Smell as evidence of disease
રોગના પુરાવા તરીકે દુર્ગંધનો લાંબા સમયથી ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે લગભગ 400 વર્ષ પૂર્વે હિપ્પોક્રેટ્સની છે. તે હજુ પણ શરીરની ગંધમાં જોવા મળતા અસ્થિર કાર્બનિક સંયોજનો (VOCs) પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીને કાર્યરત છે. વી. ઓ. સી. એ કાર્બન આધારિત પરમાણુ જૂથો છે જેનું પરમાણુ વજન ઓછું હોય છે, જે કોષોની ચયાપચય પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન સ્ત્રાવ થાય છે. તેમની રૂપરેખા કેન્સર, ચયાપચયની વિકૃતિઓ, આનુવંશિક વિકૃતિઓ, ચેપ અને અન્ય રોગો દ્વારા બદલાઈ શકે છે. વીઓસી રચનામાં અસામાન્ય ફેરફારોને ગેસ ક્રોમેટોગ્રાફી-માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી (જીસી-એમએસ), ઇલેક્ટ્રોનિક નાક (ઇ-નાક) અને પ્રશિક્ષિત બિન-માનવ ઘ્રાણ જેવા ઉપકરણો દ્વારા ઓળખી શકાય છે. ઇતિહાસ ચિકિત્સકોએ ઐતિહાસિક રીતે દર્દીના સ્વાસ્થ્યનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે નિદાન સૂચક તરીકે ગંધનો ઉપયોગ કર્યો હતો. હિપ્પોક્રેટ્સે લગભગ 400 બી. સી. ઈ. માં દર્દીઓના શ્વાસને સંભવિત સૂચક તરીકે જોયો હતો. ગાલેન, એવિસેના અને અન્ય ચિકિત્સકોએ પેશાબની સુગંધને રંગ, ઘનતા, કાંપ અને પેશાબના વિશ્લેષણમાં વધુ ગણાવી. મીઠી ગંધવાળા પેશાબમાં અન્ય ત્રણ રમૂજની તુલનામાં પ્રબળ રક્તરંજિત રમૂજ હોવાનું નિદાન થયું હતું; પિત્તની અતિશય માત્રા તરીકે તીવ્ર ગંધ; અને પેશાબની નળીઓમાં અલ્સરની હાજરી અથવા પુટ્રેક્ટિવ તાવના વિકાસ તરીકે દુર્ગંધ, રમૂજમાં થતો તાવ. વી. ઓ. સી. ને હાલમાં બિન-આક્રમક નિદાન બાયોમાર્કર તરીકે ગણવામાં આવે છે, જેમાં પોઇન્ટ-ઓફ-કેર (પી. ઓ. સી.) પરીક્ષણ અને લાંબા ગાળાની દેખરેખની સંભાવના છે. અસ્થિર કાર્બનિક સંયોજનો (વી. ઓ. સી.) માનવ શરીરમાં વી. ઓ. સી. ઉત્પાદનની બાયોકેમિકલ પદ્ધતિ સંપૂર્ણપણે સમજી શકાતી નથી. તેમની ઘટના કોષ ચયાપચય, બળતરા અને ઓક્સિડેટીવ તણાવમાં ફેરફારોને કારણે થાય છે, જ્યાં સેલ્યુલર શ્વસનમાંથી ઉત્પન્ન પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓ (આરઓએસ) વીઓસી બનાવવા માટે સેલ્યુલર માળખાઓ (જેમ કે પટલ, પ્રોટીન, ડીએનએ અને આરએનએ) સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. આ સંચય શ્વાસ, ચામડી, પરસેવો, લોહી, પેશાબ અને મળમાં થાય છે. નમૂનાઓનું વિશ્લેષણ વિવિધ પદ્ધતિઓ દ્વારા કરી શકાય છે, જેમ કે સિલેક્ટેડ-આયન-ફ્લો-ટ્યુબ માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી (એસ. આઈ. એફ. ટી.