Smell as evidence of disease
بیماری کے ثبوت کے طور پر بو طویل عرصے سے استعمال ہوتی رہی ہے، جو تقریبا 400 سال قبل مسیح میں ہپپوکریٹس سے ملتی ہے۔ یہ اب بھی جسم کی بو میں پائے جانے والے اتار چڑھاؤ والے نامیاتی مرکبات (وی او سی) پر توجہ مرکوز کرتے ہوئے استعمال کیا جاتا ہے۔ وی او سی کاربن پر مبنی سالماتی گروہ ہیں جن کا سالماتی وزن کم ہوتا ہے، جو خلیوں کے میٹابولک عمل کے دوران خفیہ ہوتے ہیں۔ ان کے پروفائلز کو کینسر، میٹابولک عوارض، جینیاتی عوارض، انفیکشن اور دیگر بیماریوں سے تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ وی او سی کی ساخت میں غیر معمولی تبدیلیوں کی شناخت گیس کرومیٹوگرافی-ماس سپیکٹرومیٹری (جی سی-ایم ایس)، الیکٹرانک ناک (ای-ناک)، اور تربیت یافتہ غیر انسانی سونگھ جیسے آلات کے ذریعے کی جا سکتی ہے۔ تاریخ کے معالجین نے تاریخی طور پر مریض کی صحت کا اندازہ لگانے کے لیے بدبو کو تشخیصی اشارے کے طور پر استعمال کیا۔ ہپپوکریٹس نے تقریبا 400 قبل مسیح میں مریضوں کی سانسوں کو ایک ممکنہ اشارے کے طور پر دیکھا۔ گیلن، اویسینا، اور دیگر معالجین پیشاب کی خوشبو کے ساتھ ساتھ رنگ، کثافت، تلچھٹ، اور پیشاب کے تجزیے میں مزید پر غور کرتے ہیں۔ ایک میٹھی بو کے ساتھ پیشاب کی تشخیص دیگر تین مزاح کے مقابلے میں غلبے دار خون کی بو کے طور پر کی گئی تھی۔ پت کی ضرورت سے زیادہ مقدار کے طور پر تیز بو ؛ اور پیشاب کی نالی میں السر کی موجودگی یا پٹریفیکٹو بخار کی نشوونما کے طور پر بدبو، مزاح میں ہونے والا بخار۔ وی او سی کو فی الحال پوائنٹ آف کیئر (پی او سی) ٹیسٹنگ اور طویل مدتی نگرانی کی صلاحیت کے ساتھ غیر ناگوار تشخیصی بائیو مارکر سمجھا جاتا ہے۔ اتار چڑھاؤ والے نامیاتی مرکبات (وی او سی) انسانی جسم میں وی او سی کی نسل کے حیاتیاتی کیمیائی طریقہ کار کو پوری طرح سے سمجھا نہیں گیا ہے۔ ان کا واقع سیل میٹابولزم، سوزش، اور آکسیڈیٹیو تناؤ میں تبدیلیوں کی وجہ سے ہوتا ہے، جہاں سیلولر تنفس سے پیدا ہونے والی رد عمل والی آکسیجن پرجاتیوں (آر او ایس) سیلولر ڈھانچوں (جیسے جھلی، پروٹین، ڈی این اے، اور آر این اے) کے ساتھ تعامل کرتے ہوئے وی او سی بناتے ہیں۔ یہ جمع سانس، جلد، پسینہ، خون، پیشاب اور پاخانہ میں ہوتا ہے۔ نمونوں کا تجزیہ مختلف طریقوں سے کیا جا سکتا ہے، جیسے کہ سلیکٹڈ-آئن-فلو-ٹیوب ماس سپیکٹرومیٹری (ایس آئی ایف ٹی-ایم ایس)، فیلڈ ایسمٹرک آئن موبلٹی سپیکٹرومیٹری (ایف اے آئی ایم ایس)، نیوکلیئر مقناطیسی گونج (این ایم آر) سپیکٹروسکوپی، پروٹون-ٹرانسفر-ری ایکشن ماس سپیکٹرومیٹری (پی ٹی آر-ایم ایس) اور بہت کچھ، لیکن عام طور پر استعمال ہونے والی ٹیکنالوجیز ماس سپیکٹرومیٹری (جی سی-ایم ایس) اور الیکٹرک ناک (ای ناک) کے ساتھ گیس کرومیٹوگرافی ہیں۔ منتخب کردہ نمونوں اور تجزیہ کے طریقوں میں فرق ایک ہی بیماری سے متعلق مختلف مطالعات میں شناخت شدہ وی او سی میں مشاہدہ کردہ اعلی تنوع کی وضاحت کر سکتا ہے۔ الیکٹرانک ناک (ای ناک) الیکٹرانک ناک (ای ناک) ایک معیاری طریقہ ہے جو غیر مرکب مخصوص شناخت کے لیے استعمال ہوتا ہے جہاں وسیع پیمانے پر ٹیون کیے گئے سینسرز کی صفیں صحت مند اور بیمار افراد کے درمیان فرق کرنے کے لیے وی او سی کے نمونوں یا فنگر پرنٹس کو پکڑتی ہیں۔ اس طریقہ کار کی حد انفرادی بائیو مارکروں کی شناخت کرنے میں ناکامی ہے، جس کا مطلب ہے کہ بیماریوں کے لیے منفرد بائیو مارکروں کو دریافت نہیں کیا جا سکتا۔ ماس سپیکٹرومیٹری (جی سی-ایم ایس) کے ساتھ گیس کرومیٹوگرافی ماس سپیکٹرومیٹری (جی سی-ایم ایس) کو مخصوص مرکبات کی شناخت کے لیے وی او سی تجزیہ کے لیے گولڈ اسٹینڈرڈ سمجھا جاتا ہے۔ کرومیٹوگرافی نمونے کے مرکب کو ایک کیریئر گیس کا استعمال کرتے ہوئے ایک کالم کے ذریعے مجبور کرکے گیس کی حالت میں الگ کرتی ہے، اور ماس سپیکٹرومیٹر مرکب کی شناخت کرتا ہے۔ اس طریقہ کار کی حد مہنگے خصوصی آلات اور اعلی تربیت یافتہ اہلکاروں کی ضرورت ہے۔ وی او سی تجزیہ دمہ، دائمی رکاوٹ پلمونری بیماری (سی او پی ڈی)، سسٹک فائبروسس (سی ایف)، دائمی رکاوٹ سلیپ اپنیا (او ایس اے)، سوزش کی آنتوں کی بیماری، کینسر، انفیکشن اور دیگر میں دیکھا جاتا ہے۔ ممکنہ تشخیصی ایپلی کیشنز کینسر پھیپھڑوں کے کینسر سے متعلق مخصوص وی او سی 1-پروپینول، اینڈوجینس پرائمری الکحل، اور پینٹین ہیں۔ مریضوں کی سانس چھوڑنے میں پینٹین کی موجودگی کا قیاس کیا گیا ہے کہ یہ پھیپھڑوں کی شدید بیماری میں پائے جانے والے فیٹی ایسڈ کے بڑھتے ہوئے پیرو آکسائڈریشن سے پیدا ہوتا ہے۔ بدبودار پی-کریسول صرف کولوریکٹل اور گیسٹرک کینسر میں پایا گیا تھا، جس کی وجہ کینسر کے مائکرو بایوم میں تبدیلی متوقع ہے۔ کسی بھی واحد مرکب کو خصوصی طور پر بائیو مارکر نہیں سمجھا جا سکتا، لیکن مشاہدہ کردہ وی او سی کے نمونوں سے بعض بیماریوں کے درمیان فرق کرنے میں مدد مل سکتی ہے۔ میٹابولک ڈس آرڈر ذیابیطس والے لوگوں میں کیٹونز کی تعداد میں اضافہ پایا گیا، جو میٹھے پیشاب کی بو کی وجہ ہے، جو غیر ایسٹرائڈ فیٹی ایسڈ کے آکسیکرن سے حاصل ہوتا ہے۔ سانس سے نکلنے والا ایسیٹون اکثر بائیو مارکر کے طور پر استعمال ہوتا ہے، لیکن ذیابیطس کے لیے واحد بائیو مارکر کے طور پر اس کی مطابقت مبہم ہے۔ ایسیٹون کو پھیپھڑوں کے کینسر اور سسٹک فائبروسس (سی ایف) جیسی دیگر بیماریوں میں بائیو مارکر سمجھا جاتا ہے، اور ایسیٹون اور خون میں گلوکوز کے بارے میں رپورٹس مخلوط کی گئی ہیں۔ میپل شربت پیشاب کی بیماری، جس کی خصوصیت پیشاب میں میپل شربت کی مضبوط خوشبو ہوتی ہے، میں کیٹو ایسڈ کی سطح زیادہ پائی جاتی ہے۔ متعدی بیماری ایسپرگیلس فومیگیٹس سے متاثرہ مریضوں کی سانس، جو ایک فنگس ہے جو ناگوار ایسپرگیلوسس کا ذمہ دار ہے، نے 2-پینٹیلفوران کی موجودگی ظاہر کی، جو ایک مرکب ہے جو عام طور پر ممالیہ میٹابولزم میں پیدا نہیں ہوتا ہے۔ وی او سی پروفائلز کو مونگ پھلی، سویا کا دودھ، اور بہت کچھ کھانے سے الجھایا جا سکتا ہے، جو 2-پینٹیلفوران کو بھی ظاہر کرتے ہیں۔ سسٹک فائبروسس (سی ایف) کے مریضوں میں سی ایف کے بغیر افراد کے مقابلے میں ایتھین کی سطح نمایاں طور پر زیادہ تھی، جس کا تعلق کاربن مونو آکسائیڈ کی سطح میں اضافے اور ہوا کی گزرگاہوں میں رکاوٹ سے تھا۔ پی ایروگینوسا انفیکشن کی وجہ سے ہونے والے سی ایف کے لیے، ہائیڈروجن سائنائڈ، 2-امینواسیٹوفینون، اور میتھائل تھیوسیانیٹ کو ممکنہ سانس کے بائیو مارکروں کے طور پر شناخت کیا گیا۔ غیر انسانی سونگھنے والے کتے میٹابولک اور متعدی بیماریوں والے علامتی اور غیر علامتی افراد کی تشخیص کے لیے استعمال کیے گئے ہیں کیونکہ ان کی انتہائی حساس سونگھنے کی وجہ سے نیوران پیکنگ کی کثافت زیادہ ہوتی ہے اور انسانوں کے مقابلے میں سونگھنے والے ریسیپٹرز کو انکوڈنگ کرنے والے فعال جینوں کی تعداد تین گنا زیادہ ہوتی ہے۔ ریسیپٹرز میں اس اضافے کے نتیجے میں کتوں میں انسانوں کے مقابلے میں کیمیائی پیغام رساں کو خاص طور پر پہچاننے میں 10,000 سے 100,000 گنا زیادہ درستگی ہوتی ہے۔ ان کا استعمال اکثر مختلف متعدی بیماریوں جیسے سارس کوو-2، ایچ 1 این 1 انفلوئنزا، ملیریا، مویشیوں کے وائرس کے انفیکشن وغیرہ کے بغیر علامات والے افراد کی تشخیص کے لیے کیا جاتا رہا ہے۔ کینسر کا پتہ لگانے کے لیے استعمال ہونے والے تربیت یافتہ کتوں پر پہلا مطالعہ ولیس اور دیگر نے شائع کیا تھا۔ 2004 میں، مشاہدہ کیا کہ کتے پیشاب کے نمونوں سے مثانے کے کینسر کا پتہ لگانے کے قابل تھے۔ اس کے بعد، 2004 میں، پکیل اور دیگر۔ اس بات کی تصدیق کی کہ کتے میلانوما کی کامیابی سے تشخیص کرنے میں کامیاب رہے۔ 