凭借高分辨率质谱技术与人工智能的融合，初创企业Exhalon致力于通过呼气实现超快速、无创的呼吸道疾病诊断。在COVID-19大流行的推动下，该技术有望在不同诊疗场景中检测多种肺部乃至其他器官的疾病。
2017年，感染与炎症实验室（2I – 巴黎-萨克雷大学／UVSQ／Inserm）研究员、UVSQ大学及福煦医院医学教授斯坦尼斯拉斯·格拉辛-德莱尔（Stanislas Grassin-Delyle）与其团队启动了呼气分析研究。2020年，随着COVID-19相关呼吸道疾病研究热潮的兴起，他们成功取得了首个用于诊断COVID-19的概念验证专利。“大流行期间，我们通过三项临床研究证明，能够以极高的灵敏度在呼出气体中检测到疾病。我们的方法无需试剂，仅利用患者呼吸，即可在一分钟内完成筛查。该项目亦契合医院与大学健康研究计划RHU RECORDS中的脓毒症研究框架，即医院大学研究所（IHU）SEPSIS——综合脓毒症中心的宗旨。”斯坦尼斯拉斯·格拉辛-德莱尔解释道。该研究工作还获得了圣但丁昂伊夫林大都会、法兰西岛大区及国家研究署（ANR）的支持。
基于这些研究成果，Exhalon公司于2025年7月底正式成立。“Exhalon的创立，是将创新技术转化为实际产品、推动研究落地并满足市场需求的契机。”公司首席执行官塞西尔·舍瓦利耶（Cécile Chevalier）表示。Exhalon由一支多学科联合创始人团队组成，总部设在伊夫林省的蒙蒂尼勒布雷托努。目前，公司正入驻巴黎-萨克雷研究集群的公共研究孵化器IncubAlliance Paris-Saclay进行孵化。该初创企业还获得了国际非营利组织CARB-X的奖项及100万美元资助，以支持其开发用于检测呼吸道感染的呼气诊断平台。CARB-X长期致力于推动应对抗生素耐药性细菌感染的新型解决方案。
检测分子标志特征
Exhalon开发的技术专注于分析呼出气体中的化学成分。“该方法完全无创：仅需一次简单呼气，即可检测并检视大量反映体内特定生理过程的分子，结果在数分钟内便可得出。”塞西尔·舍瓦利耶说明道。“因此，该技术尤其适用于儿童等敏感群体，以及特定的临床环境，如连接呼吸机的重症监护持续监测。”斯坦尼斯拉斯·格拉辛-德莱尔补充道。
通过结合质子转移质谱法与人工智能模型，Exhalon能够检测由人体各器官产生、进入血液循环并最终随呼气排出的挥发性有机化合物。这一方法将有助于诊断多种疾病，或在广泛的治疗过程中评估药物反应。
具体而言，患者直接向质谱仪呼气，仪器通过测量分子质量进行分析。各类化合物经由人工智能驱动的软件工具进行定量分析，该工具能够识别特定疾病对应的分子标志特征。“利用我们的技术，已成功确定与COVID-19相关的分子标志。通过数据处理算法，可确保以98%的置信度判定个体未感染COVID-19。对于检测呈阳性的个体，则可进一步进行确认测试，从而实现高效、可靠的阴性人群筛查。”斯坦尼斯拉斯·格拉辛-德莱尔解释道。
在CARB-X资金支持下，Exhalon目前聚焦于呼吸道感染的检测，旨在区分病毒性与细菌性感染，以应对抗生素耐药性挑战。由于快速诊断手段的缺失，患者往往难以及时获得针对性治疗。为此，公司将开展一项多中心临床研究，分析包括插管患者在内的各年龄段人群的呼气样本，以识别与呼吸道感染相关的分子标志物。
预计2030年进入市场
目前，Exhalon技术仍限于医学研究用途，主要用于药物反应的诊断或预测研究。“我们的目标是将该技术转化为可在患者床旁使用的医疗设备，仅凭一次呼吸即可完成医学诊断。”塞西尔·舍瓦利耶指出。在作为医疗设备正式投入临床使用前，仍需五至七年时间取得CE认证。
技术验证通过后，集成软件将持续更新，以扩充可检测的疾病标志特征、拓展诊断覆盖范围。“这是一个真正有望改善患者护理体验的项目。高通量、非侵入性的诊断手段，有助于提升患者监测水平，同时增强其舒适度与生活质量。在COVID-19之前，这还是一个新兴领域，相关技术开发寥寥。如今，这已成为高度活跃的研究方向，但在基础研究层面，仍有大量知识亟待探索与积累。”斯坦尼斯拉斯·格拉辛-德莱尔总结道。