-એમ. એસ.), ફિલ્ડ એસિમેટ્રિક આયન મોબિલિટી સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી (એફ. એ. આઈ. એમ. એસ.), ન્યુક્લિયર મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ (એન. એમ. આર.) સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી, પ્રોટોન-ટ્રાન્સફર-રિએક્શન માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી (પી. ટી. આર.-એમ. એસ.) અને વધુ, પરંતુ સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી તકનીકો માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી (જી. સી.-એમ. એસ.) અને ઇલેક્ટ્રિક નોઝ (ઇ-નોઝ) સાથે ગેસ ક્રોમેટોગ્રાફી છે. પસંદ કરેલા નમૂનાઓ અને વિશ્લેષણની પદ્ધતિઓમાં તફાવત એ જ રોગોને લગતા વિવિધ અભ્યાસોમાં ઓળખાયેલ વી. ઓ. સી. માં જોવા મળતી ઉચ્ચ વિજાતીયતાને સમજાવી શકે છે. ઇલેક્ટ્રોનિક નાક (ઇ-નાક) ઇલેક્ટ્રોનિક નાક (ઇ-નાક) એ બિન-સંયોજન-વિશિષ્ટ ઓળખ માટે ઉપયોગમાં લેવાતી પ્રમાણભૂત પદ્ધતિ છે જ્યાં વ્યાપક રીતે ટ્યુન કરેલા સેન્સરના એરે તંદુરસ્ત અને રોગગ્રસ્ત વ્યક્તિઓ વચ્ચે તફાવત કરવા માટે વી. ઓ. સી. ની પેટર્ન અથવા ફિંગરપ્રિન્ટ્સ મેળવે છે. આ પદ્ધતિની મર્યાદા વ્યક્તિગત બાયોમાર્કર્સને ઓળખવામાં અસમર્થતા છે, જે સૂચવે છે કે રોગો માટે અનન્ય બાયોમાર્કર શોધી શકાતા નથી. માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી (જી. સી.-એમ. એસ.) સાથે ગેસ ક્રોમેટોગ્રાફી માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી (જી. સી.-એમ. એસ.) સાથે ચોક્કસ સંયોજનોને ઓળખવા માટે વી. ઓ. સી. વિશ્લેષણ માટે સુવર્ણ ધોરણ માનવામાં આવે છે. ક્રોમેટોગ્રાફી વાહક ગેસનો ઉપયોગ કરીને સ્તંભ દ્વારા દબાણ કરીને નમૂનાના મિશ્રણને વાયુની સ્થિતિમાં અલગ કરે છે, અને માસ સ્પેક્ટ્રોમીટર સંયોજનને ઓળખે છે. આ પદ્ધતિની મર્યાદા ખર્ચાળ વિશિષ્ટ ઉપકરણો અને ઉચ્ચ પ્રશિક્ષિત કર્મચારીઓની જરૂરિયાત છે. વી. ઓ. સી. વિશ્લેષણ અસ્થમા, ક્રોનિક અવરોધક પલ્મોનરી ડિસીઝ (સી. ઓ. પી. ડી.), સિસ્ટિક ફાઇબ્રોસિસ (સી. એફ.), ક્રોનિક અવરોધક સ્લીપ એપનિયા (ઓ. એસ. એ.), બળતરા આંતરડાના રોગ, કેન્સર, ચેપ અને અન્ય લોકોમાં જોવા મળે છે. સંભવિત નિદાનાત્મક ઉપયોગો કેન્સર ફેફસાના કેન્સર-વિશિષ્ટ વી. ઓ. સી. 