在不久將來，可能是靠牠們來診斷癌症

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忠犬護主的故事大家都聽得多，可是忠犬助主抗癌魔的故事你又聽過沒有？

幾年前英國醫學期刊上有一個個案：一位 75 歲老人的寵物犬經常要舔他右耳後面的地方，趕走牠後還是要回來舔。感到奇怪的老人去醫院檢查，結果在那個地方發現了一個兩毫米大小的黑色素瘤。

類似狗狗助主人發現癌變的例子並不少，首個記錄在案的是在 30 年前，44歲的狗主發現狗狗突然對她在左大腿的痣很在意，隔著衣服也會特意去嗅，結果經檢查後發現是黑色素瘤，主人及時做手術切除撿回一命。

狗狗當然不懂醫學不懂癌症，但竟能憑天賦發現主人身上的腫瘤，對此的說法是癌細胞可能帶有散發出獨特氣味的蛋白質之類，雖然人類無法察覺，但狗狗卻能輕易發現。

癌症檢測向來是醫學界的一大難題，能及早發現的話治愈率會也大大提升，不過目前常用的檢測方法靈敏度有限，例如目前肺癌的檢測主要是依靠各種掃描像 X 光和 CT，腫瘤體積越少越難察覺，到真正發現時多已發展到一定程度，令到治療效果大打折扣。

那既然狗狗的鼻子能夠偵測到腫瘤，那若像訓練緝毒犬一般訓練它們，效果會如何呢？

聞出主人耳後黑色素瘤的狗狗。圖來自　https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3822260/

聞出主人耳後黑色素瘤的狗狗。圖來自　https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3822260/

相比起小獵犬的鼻子，儀器實在是弱雞

這研究就專門訓練了小獵犬來偵測肺癌。

能叫做獵犬鼻子當然是非常靈敏，人類的鼻子約有五百萬個嗅覺接收細胞，可是小獵犬卻有兩億多個，它們鼻子的靈敏度能夠偵測到上億分之一的濃度，靈敏度要比人高一萬倍有多。

研究花了八周訓練了四只小獵犬，方法是把病人或健康人士的血液樣本放在開孔的小金屬罐內讓它們嗅。這樣小獵犬看不到面是甚麼，也能避免它們去舔，但血液的氣味可以自由散出，若聞出是癌症樣本的話就會在面前坐下。

訓練期間有一只小獵犬不太聽話不願意參加研究，不過其他三只的表現都非常好，能夠准確地分辨出癌症病人的血液樣本，准確度和靈敏度都都有九成多。小獵犬們也能清楚辨認出健康的血液樣本，不會誤中副車。

在這樣出色的分辨率面前，目前所用的儀器完全就是癈物，價格昂貴可靠性不高，即使用電腦來幫助解析仍是有相當的誤差。

研究中給小獵犬分辨血液樣本的小金屬盒。圖來自　https://jaoa.org/article.aspx?articleid=2736410

研究中給小獵犬分辨血液樣本的小金屬盒。圖來自　https://jaoa.org/article.aspx?articleid=2736410

早期的腫瘤雖未必能被儀器測出，可是在狗鼻面前卻是滿身破綻。除了血液以外，狗狗也能從尿液、糞便甚至是口氣准確地探測到癌症。人呼出來的氣體可以有上千種化合物，人與人之間相同的只占少數，每個人也有其獨有的化合物，亦可從中得知個人健康情況。例如這研究狗狗能從病人的吐氣和糞便中聞出初期的大腸癌，即使有其他腸胃毛病也不會影響牠們的判斷。癌細胞也可能有其獨特的味道，因為被訓練來偵測乳腺癌的狗狗也能夠順利測出皮膚癌和肺癌。

方便快捷、可靠、不用插電、機動性高，這些優點都遠勝目前的那些檢測儀器。當然現在狗狗檢驗師還沒有投入服務，不過在不久將來癌症檢測可能只要將血液、口氣、尿液和糞便樣本放在狗狗面前，然後就可以靜待結果了。

