Pes – přítel člověka i v časech COVID-19: senzitivita a specificita čichových schopností psů v detekci infikovaných osob

Pach specifický pro patogeny

V současné době jsou pro testování symptomatických i asymptomatických nositelů nejčastěji využívány metody založené na nazofaryngeálním výtěru a následné detekci patogenu pomocí reverzní transkripční polymerázové řetězové reakce (RT-PCR). Hlavní nevýhodou tohoto postupu je časová a finanční náročnost.  

Několik studií již v minulosti prokázalo mimořádnou čichovou schopnost psů umožňující detekovat osoby s infekčními i neinfekčními chorobami, jako jsou různá onkologická onemocnění, malárie nebo bakteriální či virové infekce, a to obvykle s vysokou mírou senzitivity i specificity. Pach specifický pro patogeny se může skládat ze specifických vzorů příznačných pro těkavé organické sloučeniny (TOS). Ve srovnání s bakteriemi nemají viry vlastní metabolismus a TOS jsou uvolňovány infikovanými buňkami těla v důsledku metabolických hostitelských procesů.

Vzhledem k tomu, že psy lze rychle vycvičit, bylo cílem níže prezentované studie otestovat spolehlivost psů v reálném čase z hlediska schopnosti rozlišení mezi vzorky pacientů infikovaných SARS-CoV-2 a neinfikovanými kontrolami.

Metodika a průběh studie

Testovací vzorky

Vzorky slin a tracheobronchiálního sekretu byly odebrány od hospitalizovaných pacientů s COVID-19, kteří vykazovali klinické příznaky onemocnění a byli diagnostikovaní jako SARS-CoV-2-pozitivní pomocí RT-PCR vzorků výtěru z nosohltanu. Vzorky pro negativní kontrolu byly získány od osob RT-PCR-negativních na SARS-CoV-2, bez předchozí anamnézy COVID-19, nedávného nachlazení nebo jiné infekce. Všechny odebrané vzorky byly potvrzeny jako pozitivní či negativní pomocí testu RT-PCR a vzorky od pacientů s COVID-19 (bez ohledu na konečný výsledek RT-PCR) byly dále podrobeny kvantifikaci viru.

Vzhledem k tomu, že psi jsou vnímaví ke koronavirovým nákazám, byly všechny vzorky od pacientů s COVID-19 inaktivovány beta-propiolaktonem (BPL), aby byli psi i jejich trenéři během výcviku chráněni před infekcí.

Průběh tréninku

Do studie bylo zařazeno celkem 8 psů.

Vzorky v objemu 100 μl byly naneseny na vatové tampónky, umístěny do skleněné zkumavky a následná prezentace psům byla prováděna pomocí zařízení Detection Dog Training System (DDTS; Kynoscience UG, Německo). Systém umožňuje prezentovat vzorky náhodně automatizovaným způsobem bez zásahu trenéra. Zařízení sestává ze 7 pachových otvorů, každý je spojen trubkami vždy s dvojicí kontejnerů se vzorky, jedním testovacím a druhým kontrolním. Páry kontejnerů jsou umístěny na pohyblivém zařízení a psovi je v daném okamžiku nabízen vždy pouze 1 z nich.

V každém zkušebním běhu byl pozitivní vzorek prezentován vždy jen v 1 ze 7 otvorů, zatímco ostatní představovaly negativní kontrolu. Po označení otvoru s pozitivním vzorkem byl pes zařízením automaticky odměněn pamlskem nebo míčkem.

Po 2 týdnech přivykání na DDTS potřebovali psi 5 dní tréninku, aby dosáhli výsledků vyšších, než je náhodná šance. Po dalších 7 dnech tréninku s celkovým počtem 10 388 vzorků byla provedena vlastní dvojitě zaslepená studie.

Výsledky

V randomizované automatizované studii bylo prezentováno celkem 1012 vzorků. Psi dosáhli celkové průměrné míry detekce 94 % (± 3,4 %) se 157 správnými indikacemi pozitivních vzorků, 792 správnými odmítnutími negativních vzorků, 33 falešně pozitivními a 30 falešně negativními indikacemi. Psi rozlišovali mezi infikovanými a neinfikovanými jedinci s celkovou diagnostickou senzitivitou 82,63 % (95% interval spolehlivosti [CI] 82,02–83,24 %) a specificitou 96,35 % (95% CI 96,31–96,39 %). Senzitivita se pohybovala od 67,9 do 95,2 % a specificita od 92,4 do 98,9 %.

Závěr

Včasná a přesná detekce jedinců infikovaných SARS-CoV-2 je pro kontrolu pandemie klíčová. Tato předběžná studie naznačuje, že psi mohou být vycvičeni k detekci infikovaných lidí přibližně za 1 týden, a to s dosažením vysoké specificity a senzitivity. Další výzkum by se měl zaměřit na schopnost psů identifikovat různé fenotypy onemocnění COVID-19 a fáze exprese onemocnění, jako jsou asymptomatické, presymptomatické, mírné a závažné klinické případy, a také testovat vzorky stejných jedinců v různých obdobích v průběhu nemoci.

(tom)

Zdroj: Jendrny P., Schulz C., Twele F. et al. Scent dog identification of samples from COVID-19 patients – a pilot study. BMC Infect Dis 2020 Jul 23; 20 (1): 536, doi: 10.1186/s12879-020-05281-3.