也许你使用Apple Watch计步，或佩戴Oura戒指监测睡眠，又或依赖血糖仪持续追踪血糖水平。我们正身处健康数据获取空前便捷的时代，各类设备持续监测着心跳、活动与血液指标。这种电子化监测甚至能从无形之物——呼吸——中获取信息。
如今，Trio-Smart和FoodMarble AIRE等家用检测设备让消费者得以测量每次呼出的气体成分。
洛杉矶西达赛奈医疗中心胃肠病学家阿里·雷扎伊指出，呼吸中的分子能描绘健康图景，传递来自肠道微生物的信息。但频繁进行呼吸检测以确定饮食禁忌的说法可能言过其实。雷扎伊对使用此类检测评估食物耐受性持谨慎态度：“我认为这不会给出明确答案。”
不过雷扎伊强调，呼吸检测背后确有科学依据。在临床环境中，它们能帮助医生诊断胃肠道疾病，而呼出气体中的分子未来或可作为哮喘等感染或疾病的预警信号。
肠道微生物产生气体
人体肠道蕴藏着丰富的微生物世界。圣路易斯华盛顿大学过敏免疫学家安德鲁·考解释，细菌、古菌和真菌共同构成多样化的微观生态系统，它们协助分解食物、强化肠道屏障并产生人体所需的化合物，“对人类健康具有广泛影响”。
然而有时这些影响可能有害。小肠细菌过度生长（SIBO）患者中，本应存在于结肠的细菌会向上迁移至小肠异常增殖。雷扎伊表示：“这意味着小肠内存在额外细菌”，这会导致食物被过度微生物分解，“产生大量气体”。
医生通过测量呼出气体中的氢气和甲烷来检测SIBO，但过程远非单次吹气即可完成。检测前患者需进食低纤维清淡饮食并整夜禁食。在诊所中，患者向呼吸分析仪吹气采集气体样本，随后饮用糖溶液，此后每15分钟重复吹气持续数小时。
雷扎伊指出，医生已建立标准化流程判断患者气体水平是否异常，但将此类检测移至家庭环境颇具挑战。其团队使用的设备需每日校准两次以确保测量精度。因此对于无法面诊的患者，他更推荐商用家用系统——用户采集呼吸样本寄送实验室检测，而全功能家用设备可能准确性较低。
尽管氢气和甲烷等气体能反映肠道状况，但这仅是呼出气体揭示信息的开端。
微生物特征随呼吸飘散
每次呼气都释放数百种称为挥发性有机化合物的复杂化学物质。费城儿童医院传染病儿科医生奥黛丽·约翰比喻道，这如同香水洒在桌面后分子蒸发消散于空气。
今年，考与约翰团队证实这些分子可作为特定肠道微生物的特征标记。科学家曾推测呼吸中的挥发性有机化合物可能源自微生物组，但始终缺乏确证——因这类化合物无处不在：食物释放、床垫释气、人体组织自身都会产生。
考团队发现，拥有微生物组的小鼠与无菌小鼠呼出的挥发性有机化合物存在差异。当将微生物组移植给无菌小鼠后，其呼吸化合物特征随之改变，变得与原始供体小鼠相似。研究者在《细胞代谢》期刊报告称，这“证明肠道微生物驱动了呼吸化合物的差异”。
研究人员进一步探究呼吸化合物能否预示致病微生物。针对41名儿童的临床研究显示，哮喘患儿的呼吸化合物特征与健康儿童不同，且该特征与粪便中西雷欧杆菌（此前已关联儿童哮喘的细菌）含量相关。
约翰表示，呼吸分析技术尚未成熟，需更大规模研究验证发现。目前她正探索用该技术早期识别新生儿败血症——这种由感染引发的危及生命的疾病。“若能识别高风险婴儿并提前干预，”她强调，“这将产生深远影响。”
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