2008 میں، ہوراوت اور دیگر۔ تصدیق شدہ کتے کینسر اور عام ٹشو کے درمیان فرق کرنے اور کینسر کے ٹشو سے غیر کینسر پیتھولوجیکل ٹشو کو الگ کرنے میں کامیاب رہے۔ ہوراوت اور دیگر کا ایک اور مطالعہ۔ 2010 میں کتوں نے خون کے نمونے سے بیضہ دانی کے کینسر، سانس کی ہوا سے کولوریکٹل کینسر، اور کتے کے پیشاب سے پروسٹیٹ کینسر کا پتہ لگانے میں 90 فیصد سے زیادہ خاصیت ظاہر کی۔ کلوسٹریڈیم ڈفیسائل اسہال متعدی بیماری کا پتہ لگانے کے لیے استعمال ہونے والے کتوں پر پہلا مطالعہ بومرز اور دیگر نے کیا تھا۔ 2012 میں۔ کتوں کو سی ڈفیسائل اسہال والے افراد کا پتہ لگانے کے لیے کھانے کے انعامات کی تربیت دی گئی تھی، اور نتائج نے پاخانہ کے نمونوں میں پتہ لگانے میں 100% مخصوصیت اور حساسیت ظاہر کی۔ وہ گند کا پتہ لگانے اور ماخذ کا پتہ لگانے کی صلاحیت دونوں کے لیے 92.3% حساسیت اور 95.4% خاصیت کے ساتھ ماحول میں C. ڈفیسائل کی نگرانی کرنے کے قابل بھی تھے۔ وینکوور کینیڈا ہسپتال کے کتوں کی خوشبو کی شناخت کے پروگرام نے بھی ہسپتال کی سطحوں، آلات، اور سی ڈفیسائل ذخائر پر سی ڈفیسائل کا پتہ لگانے کی کتوں کی امید افزا صلاحیت کا مشاہدہ کرنے کی اطلاع دی۔ روایتی کلچر پر مبنی تشخیصی طریقہ کار کے مقابلے میں سی ڈفیسائل کا پتہ لگانے کے لیے تربیت یافتہ کتوں کا استعمال کرنے کا فائدہ تیزی سے پتہ لگانے کی رفتار ہے، جس میں صرف چند منٹ لگتے ہیں۔ آیا سنفنگ کتوں کو عالمی سطح پر سی ڈفیسائل کی تشخیص کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، یہ مشکوک ہے کیونکہ اگرچہ یہ پہلے سے موجود نیوکلک امپلیفکیشن ٹیسٹ سے زیادہ تیزی سے نتائج دیتا ہے، لیکن اس کا ردعمل نمایاں طور پر کم ہے۔ کووڈ-19 وبائی مرض کے پھیلنے کے بعد سے کووڈ-19 کتوں کو سارس کوو-2 سے متعلق وی او سی سونگھنے کی تربیت دی گئی ہے۔ پتہ لگانے کی ان کی مجموعی کامیابی کی شرح ریورس ٹرانسکرپشن پولیمریز چین ری ایکشن (آر ٹی-پی سی آر) اور اینٹیجن ٹیسٹنگ کے طریقہ کار سے ملتی جلتی یا اس سے زیادہ تھی۔ گرینڈ جین اور دیگر۔ کتوں کو کووڈ-19 کے مثبت مریضوں کے نمونوں کے سامنے بیٹھنے کی تربیت دی۔ کووڈ-19 والے افراد کی پسینے کی بو کو کووڈ-19 کے بغیر افراد سے الگ کرنے کی کامیابی کی شرح 83 فیصد اور 100% کے درمیان تھی۔ اصولی طور پر، کتوں کو مختلف ترتیبات جیسے اسکولوں، ہوائی اڈوں، اسپتالوں اور عوامی اجتماعات جیسے نقل و حمل کے مراکز میں COVID-19 انفیکشن کے مختلف مراحل والے افراد (بشمول غیر علامتی، ہلکی سے شدید علامات والے افراد) کی اسکریننگ کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ کووڈ-19 کا پتہ لگانے کے لیے پریمیٹس یا بلیوں کے مقابلے میں تربیت یافتہ کتوں کا استعمال کرنے کا ایک فائدہ یہ ہے کہ کتے جانوروں کی انواع ہیں جن میں اے سی ای 2 رسیپٹر اور ایس اے آر ایس کوو-2 کے درمیان پابند ہونے کا خطرہ کم ہوتا ہے، جس کی وجہ سے ان کے ٹرانسمیٹر ہونے کا امکان کم ہوتا ہے۔ کتوں میں منتقلی کے خطرے کو مزید کم کرنے کے لیے، پسینہ سونگھنا (جس میں ٹرانسمیشن کی خاصیت کم ہوتی ہے) کتوں کے لیے کووڈ-19 کا پتہ لگانے کے لیے مثالی طریقہ کار سمجھا جاتا ہے۔ موجودہ آر ٹی-پی سی آر طریقہ کار کے مقابلے کووڈ-19 کی جانچ کے لیے کتوں کو استعمال کرنے کے دیگر فوائد کم لاگت، مضامین میں مداخلت میں کمی، اور نتائج کی اطلاع دینے میں کوئی تاخیر نہیں ہیں۔ چوہوں کو افریقی دیوہیکل پاؤڈ چوہوں کو تھوک سونگھ کر 14000 سے زیادہ تپ دق کے مریضوں کی تشخیص کرنے کی تربیت دی گئی تھی۔ ان کتوں کے مقابلے میں جو روزانہ پاخانہ میں سی ڈفیسائل کے تقریبا 10 نمونے یا پیشاب میں E.coli کے نمونے سونگھ سکتے ہیں، چوہے 20 منٹ میں 100 نمونے تک سونگھ سکتے ہیں۔ ان کا پتہ لگانے کی کامیابی کی شرح کا موازنہ 94 فیصد کے ردعمل کے ساتھ زیل نیلسن کے داغ کے بعد خوردبین کے ذریعے سمیر کے معائنے سے کیا گیا (جو کم آمدنی والے ممالک میں تپ دق کی تشخیص کے لیے عام اوزار ہیں)۔ ان کی حساسیت نیوکلک ایسڈ امپلیفکیشن ٹیسٹ (80 ٪) اور کلچر (60-70%) کے مقابلے میں کم تھی۔ نیوکلک ایسڈ ٹیسٹوں کے مقابلے میں ان کی کم ردعمل کے باوجود چوہوں کو تپ دق کے لیے ایک اچھا تشخیصی آلہ سمجھا جاتا تھا جب تشخیصی ترتیبات انتہائی مقامی ممالک ہوتے ہیں جن میں پردیی طبی مراکز ہوتے ہیں جن میں مناسب لیبارٹری سیٹ اپ نہیں ہوتے ہیں۔ مچھر ملیریا کے پرجیویوں (پلازموڈیم فالسیپیرم گیمیٹوسائٹس) سے متاثرہ افراد کی جلد کی بدبو کی طرف راغب ہوتے پائے گئے۔ گیمیٹوسائٹس سے متاثرہ بچوں میں غیر متعدی مچھروں کی کشش دو سے تین گنا زیادہ تھی، اور ملیریا کے کامیاب علاج کے بعد کشش دوبارہ شروع ہوئی۔ مزید تحقیقات میں ملیریا کی اعلی شرح والی آبادیوں میں جلد کے وی او سی پروفائلز پر ملیریا کا مستقل اثر پایا گیا، جہاں متاثرہ افراد میں ایلڈیہائڈز ہیپٹینل، آکٹینل اور نانینل کی سطح زیادہ تھی، اور غیر علامتی اور علامتی انفیکشن کے قابل ذکر امتیازی اثرات ظاہر ہوئے۔ معاشرے میں الیکٹرانک ناک انوسمیا ہائپوسمیا حوالہ جات میڈیسن بھی دیکھیں۔