Tutkimusryhmät ympäri maailmaa testaavat, pystyvätkö koirat havaitsemaan COVID-19:n hajun perusteella.Credit: Fatemeh Bahrami/Anadolu Agency/Getty
Asher on eksentrikko, Storm tykkää ottaa aurinkoa ja Maple käyttää mielellään aivojaan. Kaikilla kolmella voisi olla rooli COVID-19-pandemian hallinnassa, mutta he eivät ole tiedemiehiä tai poliitikkoja. He ovat koiria.
Eivätkä he ole yksin. Ympäri maailmaa koiraeläimiä koulutetaan havaitsemaan COVID-19-tartuntojen tuoksu. Koirien kouluttajat väittävät saavansa poikkeuksellisia tuloksia – joissakin tapauksissa he sanovat, että koirat pystyvät havaitsemaan viruksen lähes täydellisellä tarkkuudella. Ponnisteluihin osallistuvat tutkijat esittävät, että koirat voisivat auttaa pandemian hallinnassa, koska ne voivat seuloa satoja ihmisiä tunnissa vilkkaissa paikoissa, kuten lentokentillä tai urheilustadioneilla, ja ne ovat halvempia käyttää kuin perinteiset testausmenetelmät, kuten RNA:n monistustekniikka PCR.
Mutta suurinta osaa näistä havainnoista ei ole vielä arvioitu vertaisarvioinnilla tai julkaistu, joten laajemman tiedeyhteisön on vaikea arvioida väitteitä. Perinteisempiä virustestejä työstävät tutkijat sanovat, että koeryhmien alustavat tulokset ovat kiehtovia ja lupaavia. Jotkut kuitenkin kyseenalaistavat, voidaanko prosessi skaalata sellaiselle tasolle, että eläimillä olisi merkittävää vaikutusta.
3. marraskuuta eläinten kanssa työskentelevät ryhmät tapasivat International K9 Team -nimisessä verkkotyöpajassa jakaakseen alustavia tuloksia kokeista ja parantaakseen tutkimuksensa koordinointia.
”Kukaan ei sano, että ne voivat korvata PCR-koneen, mutta ne voivat olla hyvin lupaavia”, sanoo eläinlääketieteen neurologi Holger Volk Hannoverin eläinlääketieteellisestä yliopistosta Saksassa, joka johtaa COVID-haistokoirien kouluttamiseen ja tutkimiseen tähtääviä ponnisteluja ja joka ei puhunut tilaisuudessa.”
Ihmettelyn aistimus
Ihmiset ovat vuosikymmenien ajan hyödyntäneet koirien ylivoimaista hajuaistia. Koirien nenässä on 300 miljoonaa hajureseptoria, kun ihmisellä niitä on 5 tai 6 miljoonaa. Sen ansiosta ne pystyvät havaitsemaan pieniä hajupitoisuuksia, joita ihmiset eivät pysty havaitsemaan. Nuuskakoirat ovat jo tuttu näky lentokentillä, joissa ne etsivät ampuma-aseita, räjähteitä ja huumeita. Tutkijat ovat myös kouluttaneet koiria havaitsemaan joitakin syöpiä ja malariaa, mutta eläimiä ei käytetä rutiininomaisesti tähän tarkoitukseen. Tutkijat eivät tiedä varmasti, mitä koirat haistavat, mutta monet epäilevät, että nämä sairaudet saavat ihmiskehon päästämään haihtuvia orgaanisia yhdisteitä (VOC). Nämä molekyylit haihtuvat helposti muodostaen hajun, jonka koirat voivat havaita. Aikaisempi työ muiden kuin COVID-virusten parissa on antanut viitteitä siitä, että myös virusinfektiot saattaisivat aiheuttaa elimistössä tällaista toimintaa.
Monet nuuskakoiratutkijat kiinnittivät huomionsa COVID-19:ään pandemian alkuvaiheessa. He ovat kouluttaneet koiraansa haistelemaan steriileissä astioissa olevia näytteitä, useimmiten hikinäytteitä, ja istumaan tai tassuttamaan lattiaa, kun ne havaitsevat merkkejä tartunnasta. Yhdistyneissä arabiemiirikunnissa, Suomessa ja Libanonissa tehdyissä lentokenttäkokeissa koirat havaitsevat COVID-19:n matkustajilta otetuista hikinäytteistä, jotka sitten verrataan tavanomaisiin testeihin. K9-kokouksessa esitettyjen tietojen mukaan Suomessa ja Libanonissa koirat ovat tunnistaneet tapauksia päiviä ennen kuin tavanomaiset testit havaitsivat viruksen, mikä viittaa siihen, että koirat voivat havaita tartunnan jo ennen oireiden alkamista.
Riad Sarkis, kirurgi ja tutkija Saint Joseph -yliopistossa Beirutissa, on mukana ranskalais-libanonilaisessa hankkeessa, jossa on koulutettu 18 koiraa. Sarkis käytti kahta parhaiten suoriutunutta koiraa Libanonin lentokenttäkokeessa. Koirat seuloivat 1 680 matkustajaa ja löysivät 158 COVID-19-tapausta, jotka vahvistettiin PCR-testeillä. Julkaisemattomien tulosten mukaan eläimet tunnistivat negatiiviset tulokset 100 prosentin tarkkuudella ja 92 prosenttia positiivisista tapauksista oikein. ”Tämä on erittäin tarkkaa, toteuttamiskelpoista, halpaa ja toistettavissa”, sanoo Sarkis, jota on lähestytty koirien käyttämisestä kouluissa, pankeissa ja vankiloissa ja joka tekee yhteistyötä ostoskeskuksen kanssa tarjotakseen COVID-19-testausta eläinten avulla.
