Identificarea eșantioanelor de la pacienții cu COVID-19 de câinii Sniffer - Un studiu pilot
La TiHo Hanovra, s-a examinat dacă câinii instruiți pot distinge probele de pacienții infectați cu SARS-CoV-2 de cei de la controalele neinfectate.
- Un studiu pilot arată: câinii instruiți recunosc probele de la pacienții cu COVID-19.
- Câinii de serviciu specializați au putut învăța să distingă probele pozitive de cele negative în doar opt zile.
- Șef de studii Prof. Dr. Într-un interviu, Holger Volk explică de unde a venit ideea studiului și cum ar putea merge lucrurile acum.
Pandemia COVID-19 în curs arată în mod clar că sunt necesare teste mai rapide și mai fiabile pentru identificarea pacienților simptomatici și, mai presus de toate, asimptomatici, pentru a reduce răspândirea ulterioară a infecției. În testele actuale, personalul instruit ia tampoane nazofaringiene, care apoi trec printr-un test de reacție în lanț cu polimerază cu transcripție inversă (RT-PCR). Aceste teste sunt utilizate la pacienții cu simptome suspectate de infecție COVID-19. Pentru a identifica persoanele asimptomatice și presimptomatice pe lângă cei infectați, este nevoie de teste mai rapide, mai fiabile, neinvazive și versatile. Acesta este singurul mod de a contracara pandemia.
Câinii instruiți recunosc mirosurile specifice patogenilor
Studiile anterioare au arătat că simțul miros al câinilor poate fi folosit pentru a detecta diferite boli, cum ar fi cancerul, malaria sau infecțiile bacteriene și virale.
Câinii instruiți au capacitatea de a recunoaște un miros specific agentului patogen alcătuit din diverși compuși organici volatili (COV). Deoarece virușii nu au propriul lor metabolism, COV sunt eliberați din celulele infectate corespunzătoare prin procesele gazdei metabolice.
Un studiu pilot cu câini de serviciu din Bundeswehr
scopul studiului
Acest studiu a examinat dacă câinii instruiți pot distinge probele de pacienții infectați cu SARS-CoV-2 de cei de la controalele neinfectate.
Probele de salivă inactivate de la pacienții cu COVID-19
Pe de o parte, investigatorii au folosit probe de salivă de la pacienții cu COVID-19 care au prezentat simptome clinice și au fost diagnosticați pozitiv pentru SARS-CoV-2 în frotiul nazofaringian. În schimb, grupul de control a fost negativ cu SARS-CoV-2 și normal din punct de vedere clinic. Nu au existat teste pentru alte virusuri corona.
Toate probele anonimizate au fost confirmate ca pozitive sau negative cu testul RT-PCR SARS-CoV-2-IP4 de la Institutul Pasteur. În plus, au fost supuși cuantificării virusului (test de diluare a punctului final) și analizei izolării virusului cu celule Vero E6 în condiții de nivel 3 de biosecuritate. Mai mult, inactivarea cu beta-propiolactonă a fost efectuată pentru a proteja câinii și antrenorii de infecție.
În antrenamentul câinilor, antrenorii au folosit doar probe inactivate cu BPL de la pacienții cu COVID-19. În plus, câinilor sniffer li s-au administrat probe de control negativ cu și fără tratament anterior cu BPL pentru a exclude BPL hidrolizat ca posibil reactiv de distragere a atenției.
Sistem de antrenament pentru câini de detectare
Antrenamentul a fost după cum urmează: Formatorii au pipetat 100 μl de reactiv pe un tampon de bumbac, care a fost apoi plasat într-un tub de sticlă. Identificarea eșantionului a fost efectuată pe un sistem de formare a câinilor de detecție (DDTS; Kynoscience UG, Germania). Sistemul de formare a câinilor de detecție este format din șapte găuri de parfum. În fiecare probă, doar o gaură conținea un eșantion pozitiv SARS-CoV-2, în timp ce celelalte șase găuri conțineau eșantioane negative. Dacă câinele a indicat o gaură cu proba pozitivă, a primit automat o recompensă (mâncare sau minge). Între timp, software-ul a creat în mod aleatoriu o nouă poziție pentru următoarea probă, asigurându-se că mostrele au fost prezentate în mod aleatoriu și automat.
Rezultate
Antrenorii de câini au obișnuit cei opt câini la mașină timp de două săptămâni și i-au antrenat pe DDTS timp de o săptămână. După ce câinii au fost expuși la un total de 10.388 de prezentări de probe în timpul antrenamentului, a fost efectuat și evaluat un studiu dublu-orb controlat.
