Собаки-детекторы запахов могут выявлять инфицированных COVID-19
В статье в Journal of Osteopathic Medicine авторы обобщили опубликованные исследования о возможности и эффективности использования собак для скрининга на вирус COVID-19 по запаху. Учёные сообщают, что показатели чувствительности, специфичности и общего успеха в исследованиях сопоставимы или лучше, чем у стандартных процедур тестирования RT-PCR и антигенных тестов.
Эти данные указывают, что собак-детекторов запахов, вероятно, можно эффективно использовать для скрининга и выявления инфицированных COVID-19 в больницах, домах престарелых, школах, университетах, аэропортах и даже на массовых мероприятиях.
«Точный и быстрый скрининг носителей вируса COVID-19, симптомных или бессимптомных, останется важным для замедления и ограничения распространения инфекции», — сказал Томми Дики, профессор Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. «Эти предварительные исследования показывают, что использование медицинских собак-детекторов запахов — многообещающий подход».
Документированный успех в обнаружении болезней
Собаки могут улавливать широкий спектр молекул в чрезвычайно низких концентрациях: 1 часть на квадриллион, по сравнению с 1 частью на миллиард у людей. Эта способность используется для поиска и идентификации заболеваний, имеющих свою уникальную химию и запах.
Используя молекулы и частицы из вдыхаемого воздуха, собаки могут обнаруживать пахучие человеческие молекулы (летучие органические соединения, VOC), которые происходят из клеток кожи или волос, крови, дыхания, слюны, пота, слёз, носовой слизи, мочи, семенной жидкости или кала. Поскольку запахи сохраняются, собаки могут вести «историческую библиотеку» запахов сложных молекул.
«Научная основа и эффективность использования собак для обнаружения медицинских состояний и заболеваний, таких как рак, диабет, малярия, болезнь Паркинсона и других, задокументирована», — сказала Хизер Хункейра. «Эти новые исследования поддерживают необходимость дополнительных исследований для определения их способности выявлять COVID-19 в больших масштабах».
Квалифицированные исследования
Авторы обзора оценили четыре недавних исследования, анализирующих успешность собак в идентификации VOC, связанных с COVID-19. Во-первых, они описали работу команды исследователей из Франции и Ливана, которые тестировали 8 собак, ранее обученных обнаружению взрывчатых веществ и рака толстой кишки.
Этим собакам независимо предъявляли образцы марли, пропитанные потом из подмышек 198 пациентов разных больниц. Хотя сам вирус COVID-19 не имеет запаха, исследователи предположили, что инфекция вызывает метаболические изменения, приводящие к выделению характерного запаха пота, который может быть обнаружен собакой.
Собак обучили садиться только перед ящиком с образцом, положительным на COVID-19. После четырёх дней тренировок успешность собак составила от 83% до 100%.
Слюна или трахеобронхиальный секрет
В другом исследовании команда из Германии провела рандомизированное двойное слепое контролируемое пилотное исследование. Собак обучали в течение 1 недели обнаруживать вирус COVID-19 в образцах слюны или трахеобронхиального секрета инфицированных пациентов.
Каждая собака, её проводник и наблюдатель были «ослеплены». Количество и продолжительность «погружений носом» в отверстия с запахом, а также расположение положительных и отрицательных образцов автоматически регистрировались и проверялись с помощью анализа видео с временными метками, что автоматизировало процесс и снизило влияние дрессировщика.
Результаты, полученные на основе 1012 автоматизированных предъявлений образцов, показали средний уровень обнаружения 94%: 157 правильных указаний на положительный результат, 792 правильных отклонения отрицательного, 33 ложных срабатывания и 30 ложноотрицательных указаний. Интересно, что команда не обнаружила существенной разницы в способности обнаружения между использованием слюны и трахеального секрета.
Хотя в этом пилотном исследовании были ограничения (положительные образцы были только от тяжелобольных госпитализированных пациентов, а отрицательные — от здоровых людей без признаков респираторных инфекций), авторы настоящего обзора сочли результаты обнадёживающими.
Поддержка дополнительных исследований
Третье исследование, проведённое командой в Колумбии, тестировало 6 обученных собак разных и смешанных пород для разработки метода скрининга бессимптомных, пресимптомных или симптомных носителей COVID-19.
Исследователи разработали устройство для безопасного предъявления собакам образцов VOC, собранных из респираторных выделений COVID-19-положительных пациентов. Их детальное исследование проводилось в 3 этапа, третий из которых продолжается.
«Из 6000 образцов работа собак [в этом исследовании] привела к чувствительности 95,5% и селективности 99,6%», — сказал Дики. «Высокие показатели успеха среди разных типов собак предполагают, что для эффективного скрининга на COVID-19 можно обучить различные породы или метисов».
Проблемы остаются
«Результаты недавно опубликованных и текущих исследований обнадёживают; однако перед широкомасштабным внедрением собак-детекторов запаха для выявления COVID-19 остаются проблемы», — сказала Хункейра. «Тем не менее, исследования поддерживают использование собак для пилотных скрининговых исследований COVID-19 в таких местах, как аэропорты и спортивные мероприятия».
Авторы надеются, что их обзор, представивший актуальную информацию о потенциале широкого применения обученных собак для скрининга инфицированных COVID-19, может помочь в разработке будущих исследований и внедрении скрининговых программ для пользы профилактических медицинских исследований.