Собак навчили шукати коронавірус

Опубликованно 26.07.2020 04:54

Триваюча пандемія COVID-19 підкреслює важливість швидкого і надійного тестування для точної ідентифікації симптомних і безсимптомних носіїв для ефективного зниження поширення інфекції. Сучасні схеми тестування зазвичай вимагають мазків з носоглотки, застосовуваних навченим людиною, і полімеразної ланцюгової реакції зі зворотною транскрипцією (ВІД-ПЛР) для ідентифікації патогенних мікроорганізмів. Отримання результатів ВІД-ПЛР забирає багато часу і може бути занадто дорогим, особливо для країн, що розвиваються, і тому в даний час часто використовується цілеспрямовано, тестуючи переважно пацієнтів зі специфічними симптомами COVID-19. Тому існує потреба у додатковому більш швидкому, надійному, неинвазивном і універсальному інструменті скринінгу, особливо для виявлення безсимптомних і предсимптомных осіб.

Кілька досліджень довели надзвичайну гостроту нюху собак для виявлення людей з інфекційними та неінфекційними захворюваннями, такими як різні види раку, малярія, бактеріальні та вірусні інфекції, причому зазвичай високий показники чутливості та специфічності. Специфічний для патогенів запах, який може бути виявлений собаками, може складатися з специфічних структур летких органічних сполук (ЛОС). Порівняно з бактеріями віруси не мають власного метаболізму, і тому ЛОС виділяються інфікованими клітинами організму в результаті метаболічних процесів господаря. Різні технічні підходи використовували виявлення ЛОС для успішної дискримінації інфекційних захворювань, але жоден з них зазвичай не використовується в клінічній практиці. Оскільки собак можна дресирувати швидко, метою дослідження було перевірити концепцію використання собак в режимі реального часу, щоб розрізняти зразки пацієнтів, інфікованих SARS-CoV-2, і неінфікованих пацієнтів. Цей метод може використовуватися в громадських місцях, таких як аеропорти, спортивні заходи, кордону або інші масові заходи, як альтернатива або доповнення до лабораторних випробувань, що допомагає запобігти подальше поширення вірусу або подальші спалахи.

Для навчання собак використовувалися зразки слини і зразки трахеобронхіального секрету були відібрані у госпіталізованих пацієнтів з COVID-19, які мали клінічні симптоми і були діагностовані як SARS-CoV-2, використовуючи зразки мазка з носоглотки. Негативні контрольні зразки були отримані від SARS-CoV-2-ПЛР-негативних людей без попереднього анамнезу COVID-19, а також у людей, у яких не було недавньої застуди або інфекції.

Всі зібрані зразки були підтверджені як позитивні або негативні за допомогою RT-PCR SARS-CoV-2-I4 аналізу від Інституту Пастера.

Подання зразків собакам проводилося за допомогою пристрою під назвою "Система навчання собак виявлення" (DDTS; Kynoscience UG, Німеччина), яке може представляти зразки у рандомізованому автоматичному режимі без втручання тренера.

Після двотижневого процесу звикання до DDTS восьми собак було потрібно всього 5 днів тренування, поки рівень виявлення не перевищив випадкове вгадування.

У той час як собаки досягли середнього рівня виявлення лише на 50% на другий день тренування, значення збільшилися до 70% на п'ятий день і навіть до 81% на сьомий день, що вказує на успішний процес генералізації. Після завершення тренувального процесу точність виявлення восьми навчених собак оцінювалася у рандомізованому, подвійному сліпому і контрольованому дослідженні. У цьому дослідженні були використані зразки від семи інфікованих і семи здорових людей. Два з позитивних зразків були трахеобронхіального секрету, інші зразки складалися з слини.

У ході рандомізованих та автоматизованих 1012 презентацій зразків собаки досягли загального середнього рівня виявлення 94% (± 3,4%) з 157 правильними ознаками позитивного, 792 правильними відхиленнями негативного, 33 псевдопозитивними і 30 ложноотрицательными показаннями. Собаки розрізняли інфікованих і неінфікованих осіб із загальної діагностичною чутливістю 82,63% і специфічністю 96,35%

Собаки-выявители були здатні відрізнити респіраторну секрецію інфікованих особин SARS-CoV-2 від таких у здорових з високими показниками чутливості і специфічності. Поточне пілотне дослідження мало серйозні обмеження, які необхідно з'ясувати у майбутніх дослідженнях. Собаки для виявлення SARS-CoV-2 можуть забезпечити ефективну і надійну технологію виявлення інфекції в різних умовах, таких як громадські установи, і функціонувати як альтернатива або доповнення до звичайного скринінгу з ВІД-ПЛР. В країнах з обмеженим доступом до діагностичних тестів собаки-выявители могли б потім використовуватися для масового виявлення інфікованих людей. Необхідна подальша робота, щоб краще зрозуміти можливості та обмеження використання собак із запахом для виявлення вірусних респіраторних захворювань.

Нагадаємо, раніше повідомлялося, що штучний інтелект навчився передбачати спалахи коронавіруса.

Хочете знати важливі та актуальні новини раніше за всіх? Підписуйтесь на Bigmir)net на Facebook і Telegram.

Категория: Технологии