Идентификација на примероци од пациенти со КОВИД-19 од кучиња трагачи - пилот-студија

На TiHo Хановер, беше испитано дали обучените кучиња можат да ги разликуваат примероците од заразените со САРС-КоВ-2 од оние од неинфицирани контроли.

примероци

  • Пилот-студија покажува: обучени кучиња препознаваат примероци од пациенти со КОВИД-19.
  • Специјализираните службени кучиња беа во можност да научат да разликуваат позитивни од негативни примероци за само осум дена.
  • Раководител на студии проф. Д-р. Во едно интервју, Холгер Волк објаснува од каде потекнува идејата за студијата и како работите може да се одвиваат сега.

Тековната пандемија COVID-19 јасно покажува дека се потребни побрзи и посигурни тестови за идентификување на симптоматски и, пред сè, асимптоматски пациенти со цел да се намали понатамошното ширење на инфекцијата. Во тековните тестови, обучениот персонал зема назофарингеални брисеви, кои потоа поминуваат низ тест за обратна транскрипција на полимеразна верижна реакција (RT-PCR). Овие тестови се користат кај пациенти со сомневање за симптоми на инфекција со КОВИД-19. Со цел да се идентификуваат асимптоматски и пресимптоматски лица покрај заразените, има потреба од побрзи, посигурни, неинвазивни и разноврсни тестови. Ова е единствениот начин да се ограничи пандемијата.

Обучени кучиња препознаваат мириси специфични за патогени

Минатите студии покажаа дека осетното чувство за мирис на кучињата може да се користи за откривање на разни болести како што се рак, маларија или бактериски и вирусни инфекции.
Обучените кучиња имаат способност да препознаат мирис специфичен за патогенот, кој е составен од разни испарливи органски соединенија (VOCs). Бидејќи вирусите немаат сопствен метаболизам, VOC се ослободуваат од соодветните заразени клетки преку процесите на метаболички домаќин.

Пилот-студија со службени кучиња од Бундесверот

целта на студијата

Оваа студија испита дали обучените кучиња можат да ги разликуваат примероците од пациентите инфицирани со САРС-КоВ-2 од оние од инфицирани контроли.

Инактивирани примероци на плунка од пациенти со КОВИД-19

Од една страна, истражувачите користеле примероци на плунка од пациенти со КОВИД-19, кои покажале клинички симптоми и биле позитивно дијагностицирани за САРС-КоВ-2 во назофарингеален брис. Спротивно на тоа, контролната група беше САРС-CoV-2 негативна и клинички нормална. Немаше тестирање за други корона вируси.

Сите анонимизирани примероци беа потврдени како позитивни или негативни со тестот RT-PCR SARS-CoV-2-IP4 од Институтот Пастер. Покрај тоа, тие биле подложени на квантификација на вирусот (тест за разредување на крајната точка) и анализа на изолација на вирусот со клетките на Веро Е6 во услови на ниво на биосигурност 3. Понатаму, беше извршена инактивација со бета-пропиолактон за да се заштитат кучињата и обучувачите од инфекција.

Во обука на кучиња, обучувачите користеа само инактивирани примероци со BPL од пациенти со КОВИД-19. Покрај тоа, на кучињата кодоши им се дадени примероци од негативни контроли со и без претходен третман со БПЛ со цел да се исклучи хидролизираната БПЛ како можен реагенс што го одвлекува вниманието.

Систем за обука на кучиња

Обуката беше како што следува: Обучувачите пипетираа 100 μl од реагенсот на памучна подлога, која потоа беше ставена во стаклена цевка. Идентификацијата на примерокот е извршена на Систем за обука на кучиња за откривање (DDTS; Kynoscience UG, Германија). Системот за обука на кучиња за откривање се состои од седум дупки за мирис. Во секое пробно извршување, само една дупка содржеше SARS-CoV-2 позитивен примерок, додека другите шест дупки содржеа негативни примероци. Ако кучето посочи дупка со позитивниот примерок, тој автоматски доби награда (храна или топка). Во меѓувреме, софтверот случајно создаде нова позиција за следниот примерок, осигурувајќи дека примероците се презентирани на рандомизиран и автоматски начин.

Резултати

Обучувачите на кучиња ги навикнаа осумте кучиња на машината две недели и ги обучуваа на ДДТС една недела. Откако кучињата беа изложени на вкупно 10.388 презентации на примероци за време на обуката, беше спроведена и евалуирана контролирана двојно слепа студија.

