Grupy badawcze na całym świecie testują, czy psy mogą wykryć COVID-19 za pomocą węchu.Credit: Fatemeh Bahrami/Anadolu Agency/Getty
Asher jest ekscentrykiem, Storm lubi się opalać, a Maple uwielbia używać mózgu. Cała trójka mogłaby odegrać rolę w kontrolowaniu pandemii COVID-19, ale nie są naukowcami ani politykami. Są psami.
I nie są sami. Na całym świecie psy są szkolone do wykrywania zapachu zakażeń wirusem COVID-19. Treserzy psów twierdzą, że osiągają nadzwyczajne wyniki – w niektórych przypadkach psy są w stanie wykryć wirusa z niemal doskonałą dokładnością. Naukowcy zaangażowani w te wysiłki sugerują, że psy mogą pomóc w kontrolowaniu pandemii, ponieważ są w stanie przebadać setki osób na godzinę w ruchliwych miejscach, takich jak lotniska czy stadiony sportowe, i są tańsze w prowadzeniu niż konwencjonalne metody testowania, takie jak technika amplifikacji RNA PCR.
Jednak większość z tych ustaleń nie została jeszcze poddana wzajemnej weryfikacji ani opublikowana, co utrudnia szerszej społeczności naukowej ocenę tych twierdzeń. Naukowcy pracujący nad bardziej konwencjonalnymi testami wirusowymi twierdzą, że wstępne wyniki uzyskane przez grupy psów są intrygujące i obiecujące. Ale niektórzy kwestionują, czy proces może być skalowany do poziomu, który pozwoliłby zwierzętom wywierać znaczący wpływ.
W dniu 3 listopada grupy pracujące ze zwierzętami spotkały się na warsztatach online o nazwie International K9 Team, aby podzielić się wstępnymi wynikami eksperymentów i poprawić sposób, w jaki ich badania są koordynowane.
„Nikt nie mówi, że mogą one zastąpić maszynę do PCR, ale mogą być bardzo obiecujące”, mówi neurolog weterynaryjny Holger Volk z Uniwersytetu Medycyny Weterynaryjnej w Hanowerze w Niemczech, który prowadzi działania mające na celu szkolenie i badanie psów węszących COVID i nie przemawiał na tym spotkaniu.
Zmysł cudów
Ludzie od dziesięcioleci korzystają z doskonałego węchu psów. Psie nosy mają 300 milionów receptorów zapachowych, w porównaniu z ludzkimi 5 lub 6 milionami. To pozwala im wykrywać niewielkie stężenia zapachów, których ludzie nie są w stanie wykryć. Psy-sniffery są już dobrze znane na lotniskach, gdzie wykrywają broń palną, materiały wybuchowe i narkotyki. Naukowcy wyszkolili również psy do wykrywania niektórych nowotworów i malarii, ale zwierzęta te nie są rutynowo wykorzystywane do tego celu. Naukowcy nie wiedzą na pewno, co wyczuwają psy, ale wielu z nich podejrzewa, że choroby te powodują, że ludzkie ciało wydziela wyraźny wzór lotnych związków organicznych (VOC). Cząsteczki te łatwo parują tworząc zapach, który psy mogą wychwycić. Poprzednia praca z wirusami nie-COVID sugerowała, że infekcje wirusowe mogą również powodować takie działanie organizmu.
Wielu naukowców zajmujących się psami-wąchaczami zwróciło swoją uwagę na COVID-19 na początku pandemii. Wyszkolili oni swoje kły do wąchania próbek, najczęściej potu, w sterylnych pojemnikach, i do siadania lub łapania podłogi, gdy wykryją oznaki infekcji. Próby na lotniskach w Zjednoczonych Emiratach Arabskich, Finlandii i Libanie wykorzystują psy do wykrywania COVID-19 w próbkach potu od pasażerów; są one następnie sprawdzane za pomocą konwencjonalnych testów. Według danych przedstawionych na spotkaniu K9, psy w Finlandii i Libanie zidentyfikowały przypadki na kilka dni przed wykryciem wirusa przez konwencjonalne testy, co sugeruje, że mogą one wykryć infekcję przed wystąpieniem objawów.
Riad Sarkis, chirurg i badacz z Saint Joseph University w Bejrucie, jest częścią francusko-libańskiego projektu, w ramach którego wyszkolono 18 psów. Sarkis wykorzystał dwa najlepsze z nich do próby na lotnisku w Libanie. Psy przebadały 1680 pasażerów i znalazły 158 przypadków COVID-19, które zostały potwierdzone testami PCR. Zwierzęta prawidłowo zidentyfikowały negatywne wyniki ze 100% dokładnością i poprawnie wykryły 92% pozytywnych przypadków, zgodnie z niepublikowanymi wynikami. „Jest to bardzo dokładne, wykonalne, tanie i powtarzalne” – mówi Sarkis, do którego zwrócono się z prośbą o wykorzystanie psów w szkołach, bankach i więzieniach, a także współpracuje z centrum handlowym, aby zaoferować testy COVID-19 z wykorzystaniem zwierząt.
