Kutatócsoportok világszerte tesztelik, hogy a kutyák képesek-e szaglással kiszagolni a COVID-19-et.Credit: Fatemeh Bahrami/Anadolu Agency/Getty
Asher különc, Storm szeret napozni, Maple pedig szereti használni az agyát. Mindhárman szerepet játszhatnak a COVID-19 járvány megfékezésében, de nem tudósok vagy politikusok. Ők kutyák.
És nincsenek egyedül. Világszerte kutyákat képeznek ki arra, hogy felismerjék a COVID-19 fertőzés szagát. A kutyakiképzők rendkívüli eredményeket állítanak – egyes esetekben azt mondják, hogy a kutyák szinte tökéletes pontossággal képesek felismerni a vírust. Az erőfeszítésekben részt vevő tudósok szerint a kutyák segíthetnek a járvány megfékezésében, mivel óránként több száz embert tudnak kiszűrni forgalmas helyeken, például repülőtereken vagy sportstadionokban, és olcsóbbak a hagyományos vizsgálati módszereknél, például az RNS-amplifikációs technikánál, a PCR-nél.
A legtöbb ilyen eredményt azonban még nem értékelték vagy tették közzé, így a szélesebb tudományos közösség számára nehézséget jelent az állítások értékelése. A hagyományosabb vírusteszteken dolgozó kutatók szerint a kutyás csoportok első eredményei érdekesek és ígéretesnek tűnnek. Egyesek azonban megkérdőjelezik, hogy az eljárás olyan szintre méretezhető-e, amely lehetővé tenné, hogy az állatok érdemi hatást gyakoroljanak.
November 3-án az állatokkal dolgozó csoportok az International K9 Team nevű online workshopon találkoztak, hogy megosszák a kísérletek előzetes eredményeit, és javítsák kutatásaik összehangolását.
“Senki sem mondja, hogy helyettesíthetik a PCR-gépet, de nagyon ígéretesek lehetnek” – mondja Holger Volk állatorvos-neurológus a németországi Hannoveri Állatorvosi Egyetemről, aki a COVID-szimatoló kutyák kiképzésére és tanulmányozására irányuló erőfeszítést vezeti, és nem vett részt a rendezvényen.
A csodaszer
Az emberek évtizedek óta kihasználják a kutyák kiváló szaglóérzékét. A kutyák orrában 300 millió szaglóreceptor található, szemben az emberek 5 vagy 6 milliójával. Ez lehetővé teszi számukra, hogy olyan apró szagkoncentrációkat érzékeljenek, amelyeket az emberek nem. A szimatoló kutyák már megszokott látványt nyújtanak a repülőtereken, ahol lőfegyvereket, robbanóanyagokat és kábítószereket keresnek. A tudósok arra is kiképezték a kutyákat, hogy felismerjenek bizonyos rákos megbetegedéseket és a maláriát, de az állatokat nem használják rutinszerűen erre a célra. A kutatók nem tudják biztosan, hogy a kutyák mit szagolnak ki, de sokan azt gyanítják, hogy ezek a betegségek az emberi szervezetből az illékony szerves vegyületek (VOC) meghatározott mintázatát bocsátják ki. Ezek a molekulák könnyen elpárolognak, és olyan szagot hoznak létre, amelyet a kutyák fel tudnak venni. A nem-COVID vírusokkal végzett korábbi munkák azt sugallták, hogy a vírusfertőzések is okozhatják ezt a szervezetben.
A világjárvány korai szakaszában sok szimatoló kutyás tudós figyelme a COVID-19-re irányult. Kiképezték kutyáikat arra, hogy steril tartályokban lévő mintákat – leggyakrabban izzadságmintákat – megszagoljanak, és leüljenek vagy a padlót tapogassák, ha a fertőzés jeleit észlelik. Az Egyesült Arab Emírségek, Finnország és Libanon repülőterein végzett kísérletek során kutyákat használnak az utasoktól vett izzadságmintákban a COVID-19 kimutatására; ezeket aztán hagyományos tesztekkel ellenőrzik. A K9 találkozón bemutatott adatok szerint Finnországban és Libanonban a kutyák napokkal azelőtt azonosították az eseteket, hogy a hagyományos tesztek kimutatták volna a vírust, ami arra utal, hogy a kutyák már a tünetek megjelenése előtt felismerik a fertőzést.
Riad Sarkis, a bejrúti Saint Joseph Egyetem sebésze és kutatója részt vesz egy francia-libanoni projektben, amely 18 kutyát képzett ki. Sarkis a két legjobban teljesítő kutyát használta fel a libanoni reptéri kísérlethez. A kutyák 1680 utast vizsgáltak meg, és 158 COVID-19-es esetet találtak, amelyeket PCR-tesztekkel igazoltak. Az állatok a nem publikált eredmények szerint a negatív eredményeket 100%-os pontossággal, a pozitív esetek 92%-át pedig helyesen azonosították. “Ez nagyon pontos, megvalósítható, olcsó és reprodukálható” – mondja Sarkis, akit megkerestek, hogy a kutyákat iskolákban, bankokban és börtönökben is használják, és együttműködik egy bevásárlóközponttal, hogy az állatok segítségével COVID-19 vizsgálatot kínáljon.