Matalan tulotason maat, joissa laboratoriotilat ovat rajalliset, voisivat hyötyä lähestymistavasta erityisesti, sanoo Isabella Eckerle, virologi Geneven yliopistollisissa sairaaloissa Sveitsissä.
Näytteiden koot
Mutta koirien tehokkuudesta COVID-19:n haistamisessa on julkaistu vain yksi lehtiartikkeli, jonka on kirjoittanut Volkin ryhmä; hän kuvailee sitä pilottitutkimukseksi1. Tutkijat kouluttivat kahdeksan koiraa näytteillä, jotka otettiin seitsemän COVID-19-tautia sairastavan sairaalahoitoon joutuneen ja seitsemän tartunnasta vapaan henkilön suusta ja hengitysputkista. Koirat tunnistivat 83 prosenttia positiivisista tapauksista ja 96 prosenttia negatiivisista tapauksista.
Vakiomuotoisen PCR-laboratoriotestin väärien positiivisten ja negatiivisten osuudet vaihtelevat riippuen käytetystä testimerkistä ja testin ajoituksesta. Systemaattisessa katsauksessa, joka julkaistiin esipainoksena2 medRxiv-sivustolla, todettiin, että RT-PCR-testien väärien negatiivisten tulosten osuus on 2-33 %, jos sama näyte testataan toistuvasti. 4 % Ison-Britannian PCR-testien tuloksista voi hallituksen asiakirjojen mukaan olla vääriä positiivisia.
Kriitikkojen mukaan saksalaisessa koiratutkimuksessa käytettiin näytteitä liian harvoista potilaista. Koirat saattavat oppia tunnistamaan näytteiden eikä COVID-19:n spesifisen tuoksun, sanoo Cynthia Otto, joka johtaa Pennsylvanian yliopistossa Philadelphiassa sijaitsevaa Penn Vet Working Dog Centre -keskusta ja työskentelee myös COVID-19-haistajakoirien parissa.
Työskentelyssään, jota ei myöskään ole vielä julkaistu, hän on havainnut, että koirat osaavat erottaa toisistaan COVID-19-tautia sairastavien ihmisten virtsa- tai hikoilunäytteet ja niiden näytteiden näytteet, jotka on otettu henkilöiltä, joilla ei ole tautia. Hän tekee yhteistyötä kemistien kanssa ymmärtääkseen, mitä haihtuvia orgaanisia yhdisteitä koirat havaitsevat; tätä kuvaava julkaisu on valmisteilla. ”Koirat pystyvät siihen. Haasteena on meidän ihmisten tietämättömyys siitä, mikä voi hämmentää koiria”, hän sanoo. Pyrkiessään keräämään laajaa aineistoa hänen ryhmänsä kerää hikinäytteitä 1 000:sta T-paidasta, joita yön yli käyttivät COVID-19:n suhteen positiivisen ja negatiivisen testin saaneet ihmiset.
Ryhmä Ranskassa, jota johtaa eläinlääketieteen tutkija Dominique Grandjean Alfortin kansallisesta eläinlääketieteellisestä korkeakoulusta Pariisin lähistöllä, lähetti työnsä3 preprint-palvelimelle bioRxiviin kesäkuussa. Tutkijat, joihin Sarkis kuului, kouluttivat kahdeksan koiraa havaitsemaan COVID-19:n 198 hikinäytteestä, joista noin puolet oli peräisin tautia sairastavilta ihmisiltä. Kun nämä näytteet piilotettiin negatiivisten näytteiden riviin, koirat tunnistivat positiiviset näytteet 83-100 prosentissa tapauksista. Artikkelissa ei kerrota, kuinka hyvin koirat tunnistivat negatiiviset testitulokset. Tutkimus on nyt eräässä lehdessä arvioitavana, mutta Grandjeanin mukaan prosessi ei ole ollut helppo. ”Etsintäkoiria käsittelevien papereiden julkaiseminen on hyvin vaikeaa, koska useimmat arvioijat eivät tiedä mitään työkoirista”, hän sanoo.
Tutkimuksen tiedot näyttävät lupaavilta, sanoo Fyodor Urnov, joka työskentelee Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä COVID-testien parissa. Hän haluaisi kuitenkin nähdä suurempia aineistoja siitä, miten hyvin koirat tunnistavat positiiviset ja negatiiviset näytteet. Hän huomauttaa myös, että yksittäisten koirien suorituskyvyssä on vaihtelua. Grandjeanin tutkimuksessa esimerkiksi kaksi koiraa tunnisti 68 positiivista näytettä 68:sta, kun taas yksi koira jätti tunnistamatta 10 tapausta 57:stä.
Ryhmien on kasvatettava näytekokojaan, ennen kuin laajempi tiedeyhteisö voi arvioida, kuinka hyödyllisiä koirat voivat olla, on samaa mieltä James Logan, Lontoon hygienia- ja trooppisen lääketieteen korkeakoulussa työskentelevä tartuntatautien tutkija, joka kouluttaa ja tutkii COVID-19-koiria, mukaan lukien Storm, Maple ja Asher. ”On tärkeää, ettei lähdetä liian aikaisin liikkeelle suurilla väitteillä ja pienillä aineistoilla”, hän sanoo.