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容謹 - 科普醫療

** 博客文章文責自負,不代表本公司立場 **

由香港大學（港大）領導的國際團隊取得突破性發現，首次在哺乳動物中發現及證實一種名為ANKLE1的人類蛋白質，能夠感應並回應DNA物理張力的DNA切割酶（核酸酶）。這種「張力感應」機制在細胞分裂過程中維持遺傳物質完整性至關重要；該機制失常可能導致癌症等嚴重疾病。

這項研究結果已經發表在《自然-通訊（Nature Communications）》，象徵着科學家在理解細胞保護自身DNA機制方面的重大進展。研究由港大生物科學學院陳英偉教授團隊與深圳灣實驗室（Shenzhen Bay Laboratory, SZBL）Artem Efremov博士團隊跨領域合作完成；並獲香港科技大學及倫敦弗朗西斯·克里克研究所（Francis Crick Institute in London）的科學家參與。

DNA承受壓力：細胞分裂過程中的隱藏危機

每當細胞分裂時，DNA都要被精準複製並平均分配到兩個新細胞。然而，此過程並非每次都能順利進行——有時DNA會纏結，形成「染色質橋」——這些DNA絲狀結構在細胞分裂過程中連接着兩個新細胞，並承受着強烈的物理張力。若這些橋梁以不受控制的方式斷裂，便可能引發嚴重的基因錯誤，導致癌症或免疫疾病。

研究通訊作者陳英偉教授解釋：「可以把細胞分裂時出現的染色質橋想像成被拉緊的繩索。如果它們突然斷裂，便會對基因組造成嚴重損害，導致突變和不穩定。」在此之前，科學家尚未完全了解細胞如何能在不造成災難性損害的情況下，安全解決這些承受張力的DNA橋。

港大與深圳灣實驗室科學家發現首個具「張力感應」的人類DNA切割酶 揭示細胞預防遺傳疾病的新機制

ANKLE1：基因組首個「張力感應」DNA切割酶

研究揭示，原本已知與DNA修復相關的蛋白質ANKLE1，其實在細胞分裂過程中扮演着一種具「張力感應」的核酸酶。研究團隊運用先進的單分子實驗技術——以微型磁鉗操控單條DNA分子——發現ANKLE1能夠「感受」DNA的拉伸或扭曲，並只會切割處於張力或超螺旋（扭曲）狀態的DNA，就如同被過度拉緊的染色質橋一樣。這種精確性機制防止了DNA隨機斷裂，維持基因組穩定。

共同通訊作者、生物物理學專家Efremov博士表示：「我們的研究顯示，ANKLE1就像一把智能剪刀，只會在必要時——當DNA受拉伸、處於危險之際才會進行切割。這是一種細胞感應並回應基因物理壓力的全新機制。」

團隊結合傳統生物學與尖端生物物理技術，對DNA分子施加精確力量，並實時觀察ANKLE1的活性。陳英偉教授補充說：「這項研究的成功，全賴多學科專業的結合。通過物理學的方法，我們得以觀察ANKLE1如何回應DNA的物理狀態，這是傳統生物學手段難以捕捉的現象。」

基因組穩定性與癌症治療新啟示

該發現大幅推進對細胞在物理張力下維持遺傳物質穩定性的理解。研究揭示ANKLE1作為張力感應型DNA切割酶的角色，為細胞如何防止危險的DNA斷裂、從而避免癌症和其他疾病提供了關鍵線索。

研究亦指出，抑制ANKLE1可能令基因組不穩定的癌細胞進一步失衡，因此抑制ANKLE1可能會讓癌細胞更容易被現有的化療藥物殺死。ANKLE1有望成為癌症治療的新靶點，為利用腫瘤細胞弱點帶來新策略，同時加深對基因組維護機制的理解。