A korlátozott laboratóriumi helyekkel rendelkező, alacsony jövedelmű országok különösen profitálhatnának a megközelítésből, mondja Isabella Eckerle, a svájci Genfi Egyetemi Kórházak virológusa.
Mintaméretek
De a kutyák COVID-19 kiszimatolásának hatékonyságáról csak egy publikált folyóiratcikk van, amelyet Volk csoportja írt; azt kísérleti tanulmányként írja le1. A kutatók nyolc kutyát képeztek ki hét COVID-19 vírussal kórházba került és hét nem fertőzött ember szájából és légcsövéből vett mintákon. A kutyák a pozitív esetek 83%-át, a negatív esetek 96%-át azonosították.
A standard PCR laboratóriumi teszt hamis pozitív és negatív aránya a használt teszt márkájától és a vizsgálat időzítésétől függően változik. A medRxiv-on preprintként2 közzétett szisztematikus áttekintés szerint az RT-PCR tesztek hamis-negatív aránya 2-33%, ha ugyanazt a mintát többször is megvizsgálják.” A kormányzati dokumentumok szerint az Egyesült Királyságban a PCR-tesztek eredményeinek akár 4%-a is lehet hamis pozitív eredmény.
A kritikusok szerint a német kutyás vizsgálat túl kevés betegből származó mintát használt. Cynthia Otto, aki a philadelphiai Pennsylvaniai Egyetemen a Penn Vet Working Dog Centre-t vezeti, és szintén COVID-19 szimatoló kutyákkal dolgozik, szerint a kutyák inkább a minták, mint a COVID-19 sajátos szagát tanulják meg azonosítani.
A szintén publikálatlan munkája során megállapította, hogy a kutyák képesek különbséget tenni a COVID-19-ben szenvedő és a betegségben nem szenvedő emberek vizelet- vagy verejtékmintái között. Vegyészekkel együtt dolgozik azon, hogy megértse, mely VOC-ket veszik fel a kutyák; az ezt leíró tanulmányt jelenleg vizsgálják. “A kutyák képesek erre. A kihívást az jelenti, hogy mi emberek nem tudjuk, mi zavarhatja össze a kutyákat” – mondja. És egy nagy adathalmaz összegyűjtésére törekedve csapata 1000 olyan ember által éjszakára viselt pólóról gyűjti az izzadságmintákat, akiknek a COVID-19 tesztje pozitív és negatív volt.
Egy franciaországi csoport, amelyet Dominique Grandjean állatorvos-tudós vezet a Párizs melletti Alfort-i Nemzeti Állatorvosi Iskolában, júniusban tette közzé munkáját3 a bioRxiv preprint szerveren. A kutatók, köztük Sarkis, 8 kutyát képeztek ki a COVID-19 kimutatására 198 izzadságmintában, amelyeknek mintegy fele a betegségben szenvedő emberektől származott. Amikor ezeket egy sor negatív minta közé rejtették, a kutyák az esetek 83-100%-ában azonosították a pozitív mintákat. A tanulmány nem írja, hogy a kutyák mennyire jól azonosították a negatív teszteredményeket. A kutatást jelenleg egy folyóiratban bírálják el, de Grandjean szerint a folyamat nem volt egyszerű. “A keresőkutyákról szóló tanulmányokat nagyon nehéz publikálni, mert a legtöbb bíráló nem tud semmit a munkakutyákról” – mondja.”
A tanulmány adatai ígéretesnek tűnnek, mondja Fjodor Urnov, egy génszerkesztő tudós, aki a COVID tesztelésen dolgozik a Kaliforniai Egyetemen, Berkeleyben. De szeretne nagyobb adatsorokat látni arról, hogy a kutyák mennyire jól azonosítják a pozitív és negatív mintákat. Megjegyzi azt is, hogy az egyes kutyák teljesítménye változó. Grandjean tanulmányában például 2 kutya 68 pozitív mintából 68-at azonosított, míg egy kutya 57 esetből 10-et kihagyott.
A csoportoknak növelniük kell a mintanagyságot, mielőtt a szélesebb tudományos közösség értékelni tudja, hogy a kutyák mennyire hasznosak lehetnek, ért egyet James Logan, a London School of Hygiene & Tropical Medicine fertőző betegségekkel foglalkozó kutatója, aki a COVID-19 kutyákat, köztük Stormot, Maple-t és Asher-t képzi és tanulmányozza. “Fontos, hogy ne menjünk ki túl korán nagy állításokkal és kis adatsorokkal” – mondja.