Во рамките на рандомизираните и автоматизирани 1.012 презентации на примероци, кучињата покажаа просечна вкупна стапка на откривање од 94 проценти со 157 точни индикации за SARS-CoV-2 позитивни, 792 точни негативни, 33 лажни позитивни и 30 лажни негативни индикации. Кучињата направија разлика помеѓу заразени и незаразени лица со вкупна дијагностичка чувствителност од 83 проценти и специфичност од 96 проценти.

Замислена е употреба на кучиња трагачи за скрининг на КОВИД-19

По обуката, службените кучиња можеа да направат разлика помеѓу заразените пациенти со САРС-CoV-2 и здравите контроли со висока чувствителност и специфичност благодарение на изразеното чувство за мирис.

Кучињата за откривање на САРС-CoV-2 би можеле да бидат ефективна и сигурна алтернатива или додаток на редовниот тест за испитување на РТ-ПЦР. Ова е особено точно во земјите со мал пристап до дијагностичко тестирање. Понатаму, употребата на обучени кучиња трагачи на аеродроми, граници или на масовни настани може да се користи како додаток на лабораториските тестови и со тоа да се спречи пандемијата да се шири понатаму.

Бидејќи оваа пилот-студија беше предмет на бројни ограничувања, неопходни се идни студии за подобро разбирање на потенцијалот и границите на употребата на кучиња кодоши за откривање на вирусни заболувања кај луѓето.

Интервју со раководител на студии проф. Д-р. Holger A. Volk

Уредниците на праксата за мало животно разговараа со Холгер Волк за оваа пилот студија, објавена во соработка со Бундесверот, Медицинското училиште во Хановер, Медицинскиот центар на универзитетот Хамбург-Епендорф и Тихо Хоновер.

Како се појави идејата за спроведување на оваа тековна пилот студија?

Проф. Holger A. Volk: Ние работиме во областа на мирисни когнитивни истражувања кај кучиња. Кога започна пандемијата, разговаравме на TiHo за тоа како можеме да го синергираме нашето знаење од областа на вирусологијата и когнитивните истражувања за да помогнеме. Бундесверот е пионер во обука на службени кучиња и беше идеален партнер за да ја спроведе идејата во пракса.

Осум дена е многу краток период на обука. Дали кучињата навистина се толку брзи ученици или колку е сложен нивниот тренинг?

Проф. Holger A. Volk: Работевме со специјална автоматизирана „машина за учење мирис“ која ги обучуваше кучињата на разигран начин. Кучињата не беа нормални кучиња, туку специјализирани кучиња кодоши.

Позитивните примероци беа од пациенти кои беа сериозно болни. Не може, исто така, кучињата да шмркаат општа инфекција, а не нужно САРС-CoV-2?

Проф. Холгер А. Волк: Постојат многу фактори кои треба да ги разгледаме подетално. Ова беше само пилот студија. Сепак, постојат први студии кои покажуваат дека инфекцијата со САРС-КоВ-2 дава специфичен испарлив „мирис на коктел“.

Според BioStoffV, SARS-CoV-2 е предмет на ризична група 3 - како може да се осигурате дека се запазени сите заштитни мерки?

Проф. Холгер А. Волк: Примероците се добиени според дадените заштитни мерки во болниците на нашите партнери за соработка (Медицинско училиште во Хановер, Универзитетска клиника Хамбург-Епендорф) и потоа се инактивираат на нашиот TiHo во Истражувачкиот центар за појава на инфекции и зоонози (РИЗ) пред да бидат презентирани на кучињата.

Првите резултати се исклучително возбудливи. Понатамошни студии сигурно ќе бидат планирани. Можете ли да откриете нешто?

Проф. Холгер А. Волк: По студијата е пред студија. Сега ќе се обидеме да ги решиме ограничувањата на првото истражување што веќе ги спомна.

Оригинална публикација:
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): Идентификација на кучиња со мирис на примероци од пациенти со КОВИД-19 - пилот студија. BMC Infect Dis 20 (1): 536. DOI: 10.1186/s12879-020-05281-3.

Понатамошна информација:
Овде можете да го слушнете проф. Холгер Волк во интервју за радиоеините (rbb).