研究:训练有素的嗅探犬准确地检测出感染COVID-19的机场乘客

2022年05月17日 10:48 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

5月16日发表在开放性期刊《BMJ全球健康》上的一项研究发现,经过训练的嗅探犬可以准确地检测出感染了SARS-CoV-2(导致COVID-19的病毒)的机场旅客。据研究人员称,这种形式的检测可能非常重要,不仅在大流行病的早期阶段,当其他资源可能还无法获得时,而且在帮助控制正在进行的流行病方面也是如此。

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狗狗具有极其敏锐的嗅觉,可以捕捉到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,它们能够检测到体内各种代谢过程中释放的独特的挥发性有机化合物,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,狗狗可以在几周内接受训练,以检测COVID-19感染患者的样本,其准确程度与标准PCR鼻咽拭子测试相当。

虽然很有希望,但这些实验室数据结果需要在现实生活条件下进行复制。因此,研究人员在2020年春季训练了4只狗来嗅出SARS-CoV-2。每只狗之前都被训练成嗅出非法毒品或危险物品或癌症。

为了测试这些狗的检测技能,420名志愿者每人提供了4个拭子样本。4只狗分别嗅了114名在PCR拭子测试中对SARS-CoV-2检测呈阳性的志愿者的皮肤样本和306名检测呈阴性的志愿者的皮肤。在7次试验中,这些样本被随机地提供给每只狗。

总的来说,所有闻到的样本的诊断准确率为92%:综合灵敏度--检测感染者的准确率为92%,综合特异性--检测无感染者的准确率为91%。

研究人员在狗之间只看到微小的差异:最好的表现是灵敏度达到93%,特异性达到95%;最差的表现是灵敏度达到88%,特异性为90%。

大约28个阳性样本来自没有任何症状的人。只有一个被错误地识别为阴性,两个没有被闻到,这意味着28个样本中有25个(略高于89%)被正确地识别为阳性:没有症状似乎并不影响狗的表现。

然后,这4只狗在2020年9月至2021年4月期间,在芬兰赫尔辛基-万塔国际机场对303名入境旅客进行了嗅探工作。每位乘客还进行了PCR拭子测试。

在303个真实样本中,有296个(98%)的PCR和嗅探结果相匹配。在300个PCR阴性拭子测试中的296个(99%)样本中,嗅探犬正确地将样本识别为阴性,并将3个PCR阳性病例识别为阴性。

在用临床和血清学数据重新评估后,一个被判定为SARS-CoV-2阴性,一个SARS-CoV-2阳性,一个可能是感染后的PCR测试结果阳性。

同样,狗表示4个PCR阴性病例为阳性。这些都被判定为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个PCR拭子测试呈阳性的人的样本也被提交给狗。狗狗正确地将其中近99%的样本识别为阳性。如果这些 样本被纳入现实生活中的研究,狗的表现将达到97%的灵敏度和99%的特异性。

基于这些结果,研究人员随后计算了真实阳性预测值 (PPV)和真实阴性预测值 (NPV),这两种假设情况反映了SARS-CoV-2的人口流行率为40%和1%。

对于40%的流行率,他们估计PPV为88%,NPV为94.5%。这意味着狗提供的信息将检测的机会增加到90%左右。另一方面,对于人口流行率为1%的情况,他们估计的PPV略低于10%,NPV略低于100%。

研究人员说,在这两种情况下,高NPV支持使用嗅探犬进行筛查,目的是排除那些不需要进行PCR拭子测试的人。

他们还建议:“嗅探犬既可用于SARS-CoV-2的高发地点,如医院(对病人和工作人员进行预检),也可用于低发地点,如机场或港口(对乘客进行预检)。”他们表示,这可以节省大量时间和资源。

研究人员承认,经过训练能嗅出其他物质的狗可能误将这些物质识别为SARS-CoV-2阳性。他们说,训练和加料样品所需的储存期也可能影响了挥发性有机化合物的活力。

一个关键的发现是,狗在正确识别Alpha变体方面的成功率较低,因为它们已被训练为检测野生型病毒。研究人员说,但这恰恰说明了狗在区分不同气味方面的能力有多强。

“这一观察结果是显著的,因为它证明了嗅探犬强大的辨别能力。显而易见的是,训练样本应该涵盖所有流行病学相关的变体。我们的初步观察表明,用一种病毒类型引诱的狗可以在几个小时内被重新训练以检测其变体。”

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