можно использовать для выявления целого ряда заболеваний: болезни Паркинсона, болезни Альцгеймера, определённых видов рака, гриппа и обычной простуды. Однако в этой области возникли трудности с внедрением таких тестов в клиническую практику. Теперь, благодаря новым инструментам, способным обнаруживать даже небольшие количества молекул, а также достижениям в области машинного обучения, эта цель, похоже, становится вполне достижимой. В скором времени ряд заболеваний можно будет эффективно диагностировать с помощью неинвазивных тестов, в которых используются такие простые устройства, как алкотестеры. «Уже сейчас применяется несколько тестов на основе анализа дыхания, например, тест, выявляющий желудочную инфекцию, вызываемую бактерией Helicobacter pylori — одной из основных причин язвы желудка. Пациенты выпивают раствор мочевины, содержащий «тяжёлый» изотоп углерода; при наличии H. pylori бактерии используют мочевину для выработки углекислого газа, и тест обнаруживает этот CO₂ с тяжёлым изотопом углерода в дыхании пациентов. Однако такие тесты требуют приёма специального вещества и отправки образца в лабораторию для анализа. Сегодня исследователи также работают над разработкой тестов, которые позволят получать результаты непосредственно дома или в кабинете врача. Они предназначены для обнаружения летучих органических соединений (ЛОС). Эти соединения при комнатной температуре находятся преимущественно в газообразном состоянии и могут выделяться с дыханием, потом, мочой, кровью и калом. «Например, для сбора проб дыхания на анализ добровольцы дышат в небольшие пластиковые пакеты научного назначения, похожие на пакетики с соком, или в устройства для сбора дыхания, напоминающие шприцы. Затем эти пробы анализируются в лаборатории с помощью метода, называемого газовой хроматографией-масс-спектрометрией. В других тестах используются более доступные и портативные «электронные носы», состоящие из ряда датчиков, способных распознавать различные молекулы. «Определение того, какие молекулы имеют значение и какие выводы можно сделать на основе отдельного образца, делает разработку такого рода тестов „очень, очень сложной задачей“, — говорит Вуллам. Выдыхаемый воздух может содержать загрязнители из окружающего воздуха — например, выбросы или сигаретный дым — и его состав может меняться от момента к моменту, что затрудняет стандартизацию тестов и интерпретацию отдельных результатов. «Когда вы переходите из положения сидя в положение лежа, ваш дыхательный профиль меняется. Если вы задерживаете дыхание, ваш респираторный профиль меняется. Если вы принимаете лекарство, ваш респираторный профиль меняется... Так как же с этим справиться?», — говорит химик Вольфрам Миекиш из Университетского медицинского центра Ростока в Германии. «Однако исследователи добились прогресса в выявлении молекул, которые являются маркерами конкретных заболеваний. «Когда опухоли растут, например, в организме усиливается окислительный стресс, что приводит к распаду жирных молекул внутри клеток на более мелкие летучие соединения, — говорит Вуллам». В ходе одного исследования анализ дыхания пациентов до и после операции по удалению опухолей легких позволил выявить 16 соединений, которые могут служить биомаркерами рака легких в дыхании, в том числе пентаналь, маслянистую кислоту с неприятным запахом, гексаналь с древесным ароматом и деканаль, пахнущий апельсиновой коркой. В другом исследовании анализ молекул, выделяемых образцами биопсии меланомы, показал, что такие соединения, как едкое химическое вещество под названием 4-метилдекан, могут служить биомаркерами. «Молекулы, присутствующие в моче, также могут дать подсказки о раке». Вуллам и его коллеги проанализировали молекулы, выделяемые с мочой мужчин, прошедших биопсию по поводу рака простаты, и обнаружили, что набор из шести молекул позволял выявить заболевание в 75 % случаев. Хотя этот метод менее чувствителен, чем анализ крови на простатический специфический антиген (ПСА), метод, основанный на летучих органических соединениях (ЛОС), давал меньше ложноположительных результатов, что может помочь пациентам избежать ненужного лечения». Некоторые тесты на рак, основанные на летучих соединениях, выделяемых с мочой, могут вскоре появиться на рынке. Один из таких тестов, разработанный биотехнологической компанией TOBY — названной в честь собаки-следопыта из книг о Шерлоке Холмсе, — предназначен для выявления рака мочевого пузыря. Вместо поиска одного-единственного биомаркера тест TOBY использует искусственный интеллект для анализа паттернов молекул, выделяемых с мочой. Управление по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) присвоило ему статус «инновационного устройства» (что может ускорить его одобрение) в 2026 году, что подтверждает его потенциал; разработчики утверждают, что до его коммерческого запуска осталось примерно год. Команда TOBY также работает над аналогичным тестом для диагностики болезни Альцгеймера, который в мае получил статус «инновационного устройства» от FDA. Подсказки о заболевании также содержатся в кожном сале — маслянистом и липком веществе, вырабатываемом мелкими железами в волосяных фолликулах. Исследователи изучают связь между летучими соединениями, выделяемыми кожным салом, и болезнью Паркинсона, которую, как правило, диагностируют с опозданием, а это означает, что пациенты дольше остаются без надлежащего лечения своих симптомов». Признаки связи с себумом появились много лет назад: женщина по имени Джой Милн заметила, что запах тела её мужа стал неприятно древесно-мускусным. 