1-પ્રોપેનોલ, એન્ડોજેનસ પ્રાથમિક આલ્કોહોલ અને પેન્ટેન છે. દર્દીઓના શ્વાસ બહાર કાઢવામાં પેન્ટેનની હાજરી ફેફસાના ગંભીર રોગમાં જોવા મળતા ફેટી એસિડ્સના વધતા પેરોક્સિડેશનમાંથી ઉદ્ભવે છે તેવી ધારણા કરવામાં આવી છે. દુર્ગંધયુક્ત પી-ક્રેસોલ માત્ર કોલોરેક્ટલ અને ગેસ્ટ્રિક કેન્સરમાં જોવા મળ્યું હતું, જે કેન્સરના માઇક્રોબાયોમના પરિવર્તનને કારણે થવાની ધારણા છે. કોઈ એકવચન સંયોજનને સંપૂર્ણપણે બાયોમાર્કર ગણી શકાય નહીં, પરંતુ અવલોકન કરાયેલ VOCs પેટર્ન ચોક્કસ રોગો વચ્ચે તફાવત કરવામાં મદદ કરી શકે છે. મેટાબોલિક ડિસઓર્ડર ડાયાબિટીસ ધરાવતા લોકોમાં કીટોનની સાંદ્રતામાં વધારો જોવા મળ્યો હતો, જે બિન-એસ્ટરિફાઇડ ફેટી એસિડ્સના ઓક્સિડેશનમાંથી મેળવેલ મીઠી પેશાબની ગંધનું કારણ છે. શ્વાસમાં લેવાતી એસીટોનનો ઉપયોગ ઘણીવાર બાયોમાર્કર તરીકે થાય છે, પરંતુ ડાયાબિટીસ માટે એકમાત્ર બાયોમાર્કર તરીકે તેની સુસંગતતા અસ્પષ્ટ છે. ફેફસાના કેન્સર અને સિસ્ટીક ફાઇબ્રોસિસ (સી. એફ.) જેવા અન્ય રોગોમાં એસિટોનને બાયોમાર્કર માનવામાં આવે છે, અને એસિટોન અને લોહીમાં શર્કરાનું પ્રમાણ મિશ્ર કરવામાં આવ્યું છે. મેપલ સીરપ પેશાબ રોગ, જે પેશાબમાં મજબૂત મેપલ સીરપની સુગંધ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, તેમાં કીટો એસિડનું સ્તર ઊંચું જોવા મળે છે. ચેપી રોગ આક્રમક એસ્પરગિલોસિસ માટે જવાબદાર ફૂગ એસ્પરગિલસ ફ્યુમિગેટસથી ચેપગ્રસ્ત દર્દીઓના શ્વાસમાં 2-પેન્ટાઇલફુરાનની હાજરી જોવા મળી હતી, જે સંયોજન સામાન્ય રીતે સસ્તન પ્રાણીઓના ચયાપચયમાં ઉત્પન્ન થતું નથી. વી. ઓ. સી. રૂપરેખાઓ મગફળી, સોયા દૂધ અને વધુના સેવનથી મૂંઝવણમાં મૂકાઈ શકે છે, જે 2-પેન્ટાઇલફુરાન પણ દર્શાવે છે. સિસ્ટીક ફાઇબ્રોસિસ (સી. એફ.) ધરાવતા દર્દીઓમાં સી. એફ. વિનાની વ્યક્તિઓ કરતાં ઇથેનનું સ્તર નોંધપાત્ર રીતે ઊંચું હતું, જે કાર્બન મોનોક્સાઇડના સ્તરમાં વધારો અને અવરોધિત વાયુમાર્ગ સાથે સંકળાયેલું હતું. પી. એરુગિનોસા ચેપને કારણે થતા સીએફ માટે, હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ, 2-એમિનોએસેટોફેનોન અને મિથાઈલ થિયોસાયનેટને સંભવિત શ્વાસ બાયોમાર્કર્સ તરીકે ઓળખવામાં આવ્યા હતા. બિન-માનવ ઘ્રાણેન્દ્રિય કૂતરાઓનો ઉપયોગ મેટાબોલિક અને ચેપી રોગો ધરાવતા લક્ષણો ધરાવતા અને એસિમ્પ્ટોમેટિક વ્યક્તિઓનું નિદાન કરવા માટે કરવામાં આવે છે કારણ કે તેમની અત્યંત સંવેદનશીલ ઘ્રાણેન્દ્રિય પેકિંગ ઘનતા અને મનુષ્યની સરખામણીમાં ઘ્રાણેન્દ્રિય રીસેપ્ટર્સને એન્કોડિંગ કરતા કાર્યાત્મક જનીનોની ત્રણ ગણી સંખ્યાને કારણે થાય છે. રીસેપ્ટર્સમાં આ વધારો શ્વાનમાં પરિણમે છે જે મનુષ્યો કરતાં ખાસ કરીને રાસાયણિક સંદેશવાહકોને ઓળખવામાં 10,000 થી 100,000 ગણી વધુ ચોકસાઈ ધરાવે છે. SARS CoV-2, H1N1 ઈન્ફલ્યુએન્ઝા, મેલેરિયા, બોવાઇન વાયરસ ચેપ વગેરે જેવા વિવિધ ચેપી રોગો ધરાવતા એસિમ્પ્ટોમેટિક વ્યક્તિઓના નિદાન માટે તેનો વારંવાર ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. કેન્સરની તપાસ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા પ્રશિક્ષિત શ્વાનો પરનો પ્રથમ અભ્યાસ વિલિસ એટ અલ દ્વારા પ્રકાશિત કરવામાં આવ્યો હતો. 2004 માં, નિરીક્ષણ કર્યું હતું કે કૂતરાઓ પેશાબના નમૂનાઓમાંથી મૂત્રાશયના કેન્સરને શોધવામાં સક્ષમ છે. ત્યારબાદ, 2004 માં, પિકલ એટ અલ. પુષ્ટિ કરી કે શ્વાનો મેલાનોમાનું સફળતાપૂર્વક નિદાન કરવામાં સક્ષમ હતા. 2008 માં, હોર્વાથ એટ અલ. પુષ્ટિ થયેલા શ્વાનો કેન્સરગ્રસ્ત અને સામાન્ય પેશીઓ વચ્ચે તફાવત કરવામાં અને કેન્સરગ્રસ્ત પેશીઓથી બિન-કેન્સરગ્રસ્ત પેથોલોજીકલ પેશીઓને અલગ કરવામાં સફળ રહ્યા હતા. હોરવાથ એટ અલ દ્વારા અન્ય એક અભ્યાસ. 2010 માં શ્વાનોને લોહીના નમૂનામાંથી અંડાશયના કેન્સર, શ્વસન હવામાંથી કોલોરેક્ટલ કેન્સર અને કૂતરાના પેશાબમાંથી પ્રોસ્ટેટ કેન્સર શોધવામાં 90 ટકાથી વધુ વિશિષ્ટતા જોવા મળી હતી. ક્લોસ્ટ્રિડિયમ ડિફિસાઇલ ઝાડા ચેપી રોગની તપાસ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા શ્વાનો પરનો પ્રથમ અભ્યાસ બોમર્સ એટ અલ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવ્યો હતો. 