《BMC Medicine》:Designing novel “Smell-Aids” to improve olfactory function in post COVID-19 era
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为解决嗅觉功能增强技术缺失问题,研究人员开展 “嗅觉辅助器” 研究,发现其能提升嗅觉,有望用于临床。
嗅觉辅助器:改善嗅觉的新希望
在人类文明进程中,增强感官功能的创新成果不断涌现。从显微镜、望远镜到眼镜,助力人们看清世界;听诊器、助听器让声音不再遥远。然而,嗅觉增强技术却一直是空白。嗅觉,这一与生活息息相关的感官功能,不仅能帮人们察觉环境危险,如烟雾、变质食物,还能增添生活乐趣,强化社交纽带。但嗅觉障碍问题日益严峻,慢性鼻窦炎、头部创伤、神经系统疾病、衰老等因素都可能导致嗅觉丧失,而新冠疫情更是让嗅觉障碍雪上加霜。据统计,新冠患者中嗅觉丧失比例颇高,部分患者嗅觉损失还会长期持续,同时还伴随嗅觉扭曲等问题,严重影响生活质量。更糟糕的是,目前针对持续性嗅觉功能障碍,缺乏有效的针对性疗法,多数治疗手段仅起辅助作用或仍处于实验阶段。
为填补这一空白,美国俄亥俄州立大学(The Ohio State University)的研究人员 Veronica L. Formanek、Barak M. Spector 等人开展了一项极具创新性的研究,致力于设计新型 “嗅觉辅助器(Smell - Aids)” 。该研究成果发表在《BMC Medicine》杂志上,为嗅觉功能障碍患者带来了新的希望。
研究人员采用了两种关键技术方法。其一,利用计算流体动力学(CFD)模拟,构建健康对照的三维鼻腔模型,模拟不同装置对鼻内气流和气味输送的影响。其二,招募了健康对照和嗅觉障碍患者两个队列。健康对照 58 人,通过网站广告和传单招募;54 例嗅觉障碍患者则是经当地广告和患者倡导组织招募而来,其中多数为新冠后遗症患者,还有部分由其他原因导致嗅觉丧失。通过对这些样本进行嗅觉测试,如对健康对照测量苯乙醇(PEA)的气味检测阈值(ODT),对患者使用美国国立卫生研究院(NIH)工具盒气味识别测试,来评估嗅觉辅助器的效果 。
研究结果如下:
- 健康对照组:研究发现,嗅觉改善程度与基线嗅觉敏感度显著相关(Pearson r = -0.36,p<0.05) ,基线嗅觉功能越不敏感的人,改善越明显。将样本按基线 PEA 阈值中位数(16.5)分组后,“正常” 组(PEA 8 - 16.5)使用鼻夹和向上插入鼻塞时,PEA 阈值显著改善(p<0.05) ;而 “超级嗅探者” 组(PEA > 16.5)则无明显变化,向下插入鼻塞时也未观察到改善。
- 嗅觉障碍患者组:应用两种嗅觉辅助器后,患者的 9 项 NIH 工具盒气味识别得分显著提高(基线:4.30 ± 2.27,鼻夹 4.82 ± 2.06,鼻塞 5.11 ± 2.32,混合模型 p<0.05) ,非新冠患者队列改善尤为明显。在新冠长期患者中,只有鼻塞能显著提升得分(p<0.05) 。进一步亚组分析显示,鼻塞向上对所有队列均有效,鼻夹仅对嗅觉减退 / 丧失(hypo/anosmia)和非新冠队列有效(p<0.05) 。
在讨论部分,研究人员指出,鼻内气流分布对嗅觉功能至关重要,“鼻塞” 和 “鼻夹” 通过调节鼻内气流,虽增加了鼻腔阻力,但却能提升嗅觉,这表明调节鼻内气流分布是设计嗅觉辅助器的有效策略。不过,两种嗅觉辅助器在不同人群中的效果存在差异,可能与个体鼻腔结构、气味吸附特性等因素有关 。此外,嗅觉辅助器对新冠相关嗅觉损失及嗅觉扭曲患者的有效性令人困惑,这可能涉及到更复杂的病理机制,有待进一步研究。
这项研究意义重大,它首次证明了通过改善鼻内空气和气味输送来增强健康人和患者嗅觉功能的可行性,拓宽了人们对鼻内气流分布影响嗅觉功能的认知,为开发有效的非处方 “嗅觉辅助器” 奠定了基础。未来,有望根据不同人群的基线嗅觉敏感度,设计出更具针对性的嗅觉辅助器,不仅造福嗅觉障碍患者,还能让依赖嗅觉工作的专业人士受益,提升大众的嗅觉体验。但目前研究仍存在样本量较小、缺乏长期数据等局限性,后续还需更多研究加以完善。