训练有素的嗅探犬能准确地发现感染新冠病毒SARS-CoV-2的人

医牛资讯原创 2022-06-08 新冠病毒|狗|灵敏度|特异性 (325)

发表在开放获取期刊《英国医学杂志》(BMJ Global Health)上的一项研究发现,训练有素的嗅探犬可以准确地检测出感染了新冠病毒SARS-CoV-2的机场乘客。科学家们表示,这种检测方法可能特别的应用价值,不仅在流行病的早期阶段,而且还有助于控制正在发生的大流行。

狗有非常敏锐的嗅觉,可以嗅出低至万亿分之一的气味,远远超过任何现有的机械技术。据认为,它们能够检测出不同的挥发性有机化合物在体内的各种代谢过程中释放,包括那些由细菌、病毒和寄生虫感染产生的化合物。

初步数据表明,可以在几周内训练狗来检测COVID-19感染患者的样本,其准确性可与标准的PCR鼻咽拭子测试相媲美。尽管应用前景值得期待,但这些实验室数据结果需要在现实条件下得到验证。因此,研究人员在2020年春天训练了4只狗来嗅出SARS-CoV-2。每只狗之前都接受过训练,用来嗅出非法药物、危险物品或癌症。

为了测试狗狗的探测技能,420名志愿者每人提供了4个皮肤拭子样本。这4只狗分别嗅了114名志愿者的皮肤样本,这些志愿者的PCR拭子测试结果为SARS-CoV-2阳性,306名志愿者的皮肤样本为阴性。在7次试验中,这些样本被随机提供给每只狗。

总的来说,狗对所有嗅探样本的诊断准确性为92%: 综合灵敏度(检测感染的准确性)为92%,综合特异性(检测未感染的准确性)为91%。在狗中只观察到微小的变化: 最佳表现为敏感性达到93%,特异性达到95%; 最差达到88%的敏感性和90%的特异性。

其中约28个阳性样本来自没有症状的人。只有一只被错误地识别为阴性,两只没有被嗅出,这意味着28只狗中有25只(刚刚超过89%)被正确识别为阳性。缺乏症状似乎没有影响狗的表现。

然后,在2020年9月至2021年4月期间,这4只狗被派往芬兰赫尔辛基-万塔国际机场嗅探303名入境旅客。每名乘客还接受了PCR拭子检测。PCR和嗅探结果在303个(98%)真实样本中匹配了296个。在300例(99%)PCR阴性的拭子标本中,有296例(99%)被狗正确地鉴定为阴性,3例PCR阳性标本被狗鉴定为阴性。根据临床和血清学资料重新评估,1例为阴性,1例为阳性,1例可能为感染后PCR阳性。狗检测显示4例PCR阴性为阳性。这些病例均为SARS-CoV-2阴性。

由于SARS-CoV-2在机场乘客中的流行率相对较低(低于0.5%),155份PCR拭子测试呈阳性的人的样本也被提供给了狗。狗狗能正确识别出99%以下的阳性。如果这些“尖峰”样本被纳入现实研究,狗的表现将达到97%的敏感性和99%的特异性。

根据这些结果,研究人员然后计算了真实阳性结果的比例(PPV)和真实阴性结果的比例(NPV)在反映SARS-CoV-2人群流行率为40%和1%的两个假设情景中。对于40%的患病率,他们估计PPV为88%,NPV为94.5%。这意味着狗提供的信息将被发现的几率提高到90%左右。

另一方面,对于1%的人口患病率,他们估计PPV略低于10%,NPV略低于100%。研究人员表示,在这两种情况下,高NPV支持使用嗅探犬进行筛查,目的是排除不需要PCR拭子测试的人。

研究人员建议,狗既可以用于SARS-CoV-2高流行的地方,如医院(对患者和工作人员进行预筛查),也可以用于低流行的地方,如机场或港口(对乘客进行预筛查,这可以节省大量的时间和资源。同时他们也承认,经过训练以嗅出其他物质的狗可能会错误地将这些物质识别为SARS-CoV-2阳性。训练样品和加标样品所需的储存时间可能也影响了挥发性有机化合物的活性。

该研究的一个关键发现是,狗在正确识别新冠病毒阿尔法变异株方面的成功率低于它们被训练识别野生型的成功率。但研究人员认为,这恰恰表明狗在区分不同气味方面有多么出色。

该研究结果是引人关注的,因为它证明了狗强大的嗅觉辨别能力。显然,对狗的训练样本应该涵盖所有流行病学上相关的病毒变异。该研究的初步观察也表明,用于探测一种病毒的狗可以在几个小时内被重新训练以检测该病毒的其他变种。


循证来源:医牛独家循证原文(点击获取链接)