2012 માં. કૂતરાઓને સી. ડિફિસાઇલ ઝાડા ધરાવતા વ્યક્તિઓને શોધવા માટે ખોરાક પારિતોષિકો સાથે તાલીમ આપવામાં આવી હતી, અને પરિણામોએ સ્ટૂલના નમૂનાઓમાં શોધમાં 100% વિશિષ્ટતા અને સંવેદનશીલતા દર્શાવી હતી. તેઓ ગંધ શોધવા અને સ્રોતને શોધવાની ક્ષમતા બંને માટે 92.3% સંવેદનશીલતા અને 95.4% વિશિષ્ટતા સાથે પર્યાવરણમાં C. ડિફિસાઇલનું સર્વેક્ષણ કરવામાં પણ સક્ષમ હતા. વાનકુવર કેનેડા હોસ્પિટલનો શ્વાન સુગંધ ઓળખ કાર્યક્રમ પણ હોસ્પિટલની સપાટીઓ, સાધનો અને સી. ડિફિસાઇલ જળાશયો પર સી. ડિફિસાઇલને શોધવાની શ્વાનની આશાસ્પદ ક્ષમતાનું નિરીક્ષણ કરે છે. પરંપરાગત સંસ્કૃતિ-આધારિત નિદાન પદ્ધતિની સરખામણીમાં સી. ડિફિસાઇલને શોધવા માટે પ્રશિક્ષિત શ્વાનોનો ઉપયોગ કરવાનો ફાયદો ઝડપી શોધ ઝડપ છે, જે માત્ર થોડી મિનિટો લે છે. શું સૂંઘતા શ્વાનોને સી. ડિફિસાઇલના નિદાન માટે સાર્વત્રિક રીતે ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે કે કેમ તે શંકાસ્પદ છે કારણ કે તે પહેલાથી અસ્તિત્વમાં રહેલા ન્યુક્લિક એમ્પ્લીફિકેશન ટેસ્ટ કરતાં વધુ ઝડપથી પરિણામો આપે છે, તેની પ્રતિક્રિયા નોંધપાત્ર રીતે ઓછી છે. કોવિડ-19 રોગચાળો ફાટી નીકળ્યો ત્યારથી કોવિડ-19 શ્વાનને સાર્સ કોવ-2 સંબંધિત વી. ઓ. સી. સૂંઘવા માટે તાલીમ આપવામાં આવી છે. તેમની તપાસની એકંદર સફળતા દર રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્શન પોલિમરેઝ ચેઇન રિએક્શન (આરટી-પીસીઆર) અને એન્ટિજેન પરીક્ષણ પ્રક્રિયાઓ જેવી જ અથવા તેનાથી વધુ હતી. ગ્રાન્ડજેન એટ અલ. કૂતરાઓને કોવિડ-19 પોઝિટિવ દર્દીઓના નમૂનાઓની સામે બેસવાની તાલીમ આપી હતી. કોવિડ-19 ધરાવતી વ્યક્તિઓની પરસેવાની દુર્ગંધને કોવિડ-19 વિનાની વ્યક્તિઓથી અલગ પાડવાનો સફળતા દર 83 ટકા અને 100% ની વચ્ચે હતો. સૈદ્ધાંતિક રીતે, શ્વાનોનો ઉપયોગ શાળાઓ, હવાઇમથકો, હોસ્પિટલો અને જાહેર મેળાવડા જેવા પરિવહન કેન્દ્રો જેવી વિવિધ સેટિંગ્સમાં કોવિડ-19 ચેપના વિવિધ તબક્કાઓ (એસિમ્પ્ટોટિક, હળવાથી ગંભીર લક્ષણો ધરાવતી પૂર્વ લક્ષણ ધરાવતી વ્યક્તિઓ સહિત) ધરાવતી વ્યક્તિઓની તપાસ કરવા માટે થઈ શકે છે. કોવિડ-19ને શોધવા માટે વાંદરાઓ અથવા બિલાડીઓની તુલનામાં પ્રશિક્ષિત શ્વાનોનો ઉપયોગ કરવાનો ફાયદો એ છે કે શ્વાન એ પ્રાણીઓની પ્રજાતિ છે જેમાં ACE2 રીસેપ્ટર અને SARS CoV-2 વચ્ચે બંધનનું જોખમ ઓછું હોય છે, જે તેમને ટ્રાન્સમીટર બનવાની શક્યતા ઓછી કરે છે. કૂતરાઓમાં સંક્રમણના જોખમને વધુ ઘટાડવા માટે, પરસેવો સુંઘવો (જેમાં સંક્રમણનું પ્રમાણ ઓછું હોય છે) એ કૂતરાઓ માટે કોવિડ-19ને શોધવા માટેની આદર્શ પદ્ધતિ માનવામાં આવે છે. વર્તમાન આર. ટી.