清明节前夕，一项来自上海交通大学的科研成果，登上国际知名科技期刊《细胞·生物材料》。
金涵教授等人发表在《细胞·生物材料》上的论文
金涵教授团队发现了一种名为“苯基-β-D-葡萄糖醛酸酯”的化合物。它可作为诱导剂，与人体肿瘤微环境中的β-葡萄糖醛酸酶发生反应，释放出苯酚气体。由此实现胃癌、肺癌、肝癌、结肠癌等多种癌症的早期预警，特异性和准确率均超过94.3%。
论文致谢部分，金涵写道：
“谨以这项研究缅怀先后因胃癌、脑癌和肺癌离世的祖母、母亲和父亲。作者衷心希望，这一策略能为癌症预防贡献力量。”
吹两口气，癌症风险早知道
在实验室里，博士薛翠丽等人演示了如何“吹口气测癌症”。
步骤很简单：先对着呼气袋吹一口气，用手持式呼气分析仪样机检测本底呼出气信号；然后口服诱导剂；等待一段时间后，再吹一口气，仪器检测诱导呼气标志物信号。
两个信号一对比，如果数值不同，仪器就会发出癌症预警。提醒受检者：该去医院做进一步检查了。
上海交大讲席教授、河南大学学术副校长崔大祥认为，这项原创研究有巨大的临床应用潜力，有望助力我国提高总体癌症5年生存率。
从以色列到上海：一项技术的迭代
金涵曾在以色列理工学院做博士后，师从霍萨姆·海克教授，研究“呼气式癌症早筛”技术。
这种前沿技术，只需对着仪器吹口气，通过检测气体成分就能判断是否患癌。背后的科学原理是：恶性肿瘤会导致周边器官代谢异常，患者呼出气中某些成分的浓度会显著变化。相比传统诊断，它无创、分析简单，甚至适合家庭使用。
金涵教授在记录呼气分析传感器的性能数据
回国入职上海交大后，金涵开始探索“诱导呼气式泛癌早筛”。与第一代技术不同，这个方法需要在检测前口服诱导剂，从而消除环境污染、个体差异等因素，精准度更高。
亲人离世，成了他坚持的动力
用什么物质做诱导剂？金涵把目标锁定在β-葡萄糖醛酸酶上。
科学家早已发现，这种酶原本只存在于正常细胞内部。一旦出现恶性肿瘤，它会急剧扩增，并在细胞膜表面、尤其是肿瘤微环境中大量堆积。
金涵团队据此设计了一个分子结构——它只能在细胞膜外与β-葡萄糖醛酸酶发生特异性反应，产物是苯酚。服用后，如果呼出气中苯酚浓度显著升高，就意味着体内恶性肿瘤风险很高。
按图索骥，经过1000多次实验，他们终于找到了苯基-β-D-葡萄糖醛酸酯。这是一种从大豆中提取的天然化合物，对人体无害，还可以人工合成量产。
接下来的动物实验和人体临床验证，耗资巨大。因为没有申请到国家自然科学基金重点项目，金涵多年来一直自筹经费。为了省钱，他办公室里的桌椅，都是其他老师淘汰下来的旧货。
支撑他走下去的，是三位因癌症去世的亲人。
“我爸爸常年不去医院体检，我也没督促他。等到诊断出肺癌时，已经是晚期了。”金涵说得很伤感，“很多老人不愿去医院体检。如果有一种家用检测仪，能像测体温一样方便地完成肿瘤早期筛查，也许能让更多老人健康长寿。”
样机已问世，检测一次仅50元
这台手持式呼气分析仪的核心，是气体传感器芯片。研发过程中，安徽北方微电子研究院集团资助了近100万元。
如今样机已经问世。它很轻，大小和相机差不多，检测一次的成本仅50元左右。
微型气体传感器（左）和手持式呼气分析仪样机
从方法创新到技术突破，再到仪器研发——金涵走的是一条没人走过的路。
去年，团队完成了胃癌、肺癌、肝癌、结肠癌模型小鼠实验，以及一项针对极早期肺癌患者的小型临床研究。发表在《细胞·生物材料》的论文显示：这项技术的特异性、灵敏度和准确率均超过94.3%。双盲临床试验验证了它对极早期肺癌筛查的有效性，其中一个典型案例，是成功筛查出0.8厘米的微浸润肺腺癌。
审稿专家评价道：“这篇论文介绍了一种新型挥发组学研究方法，具有无创、高灵敏的特点，可用于癌症检测。方法思路独特、技术前沿，所有研究结果均验证了其策略的可行性。”
下一步：从样机到产品，走进家庭
目前，这项技术的相关专利已获得中、美、英、日四国授权。
金涵计划启动多中心临床试验，扩大受试人群，覆盖更多癌种。同时推进样机向医疗器械产品转化。
在他看来，这款设备有望进入家庭。它能有效填补癌症便捷早筛领域的技术空白，降低筛查成本，提升早期检出率。还能构建起“家庭自检+医院诊疗”联动的远程监测体系。
“我经历过三位亲人患癌离世带来的痛苦。”金涵说，“我想用自己的科研成果，让更多人不再经历这种痛苦和遗憾。”
来源：上海科创、上观新闻
