训练有素的嗅探犬准确地探测到感染SARS-CoV-2的机场乘客

发表在开放获取期刊上的一项研究发现，经过训练的嗅探犬可以准确发现感染了导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒的机场乘客英国医学杂志全球健康．

这组科学家说，这种检测方法可能特别有价值，不仅在大流行的早期阶段，那时可能还没有其他资源可用，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，可以在万亿分之一的水平上嗅出气味，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释放在体内的各种代谢过程中，包括那些产生的细菌，病毒和寄生虫感染．

初步数据表明狗能在几周内训练出检测COVID-19感染患者样本的能力，其准确性可与标准PCR鼻咽拭子检测相媲美测验．

尽管前景看好，但这些实验室数据结果需要在现实条件下进行复制。因此，研究人员在2020年春天训练4只狗嗅出SARS-CoV-2。每只狗之前都接受过嗅探训练非法药物或者危险物品或者癌症。

为了测试狗的检测能力，420名志愿者每人提供了4份皮肤拭子样本。这4只狗分别嗅了114名在PCR拭子测试中检测出SARS-CoV-2阳性的志愿者和306名检测结果为阴性的志愿者的皮肤样本。在7个试验阶段中，这些样本被随机提供给每只狗。

总的来说，所有被嗅出的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%。

在狗之间只看到了微小的变化:最好的表现达到93%的灵敏度和95%的特异性;敏感度最差为88%，特异度最差为90%。

大约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(略高于89%)被正确识别为阳性:没有症状似乎并不影响狗的表现。

在2020年9月至2021年4月期间，这4只狗在芬兰赫尔辛基-万塔国际机场嗅出303名入境乘客。每位乘客都接受了PCR拭子检测。

PCR和嗅探结果在303个(98%)真实样本中的296个匹配。在300个(99%)PCR阴性拭子测试中，有296个样本被狗正确识别为阴性，其中3个PCR阳性病例被识别为阴性。

在临床和血清学数据重新评估后，1例确诊为SARS-CoV-2阴性，1例确诊为SARS-CoV-2阳性，1例疑似感染后PCR检测阳性。

同样，犬只将4例PCR阴性病例显示为阳性。这些病例均被判断为SARS-CoV-2阴性。

由于机场乘客中SARS-CoV-2的患病率相对较低(低于0.5%)，从PCR拭子检测呈阳性的人身上提取的155个样本也被提供给了狗。

狗狗正确地识别出不到99%的阳性细胞。如果这些“尖刺”样本被包括在现实生活的研究中，狗的表现将达到97%的敏感性和99%的特异性。

基于这些结果，研究人员计算了在反映SARS-CoV-2人群流行率为40%和1%的两种假设情景下的真阳性结果比例(PPV)和真阴性结果比例(NPV)。

对于患病率为40%的患者，他们估计PPV为88%，NPV为94.5%。这意味着狗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%的人群患病率，他们估计PPV略低于10%，NPV略低于100%。

在这两种情况下，高NPV支持使用嗅探犬用于筛查，目的是排除不需要PCR拭子检测的人，研究人员说。

他们建议:“狗既可以用于SARS-CoV-2流行率高的地方，如医院(对患者和工作人员进行预先筛查)，也可以用于低流行率的地方，如机场或港口(对乘客进行预先筛查)。”他们说，这可以节省大量的时间和资源。

研究人员承认，被训练用来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。他们说，训练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。

一个关键的发现是，狗在正确识别阿尔法变异方面不太成功，因为它们被训练来检测野生型。但研究人员说，这恰恰说明了狗在区分不同气味方面有多么擅长。

“这一观察结果值得注意，因为它证明了嗅探犬强大的辨别能力。很明显，训练样本应该涵盖所有与流行病学相关的变量。我们的初步观察表明，注射了一种病毒类型的狗狗可以在几小时内重新训练，以检测其变体。”