-પી. સી. આર. પદ્ધતિ કરતાં કોવિડ-19ની તપાસ માટે શ્વાનોનો ઉપયોગ કરવાના અન્ય ફાયદાઓમાં ઓછો ખર્ચ, વિષયોમાં ઘૂસણખોરીમાં ઘટાડો અને પરિણામોની જાણ કરવામાં કોઈ વિલંબ નહીં. ઉંદરોને આફ્રિકાના વિશાળ પાઉચવાળા ઉંદરોને થૂંકને સૂંઘીને 14000 થી વધુ ક્ષય રોગના દર્દીઓનું નિદાન કરવા માટે તાલીમ આપવામાં આવી હતી. દરરોજ સ્ટૂલમાં સી. ડિફિસાઇલના લગભગ 10 નમૂનાઓ અથવા પેશાબમાં E.coli સુંઘવા માટે સક્ષમ શ્વાનોની તુલનામાં, ઉંદરો 20 મિનિટમાં 100 નમૂનાઓ સુધી સુંઘવા સક્ષમ છે. તેમની શોધની સફળતા દર 94 ટકાની પ્રતિક્રિયા સાથે ઝીહલ-નીલ્સન સ્ટેનિંગ પછી માઇક્રોસ્કોપી દ્વારા સ્મીયર પરીક્ષા સાથે તુલનાત્મક હતી (જે ઓછી આવક ધરાવતા દેશોમાં ક્ષય રોગનું નિદાન કરવા માટેના સામાન્ય સાધનો છે). ન્યુક્લિક એસિડ એમ્પ્લીફિકેશન પરીક્ષણો (80 ટકા) અને કલ્ચર (60-70%) ની સરખામણીમાં તેમની સંવેદનશીલતા ઓછી હતી. ન્યુક્લીક એસિડ પરીક્ષણો કરતાં તેમની ઓછી પ્રતિક્રિયા હોવા છતાં ઉંદરને ક્ષય રોગ માટે એક સારા નિદાન સાધન તરીકે ગણવામાં આવતા હતા જ્યારે નિદાન સેટિંગ્સ યોગ્ય પ્રયોગશાળા સેટ-અપ્સ વિના પેરિફેરલ તબીબી કેન્દ્રો સાથે અત્યંત સ્થાનિક હોય છે. મચ્છર મેલેરિયા પરોપજીવીઓ (પ્લાઝમોડિયમ ફાલ્સીપેરમ ગેમેટોસાઇટ્સ) દ્વારા ચેપગ્રસ્ત વ્યક્તિઓની ત્વચાની ગંધ તરફ આકર્ષાય છે. ગેમેટોસાઇટ્સથી ચેપગ્રસ્ત બાળકોમાં બિનસંક્રમિત મચ્છરોનું આકર્ષણ બે થી ત્રણ ગણું વધારે હતું, અને સફળ મલેરિયા વિરોધી સારવારને પગલે આકર્ષણ ફરી શરૂ થયું હતું. વધુ તપાસમાં મેલેરિયાના ઊંચા દર ધરાવતી વસ્તીમાં ત્વચાની વી. ઓ. સી. રૂપરેખાઓ પર મેલેરિયાની સતત અસર જોવા મળી હતી, જ્યાં ચેપગ્રસ્ત લોકોમાં એલ્ડિહાઇડ હેપ્ટેનલ, ઓક્ટાનલ અને નોનાનલનું ઉચ્ચ સ્તર જોવા મળ્યું હતું અને એસિમ્પ્ટોમેટિક અને સિમ્પટમેટિક ચેપની નોંધપાત્ર અલગ અસરો જોવા મળી હતી. સમાજમાં ઇલેક્ટ્રોનિક નાક એનોસ્મિયા હાયપોસ્મિયા રેફરન્સ મેડિસિન પણ જુઓ.