“吹口气测新冠肺炎”成为可能

你不需要“戳喉咙”或“戳鼻子”，也不需要等24小时。你只需要在小袋子里呼气30秒，5-10分钟就可以得到新冠肺炎测试结果。

近日，国际学术期刊《呼吸研究杂志》在线发表的一篇论文显示，北京大学环境学院应与生茂教授团队和北京市朝阳区疾病预防控制中心合作，将呼出气采样、气相色谱-离子迁移谱检测和机器学习模型相结合，开发新冠肺炎感染的呼出气中挥发性有机物无创指纹筛查系统，已申请国家发明专利。

姚向科技日报记者解释了这项技术背后的原理：由于能源消耗方式的改变，来自感染者呼出的空气化学成分会有所不同。结果显示，新冠肺炎等呼吸系统疾病患者呼出气中丙醇水平明显高于健康人，而新冠肺炎患者呼出气中丙酮水平明显低于其他呼吸系统感染患者和健康人。研究团队分析了不同对照组的呼出气样本及其背景环境空气，并确定了12个关键的内源性VOCs(挥发性有机化合物)标志物。这些标记是用于筛查和识别新冠肺炎病毒感染者的独特“指纹”，以便将其与健康人和其他呼吸道疾病患者区分开来。

无需任何检测试剂，受试者使用一次性呼吸袋，只需呼气30秒即可完成样本采集。该系统在获取呼出气样本后，结合支持向量、梯度加速和随机森林三种机器学习算法，对12个关键VOCs标志物进行建模，最早可在5-10分钟内实现对新冠肺炎患者的快速筛查。基于现有的数据模型，检测的特异性和灵敏度均在95%以上。与核酸检测相比，这种方法不仅简单省时，而且非常经济。

“实验证明，这种方法是有效的。检测不仅快速，而且足够灵敏。”生茂说，“从实验到临床，需要的是更多的样本量。”此前，74名新冠肺炎患者、30名非新冠肺炎呼吸系统感染患者、87名医务人员和健康受试者参与了该研究。目前，新冠肺炎无创呼出气感染筛查系统正计划扩大样本量，进行进一步优化测试，实现推广应用。

生茂补充说，在新冠肺炎，核酸检测有时会出现“假阴性”。在疫情防控工作中，假阴性(即实际感染新冠肺炎但检测为阴性)会带来巨大的隐患，尤其是在核酸假阴性的情况下解除隔离时漏检的风险。很多地方和场景都需要快速筛选，比如高层会议、海关入境、特殊航班、隔离酒店、医院等等。在这些地方，无创呼出气筛查系统有望发挥额外的辅助作用，填补核酸检测在时间和灵敏度上的不足，实现“双保险”，降低新冠肺炎传播风险。

据国际媒体报道，自2020年以来，来自新日印尼等国的科研人员都研发出了“呼吸新冠肺炎”技术。对此，生茂指出，中国研究团队率先取得了这一成果。

“在新冠肺炎疫情爆发之初，我们正在开发这项技术。2020年6月，我们以预印本的形式发表了研究成果，这在国际范围内是最早的。”郁郁葱葱的压力。