تشخیص افراد مبتلا به کروناویروس با کمک سگ‌های بویاب!

دانشمندان در آغاز بیماری همه‌گیر کووید-۱۹ گزارش دادند که سگ‌های بویاب را می‌توان برای شناسایی نشانگر‌های زیستی "کروناویروس سندروم حاد تنفسی ۲" (SARS-CoV-۲) در افراد مبتلا آموزش داد. اکنون، پژوهشگران "دانشگاه هایدلبرگ" (Heidelberg University) آلمان در بررسی جدیدی نشان داده‌اند که دقت این سگ‌ها به اندازه موثرترین آزمایش کووید-۱۹ یعنی آزمایش "واکنش زنجیره‌ای پلیمراز" (PCR) است که آران‌ای ویروس را با دقت ۱۰۰ درصد تشخیص می‌دهد.

ادونسد ساینس نیوز گزارش داد، این یک راهبرد غربالگری جذاب با استفاده از قدرت تشخیص سگ‌های آموزش‌دیده است. این روش به آزمایشگاه‌ها محدود نمی‌شود و امکان بررسی نمونه‌های زیادی را در لحظه ممکن می‌سازد.

آموزش سگ‌ها برای شناسایی کروناویروس
این موضوع به خوبی ثابت شده است که سگ‌های آموزش‌دیده می‌توانند مولکول‌های آلی فرار مرتبط با بیماری‌های گوناگون مانند صرع، مالاریا و دیابت را شناسایی کنند. هنگامی که شخصی بیمار می‌شود، متابولیسم بدن او به روشی متفاوت عمل می‌کند و سلول‌های بدن او، گروهی از مولکول‌های آلی فرار را تولید می‌کنند که در شرایط عادی وجود ندارند.

این مولکول‌ها را می‌توان برای بررسی کردن در نمونه‌های مایع مانند بزاق یا ادرار یا نمونه‌های به‌دست‌آمده از اندام‌های گوناگون مانند پوست، بینی یا دهان جمع‌آوری کرد. با آغاز همه‌گیری کووید-۱۹، سگ‌ها وظیفه شناسایی نشانگر‌های زیستی کروناویروس را بر عهده داشتند که از سواب‌های افراد بستری‌شده در بیمارستان به دست آمده بودند.

پژوهشگران در مقاله این پژوهش نوشتند: طی دوره همه‌گیری، سگ‌ها برای شناسایی نمونه‌های به‌دست‌آمده از بیماران بستری‌شده مبتلا به کووید-۱۹ آموزش دیده‌اند. داده‌های ابتدایی نشان می‌دهند که سگ‌ها را می‌توان در عرض چند هفته آموزش داد تا نمونه‌هایی از افراد مبتلا به کووید-۱۹ را با دقتی مشابه دقت آزمایش استاندارد واکنش زنجیره‌ای پلیمراز تشخیص دهند. با وجود این، شواهد قوی‌تری مورد نیاز است.

سه سگ نژاد "لابرادور رتریور" (Labrador Retriever) و یک سگ نژاد "وایت شپرد" (White Shepperd)، ستاره‌های این پژوهش بودند. این سگ‌ها پیشتر برای تشخیص مواد مخدر، کالا‌های خطرناک یا سرطان در خانواده سگ‌ها آموزش دیده بودند. آن‌ها تحت یک برنامه آموزشی جدید قرار گرفتند تا بیاموزند که کروناویروس را در سواب‌ها تشخیص دهند. پژوهشگران در ادامه نوشتند: آموزش اولیه با هدف ارائه تصویری واضح از کووید-۱۹ به سگ‌ها، توسط مربیان ماهر انجام شد.

مرحله نخست آموزش، در مراکز آموزشی کنترل‌شده انجام شد تا سگ‌ها بتوانند در تشخیص نمونه‌های کووید-۱۹ به سطح دقت حداقل ۸۰ درصد برسند. مرحله بعدی شامل آموزش در فرودگاه با استفاده از نمونه‌های جمع‌آوری‌شده از مسافرانی بود که برای استفاده از نمونه‌های خود در این پژوهش رضایت داده بودند.

برای جلوگیری از به دست آوردن نتیجه مثبت کاذب، نمونه‌های سواب سایر عفونت‌های تنفسی یا ویروسی و همچنین نمونه‌های جمع‌آوری‌شده از افراد مبتلا به سرطان یا دیابت به سگ‌ها ارائه شد که نشانگر‌های خود را داشتند. بدین ترتیب، سگ‌ها یاد گرفتند که بوی کووید-۱۹ را به طور ویژه تشخیص دهند.

سگ‌ها پس از آماده شدن، با استفاده از نمونه‌های جمع‌آوری‌شده در همان فرودگاه، در شرایط واقعی مورد آزمایش قرار گرفتند. پس از بررسی سواب‌های به‌دست‌آمده، سگ‌ها آن‌ها را به عنوان مثبت یا منفی شناسایی کردند. سپس، داده‌های جمع‌آوری‌شده با تشخیص‌های آزمایش PCR مقایسه شدند. تجزیه و تحلیل‌ها نشان داد که سگ‌ها دقت قابل توجهی دارند.

پژوهشگران خاطرنشان کردند که به دلیل تعداد کم موارد مثبت در شرایط واقعی، دقت سگ‌ها برای شناسایی کووید-۱۹ به روش آماری قابل اندازه‌گیری نیست، اما برای فعال نگه داشتن مهارت‌های بررسی، سگ‌ها در معرض نمونه‌های کنترل‌شده مثبت قرار گرفتند و ۹۸.۷ درصد از آن‌ها را به درستی مثبت تشخیص دادند.

موارد بدون علامت
طی زمانی که سگ‌ها در مراکز آموزشی گذرانده بودند، سویه‌های جدیدی مانند آلفا، دلتا یا اُمیکرون هنوز در فنلاند ظاهر نشده بودند. در نتیجه، سگ‌ها طی آموزش اولیه، فقط در معرض نمونه‌های حاوی ویروس اصلی قرار گرفتند.

هنگامی که آموزش به فرودگاه منتقل شد، سگ‌ها ۸۹ درصد از نمونه‌های آلوده به ویروس اصلی را شناسایی کردند، اما فقط توانستند ۳۶ درصد از افراد مبتلا به سویه آلفا را شناسایی کنند.

پژوهشگران ادامه دادند: در آینده، مهارت‌های کار عملیاتی باید با آموزش هم‌زمان و نمونه‌هایی از سویه‌های در حال ظهور حفظ شود. با توجه به اینکه سگ‌ها آموزش اولیه را دریافت کرده‌اند، انتظار می‌رود که آموزش مجدد برای پوشش سویه‌های جدید، آسان باشد.

نتیجه این پژوهش نشان می‌دهد که سگ‌ها می‌توانند نمونه‌های مربوط به افراد بدون علامت را شناسایی کنند. پژوهشگران در ادامه مقاله نوشتند: عملکرد مربوط به افراد بدون علامت، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، زیرا طی غربالگری صورت‌گرفته در شرایط واقعی، بیشتر افراد بدون علامت بودند.

اگرچه هنوز بررسی بیشتری مورد نیاز است، اما این روش، کاربرد سگ‌ها را در غربالگری سریع جمعیت در مقیاس بزرگ نشان می‌دهد و امکان حفاظت بیشتری را در شرایط در حال تکامل همه‌گیری ارائه می‌کند.

این پژوهش، در مجله "BMJ Global Health" به چاپ رسید.