Kraje o niskich dochodach i ograniczonej przestrzeni laboratoryjnej mogłyby szczególnie skorzystać z tego podejścia, mówi Isabella Eckerle, wirusolog ze Szpitala Uniwersyteckiego w Genewie w Szwajcarii.
Rozmiary próbek
Ale istnieje tylko jeden opublikowany artykuł w czasopiśmie na temat skuteczności psów w wywąchiwaniu COVID-19, autorstwa grupy Volka; opisuje on go jako badanie pilotażowe1. Badacze wytresowali osiem psów na próbkach pobranych z ust i rur oddechowych siedmiu osób hospitalizowanych z COVID-19 i siedmiu osób niezakażonych. Psy zidentyfikowały 83% pozytywnych przypadków i 96% negatywnych.
Fałszywe pozytywne i negatywne wskaźniki standardowego testu laboratoryjnego PCR różnią się w zależności od marki użytego testu i czasu wykonania testu. W przeglądzie systematycznym opublikowanym jako preprint2 na medRxiv stwierdzono, że odsetek wyników fałszywie ujemnych testów RT-PCR wynosi 2-33%, jeśli ta sama próbka jest testowana wielokrotnie.Według dokumentów rządowych do 4% brytyjskich wyników testów PCR może być fałszywie dodatnich.
Krytycy twierdzą, że niemieckie badanie psów wykorzystało próbki od zbyt małej liczby pacjentów. Psy mogły nauczyć się rozpoznawać specyficzny zapach próbek, a nie COVID-19, mówi Cynthia Otto, która prowadzi Centrum Psów Roboczych Penn Vet na Uniwersytecie Pensylwanii w Filadelfii i również pracuje z psami wyczuwającymi COVID-19.
W swojej pracy, która również nie została opublikowana, stwierdziła, że psy potrafią odróżnić próbki moczu lub potu od osób z COVID-19 od tych, które nie chorują na tę chorobę. Pracuje ona z chemikami, aby zrozumieć, które lotne związki organiczne są wychwytywane przez psy; praca opisująca to jest w trakcie recenzji. „Psy mogą to zrobić. Wyzwaniem jest niewiedza, którą mamy jako ludzie, co może zmylić psy”, mówi. W celu zebrania dużego zbioru danych, jej zespół zbiera próbki potu z 1000 koszulek noszonych przez noc przez ludzi, którzy testowali pozytywnie i negatywnie na COVID-19.
Grupa we Francji, kierowana przez naukowca weterynaryjnego Dominique Grandjean w Krajowej Szkole Weterynaryjnej w Alfort koło Paryża, opublikowała swoją pracę3 na serwerze preprintów bioRxiv w czerwcu. Badacze, wśród których znajdował się Sarkis, wyszkolili 8 psów do wykrywania COVID-19 w 198 próbkach potu, z których około połowa pochodziła od osób cierpiących na tę chorobę. Kiedy próbki te były ukryte w rzędzie próbek negatywnych, psy identyfikowały próbki pozytywne w 83-100% czasu. W artykule nie napisano, jak dobrze psy rozpoznawały negatywne wyniki testów. Badania są obecnie recenzowane w czasopiśmie, ale Grandjean mówi, że proces ten nie był łatwy. „Publikowanie prac na temat psów wykrywających jest bardzo trudne, ponieważ większość recenzentów nie wie nic o psach pracujących”, mówi.
Dane w tym badaniu wyglądają obiecująco, mówi Fiodor Urnow, naukowiec zajmujący się edycją genów, który pracuje nad testami COVID na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley. Chciałby on jednak zobaczyć większe zestawy danych na temat tego, jak dobrze psy identyfikują pozytywne i negatywne próbki. Zauważa on również, że istnieją różnice w tym, jak dobrze radzą sobie poszczególne psy. W badaniu Grandjeana, na przykład, 2 psy zidentyfikowały 68 z 68 pozytywnych próbek, podczas gdy jeden przeoczył 10 z 57 przypadków.
Grupy muszą zwiększyć wielkość próbek, zanim szersza społeczność naukowa będzie mogła ocenić, jak przydatne mogą być psy, zgadza się James Logan, badacz chorób zakaźnych w London School of Hygiene & Tropical Medicine, który szkoli i bada psy COVID-19, w tym Storm, Maple i Asher. „Ważne jest, aby nie wychodzić zbyt wcześnie z wielkimi twierdzeniami i małymi zbiorami danych” – mówi.