採用狗狗的“生物檢測”成為新冠檢測新式武器,識別新冠準確率高達94%

來源 | 梅斯醫學(ID:MedSci_cn)

採用狗狗的“生物檢測”成為新冠檢測新式武器,識別新冠準確率高達94%
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近期,來自德國漢諾威獸醫大學、漢諾威醫學院和德國國防部隊發表在《BMC傳染病》(BMC Infectious Diseases)發表題為“Scent dog identification of samples from COVID-19 patients–a pilot study”(嗅探犬識別COVID-19患者的樣本–一項初步研究)的研究,該項研究指出,如果嗅探犬經過適當的訓練,嗅探犬能夠區分感染SARS-CoV-2和未感染的唾液樣本,總體成功率為94%。

研究指出,隨着新冠大流行持續肆虐,對於新冠病毒的早期進行有效實時識別對於中斷傳播鏈方面至關重要。新冠患者呼吸過程中產生揮發性有機化合物會引起特定的氣味印記,訓練有素的嗅探犬可以高度準確地檢測到這種印記。

嗅探犬或探測犬(Detection dogs)是工作犬的一類,經過訓練,能協助人類尋找毒品、農畜產品、爆裂物等各類物品。它們主要透過氣味來搜索目標物,而現在目標物是新冠病毒。據估算,狗的嗅覺比人類的嗅覺要敏鋭一萬至十萬倍。我們的鼻子裏只有六百萬個嗅覺感受器,而狗的嗅覺感受器卻多達三億個。並且狗在每分鐘的吸氣次數可高達300次,這意味着嗅覺細胞會不斷地接觸新的氣味顆粒。

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在狗的鼻子的後部是嗅覺區域(黃棕色),其渦卷狀組織充滿了氣味受體。呼吸區域顯示為粉紅色。 Courtesy of Brent Craven

執行這項任務的8只嗅探犬來自德國國防部隊,它們僅僅訓練了一週,就能區分新冠病毒感染者與未感染者的氣管支氣管分泌物黏液和唾液。新冠肺炎患者的陽性和陰性唾液樣品是由計算機隨機,雙盲和對照(RCT)的方式分配給各嗅探犬。嗅探犬能夠區分受感染(陽性)和未感染(陰性)的樣本,平均診斷敏感性為82.63%(95%CI:82.02–83.24%)且特異性為96.35%(95%CI:96.31–96.39%)。在測試的1012個隨機樣本中,嗅探犬正確地識別了157個陽性樣本和792個陰性樣本嗅探犬總體平均檢出率為94%(±3.4%)。

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德國研究團隊這項初步發現表明,訓練有素的嗅探犬能夠有效識別呼吸道分泌物樣本來區分SARS-CoV-2感染患者和陰性對照。這些數據可能構成可靠的篩查SARS-CoV-2感染者的方法基礎。主導該研究的德國生化感染專家Maren von Köckritz-Blickwede教授解釋道:"我們認為,之所以能夠這樣,是因為患者體內的代謝模式已完全改變,嗅探犬能夠嗅出這些患者在發生代謝變化時的特定氣味。"

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比利時瑪利諾犬牧羊犬,wiki

而來自法國的一項研究中也顯示類似結果。位於法國巴黎郊外的阿爾福爾國家獸醫學院,通過對一批來自塞納馬恩省消防隊的搜救犬進行訓練研究是否能夠分辨出哪一個樣本來自新冠病毒攜帶者,並將研究結果預發表在Biorxiv上。

這項研究的目的是評估這類嗅探犬能否分辨新冠肺炎患者(SARS-CoV-2 PCR陽性)產生的汗液與非新冠肺炎的人產生的汗液氣味的差別。該研究是在3個地點進行的,遵循相同的操作規程。從不同的醫院獲得了總共198個腋窩汗液樣本,八隻比利時瑪利諾犬牧羊犬,它們總共進行了368次試驗中分辨健康和患有新冠肺炎受試者的腋窩中採集的氣味樣本中,總體識別出感染了新冠病毒成功率為95%。

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識別成功率,Detection dogs as a help in the detection of COVID-19 Can the dog alert on COVID-19 positive persons by sniffing axillary sweat samples ? Proof-of-concept study,doi: https://doi.org/10.1101/2020.06.03.132134

文章結論認為,有非常高的證據表明新冠病毒感染的人腋窩汗臭味是不同的,並且比利時瑪利諾犬牧羊犬作為嗅探犬可以檢測到受SARS-CoV-2病毒感染的人。未來將進行進一步驗證該研究,提供狗診斷的敏感性和特異性。如果這種敏感性和特異性是足夠高,這將為對於缺乏檢測設備和財力來進行新冠病毒標準血清學檢測或RT-PCR檢測的或作為補充方法。

此前,在芬蘭赫爾辛基大學一項試驗性研究中也表明嗅探犬能夠被訓練成醫療檢測助手,能夠識別新冠感染引起的疾病氣味特徵。結果顯示狗的學習能力驚人,經僅僅幾周訓練後就能準確地將新冠患者的尿液樣本與健康人的本區分開,幾乎與標準PCR測試一樣可靠。

除了德國、法國研究者在研究嗅探犬能否偵測新冠病毒外,來自美國、英國、伊朗、智利等國家也做了相關探索。

英國倫敦衞生與熱帶醫學院(LHTSM)和一家慈善機構啓動了“醫用探測犬”(MDD)項目,研究人員希望6周內訓練出一批具有嗅探新冠病毒能力的工作犬。研究人員認為,每種疾病皆會引發一種獨特氣味。此前兩家機構合作運用狗的敏鋭嗅覺來偵測疾病,先前曾訓練狗偵察癌症、帕金森氏症及細菌感染等病症。

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英國醫用探測犬

有報道稱,伊朗也正着手嘗試利用狗的超強嗅覺,識別已感染新冠病毒的人。目前該訓練已進入篩選犬種階段,以確認哪種犬更適合嗅探病毒。智利警方正與研究人員合作訓練警犬用嗅覺偵測新冠病毒。

儘管需要更多的試驗才能廣泛使用嗅探犬,從初步結果來看,這種“生物偵測”對比當前採用的“核酸”檢測似乎是可行的,並且而更加經濟與快速,未來有望在機場和其他地方進行檢測需求的地方提供快速且經濟高效的解決方案,英國倫敦衞生與熱帶醫學院有估算認為每隻狗狗可以每小時偵測250個人。這樣的話,人們就可以免費,最終每天無痛苦地接受新冠病毒檢測了。

編輯:笪文武 審校:陳雪禮

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