14 лет спустя у Леса Милна диагностировали раннюю форму болезни Паркинсона, и на конференции, посвящённой повышению осведомлённости о болезни Паркинсона, Джой Милн заметила, что у других пациентов с этой болезнью, похоже, был похожий запах. Она связалась с учёными из Эдинбургского университета, а затем — с исследовательницей, специализирующейся на болезни Паркинсона, Пердитой Барран. Барран и её команда провели эксперимент и обнаружили, что нос Милн мог отличить футболки, которые носили пациенты с болезнью Паркинсона, от тех, что носили здоровые люди. «С тех пор Милн и Барран из Манчестерского университета работали вместе над выявлением признака болезни Паркинсона в молекулах кожного сала. «Если бы вам протерли спину ватным тампоном, то обнаружилось бы около 20 000 соединений. А если бы у вас был паркинсон, то около 2000 из них — то есть 10 % — отличались бы от тех, что есть у людей, не страдающих паркинсоном», — говорит Барран. К этим соединениям относятся ацилкарнитины — молекулы, транспортирующие жирные кислоты в митохондрии для выработки энергии, — а также другие вещества, связанные с нарушениями метаболизма жирных кислот. «Характерный профиль кожного сала позволяет правильно идентифицировать более 84 % людей с болезнью Паркинсона на очень поздних стадиях заболевания. Однако этот тест также может помочь выявить болезнь Паркинсона на ранней стадии, до появления явных симптомов». В отчете за 2025 год Барран и его коллеги, в том числе Милн, исследовали кожный жир людей с расстройством поведения во время фазы быстрого сна (REM), при котором они физически воплощают свои сны — например, пинают партнера, когда им снится, что они играют в футбол. Это состояние было тесно связано с последующим развитием нейродегенеративных заболеваний. «Профили летучих органических соединений (ЛОС) в кожном сале у этой группы находились на промежуточном уровне между профилями пациентов с диагностированной болезнью Паркинсона и профилями здоровых добровольцев», — сообщили исследователи. «И в ближайшем будущем могут появиться новые тесты». Исследователи изучают возможные «сигнатуры» в дыхании, например, при гриппе; в исследовании 2022 года, в котором приняли участие 235 пациентов, было обнаружено, что некоторые биомаркеры, присутствующие в дыхании, позволяют отличить грипп от схожих инфекций с точностью 78 %. Выдыхаемое воздух также можно использовать для диагностики простудных инфекций: другая группа учёных обнаружила, что концентрация в выдыхаемом воздухе таких соединений, как 3,8-диметилундекан с восковым запахом, коррелирует с вирусной нагрузкой риновирусов в носу и горле». «Вирус проникает в клетку, размножается в ней, а затем разрушает её», — говорит Миекиш. «Фрагменты разрушенной клетки могут выделяться с дыханием больного человека, — объясняет он, — в то время как другие биомаркеры возникают в результате изменений в нашем собственном метаболизме в ответ на инфекцию». «Другие исследователи ищут способы отличить вирусные инфекции от бактериальных. Бактерии выделяют свои собственные летучие органические соединения (ЛОС), которые можно обнаружить в человеческом дыхании. Например, Helicobacter pylori — бактерия, вызывающая язвы желудка, — имеет запах серы». Илария Беллуомо, биотехнолог-медик из Имперского колледжа Лондона, и её коллеги проводят исследование бактериальных и вирусных «сигнатур» в дыхании детей, госпитализированных с тяжёлыми легочными инфекциями. «Тест, способный различать эти два типа инфекций, может стать настоящей революцией», — утверждает она. «Выявление того, является ли инфекция бактериальной, помогло бы определить, имеет ли смысл назначать антибиотики, что потенциально сократило бы чрезмерное использование этих препаратов», — говорит Беллуомо. «Одним из наиболее многообещающих направлений применения исследований летучих биомаркеров инфекции могли бы стать отделения интенсивной терапии», — отмечает Миекиш. Это могло бы обеспечить возможность непрерывного мониторинга дыхания интубированных и тяжелобольных пациентов с целью выявления ранних признаков опасности. Например, различение сепсиса, вызванного бактериями, и аутоиммунной реакции, называемой синдромом системной воспалительной реакции, является «важным вопросом», отмечает он. «Однако остаются препятствия. Одним из них является отсутствие стандартизации, из-за чего сложно сравнивать результаты разных исследований. Еще одним препятствием является недостаточное понимание того, откуда берутся эти биомаркеры», — говорит Миекиш. А некоторые тесты, которые казались многообещающими, в конечном итоге провалились в более крупных исследованиях или не получили финансирования для выхода на рынок. «Но многие учёные, работающие с COV, по-прежнему настроены оптимистично. «Хотя исследования в области COV сталкивались с многочисленными трудностями, эта область науки продолжает добиваться заметного прогресса», — говорит Вуллам. Возможно, пациентам всё-таки не придётся ждать слишком долго».