Odhalit Crohnovu chorobu jen z dechu? I to dokáže hmotnostní spektrometrie

22. listopad 2017
Prof. Patrik Španěl

Diagnóza Crohnovy choroby vyžaduje nepříjemné kolonoskopické vyšetření. Díky výzkumu českých vědců bude v některých případech stačit jen analýza dechu. Diagnostickou metodu, která využívá hmotnostní spektrometrie, představil v Magazínu Leonardo vedoucí výzkumu Patrik Španěl z Ústavu fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského.

„V dechu se kromě hlavních složek jako kyslík, dusík nebo vodní páry vyskytují i nepatrná množství stopových látek,“ uvedl vědec.

U diagnostiky zánětlivých onemocnění hraje hlavní roli pentan. „To je uhlovodík, který se v dechu vyskytuje v koncentracích několika molekul na miliardu molekul vzduchu. Pro odhalení tak nízkých koncentrací je třeba použít citlivou metodu hmotnostní spektrometrie.“

Samotný přístroj využívá hmotnostní spektrometrie v proudové trubici s vybranými ionty. „Pracujeme s tzv. ionizací, kdy neutrální molekuly v plynu se opatří elektrickým nábojem. Specialita naší metody je ta, že nábojem dokážeme opatřit jen ty uhlovodíky, ale ne ostatní složky jako kyslík nebo dusík.“


„Náš hmotnostní spektrometr je velký asi jako lednička, váží kolem 100 kg... Přístroje by se ale využívaly v centrálních laboratořích, zatímco v nemocnicích by byly jen jednoduchá zařízení, která umožní odběr vzorku, podobně jako je tomu v případě odběru krve.“

„Obecně se dnes metodou analýzy dechu odhaluje také astma, rozlišuje se od chronické obstrukční nemoci, kdy měříme oxid dusnatý. V ordinacích se ale používá jednorázový senzor, který sestra drží v ruce a do něhož pacienti vydechují.“

Španěl objasnil souvislost mezi výskytem pentanu u zánětlivého onemocnění střev. „Když zpracujeme vzorky ze skupiny pacientů a zdravých jedinců, tak je pentan u diagnostikovaných osob zvýšený.“

„Chemicky viděno, pokud v těle dojde k zánětu, tak reakcí volných radikálů s Omega-6 nasycenými kyselinami v těle vzniká pentan. Ten je špatně rozpustný v krvi, proto se objeví v dechu.“

Tento objev ale zatím nepříjemnou kolonoskopii úplně obejít nedokáže, upozornil vědec. „Bylo by ale možné sledovat aktivitu Crohnovy choroby, tedy jestli je zánět aktivní, nebo v remisi, a tak počet kolonoskopií zmenšit.“


„To je kouzlo hmotnostní spektrometrie. O ní bychom mohli mluvit dlouhé hodiny. Tato metoda má spoustu zajímavých použití včetně screeningu krve novorozenců. Tímto vyšetřením dnes projde každý člověk po narození.“

„Připravujeme rozsáhlý výzkum, který by probíhal na celkem pěti nemocnicích, jedné v České republice a ostatních ve Velké Británii. Teprve na velkém počtu pacientů, přibližně 2 tisíc, by se dalo zjistit, jak přesně tuto metodu použít v klinické praxi.“

Další otázkou, na kterou se čeští výzkumníci chtějí zaměřit, je jestli by analýzou dechu bylo možné zjistit, kteří pacienti budou benefitovat z tzv. biologické léčby, která je sama o sobě velmi nákladná.

„Analýza dechu by umožnila předpovědět, kterému pacientovi se vyplatí tuto léčbu nasadit, a kterému ne,“ shrnul budoucnost nové diagnostické metody Patrik Španěl.