În cadrul prezentărilor randomizate și automate de 1.012 eșantioane, câinii au prezentat o rată medie globală de detecție de 94%, cu 157 indicații corecte de SARS-CoV-2 pozitiv, 792 corect negativ, 33 fals pozitiv și 30 fals negativ. Câinii au diferențiat între persoanele infectate și neinfectate, cu o sensibilitate generală de diagnostic de 83% și o specificitate de 96%.
Este de conceput utilizarea câinilor sniffer pentru a depista COVID-19
După antrenament, câinii de serviciu au reușit să facă diferența între pacienții infectați cu SARS-CoV-2 și controalele sănătoase, cu sensibilitate și specificitate ridicate, datorită simțului lor miros pronunțat.
Câinii de detectare SARS-CoV-2 ar putea fi astfel o alternativă eficientă și fiabilă sau un supliment la testul regulat de screening RT-PCR. Acest lucru este valabil mai ales în țările cu acces redus la testarea diagnosticului. Mai mult decât atât, utilizarea câinilor sniffer instruiți la aeroporturi, la frontiere sau la evenimente în masă ar putea fi utilizată ca supliment la testele de laborator și, astfel, să prevină răspândirea pandemiei.
Deoarece acest studiu pilot a fost supus numeroaselor limitări, cercetările viitoare sunt necesare pentru a înțelege mai bine potențialul și limitele utilizării câinilor sniffer pentru a detecta bolile virale la om.
Interviu cu șeful de studiu Prof. Dr. Holger A. Volk
Editorii practicii pentru animale mici au vorbit cu Holger Volk despre acest studiu pilot, care a fost publicat în cooperare cu Bundeswehr, Școala de Medicină din Hanovra, Centrul Medical al Universității Hamburg-Eppendorf și TiHo din Hanovra.
Cum a apărut ideea implementării acestui studiu pilot actual?
Prof. Dr. Holger A. Volk: Lucrăm în domeniul cercetării cognitive olfactive la câini. Când a început pandemia, am discutat la TiHo despre modul în care am putea sinergiza cunoștințele noastre în domeniul virologiei și cercetării cognitive pentru a ajuta. Bundeswehr este pionier în instruirea câinilor de serviciu și a fost un partener ideal pentru a pune în practică ideea.
Opt zile este o perioadă de antrenament foarte scurtă. Sunt într-adevăr câinii care învață atât de repede sau cât de complex este antrenamentul lor?
Prof. Dr. Holger A. Volk: Am lucrat cu o „mașină specială de învățare a mirosurilor”, care a antrenat câinii într-un mod jucăuș. Nici câinii nu erau câini normali, ci câini specializați cu sniffer.
Probele pozitive au fost de la pacienții grav bolnavi. Nu se poate, de asemenea, că câinii au adulmecat o infecție generală și nu neapărat SARS-CoV-2?
Prof. Dr. Holger A. Volk: Există mulți factori la care trebuie să analizăm mai îndeaproape. Acesta a fost doar un studiu pilot. Cu toate acestea, există primele studii care arată că infecția cu SARS-CoV-2 dă un „cocktail parfumat” volatil specific.
Potrivit BioStoffV, SARS-CoV-2 este supus grupului de risc 3 - cum ați putea să vă asigurați că au fost respectate toate măsurile de protecție?
Prof. Dr. Holger A. Volk: Probele au fost obținute în cadrul măsurilor de protecție date în spitalele partenerilor noștri de colaborare (Hannover Medical School, University Clinic Hamburg-Eppendorf) și apoi au fost inactivate la TiHo de la Centrul de cercetare pentru infecții emergente și zoonoze (RIZ) înainte de a fi prezentate câinilor.
Primele rezultate sunt extrem de interesante. Studiile ulterioare sunt cu siguranță planificate. Poți dezvălui ceva?
Prof. Dr. Holger A. Volk: După un studiu este înainte de un studiu. Vom încerca acum să abordăm limitele primului studiu pe care l-ați menționat deja.
Publicație originală:
Jendrny P, Schulz C, Twele F, Meller S, von Köckritz-Blickwede M, Albertus Osterhaus DME, Janek Ebbers J, Pilchová V, Pink I, Welte T, Manns MP, Fathi A, Ernst C, Addo MM, Schalke E, Volk HA (2020): identificarea mirosului câinelui de probe de la pacienții cu COVID-19 - un studiu pilot. BMC Infect Dis 20 (1): 536. DOI: 10.1186/s12879-020-05281-3.
Informatii suplimentare:
Aici îl puteți auzi pe prof. Dr. Holger Volk într-un interviu cu radioeins (rbb).