Performanța câinilor de detecție este stabilă în timp în ceea ce privește detectarea probelor pozitive la COVID-19 și este în concordanță cu testul rapid cu antigen pe teren.

Testele de diagnostic rapid al antigenului (RAD) au fost dezvoltate pentru identificarea infecției cu SARS-CoV-2. Cu toate acestea, acestea necesită un tampon nazofaringian sau nazal, care este invaziv, incomod și aerosolizant. S-a propus, de asemenea, utilizarea testului de salivă, dar acesta nu a fost încă validat. Câinii dresați pot mirosi eficient prezența SARS-CoV-2 în probele biologice ale persoanelor infectate, dar este necesară o validare suplimentară atât în laborator, cât și pe teren.

Studiul de față a avut ca scop 

(1) evaluarea și validarea stabilității pe o anumită perioadă de timp a detectării COVID-19 în transpirația de la subraț a oamenilor de către câinii dresați, datorită unui design dublu-orb de laborator de tip test-retest, și (2) evaluarea acestei abilități atunci când se adulmecă direct persoanele. Câinii nu au fost antrenați să facă discriminare față de alte infecții. 

Pentru toți câinii, testul de laborator efectuat pe 360 de probe a dat o sensibilitate de 93% și o specificitate de 99%, o concordanță de 88% cu Rt-PCR și o corelație test-retest moderată spre puternică. La adulmecarea directă a persoanelor, sensibilitatea generală a câinilor (89 %) și specificitatea (95 %) au fost semnificativ peste nivelul șansei. S-a constatat o concordanță aproape perfectă cu rezultatele RAD (kappa 0,83, SE 0,05, p = 0,001). Prin urmare, câinii adulmecători au îndeplinit criteriile adecvate (de exemplu, repetabilitatea) și profilurile de produse țintă ale OMS pentru diagnosticarea COVID-19 și au produs rezultate foarte promițătoare în laborator și, respectiv, pe teren. Aceste constatări susțin ideea conform căreia câinii de biodetecție ar putea contribui la reducerea răspândirii virusului în mediile cu risc ridicat, inclusiv în aeroporturi, școli și mijloace de transport în comun.

1. Context

În ultimii doi ani, s-au depus eforturi mari pentru a limita pandemia COVID-19 la nivel mondial. Din cauza contagiozității ridicate a coronavirusului 2 al sindromului respirator acut sever (SARS-CoV-2), infecția rezultată s-a răspândit extrem de rapid și la scară largă, provocând o creștere bruscă și substanțială a spitalizării pacienților, din cauza pneumoniei cu afecțiuni multiorganice1. Punerea în aplicare a unor programe pe scară largă pentru detectarea virusului a fost esențială pentru a limita această boală emergentă, dar a reprezentat o provocare pentru multe țări, în special pentru cele cu venituri mici și medii. Prin urmare, a devenit imediat evidentă urgența de a dezvolta metode de diagnosticare a SARS-CoV-2 care să fie mai rapide, mai ieftine și mai accesibile - dar la fel de fiabile - decât standardul de aur actual, și anume reacția în lanț a polimerazei de transcripție inversă (RT-PCR). Ca și în cazul multor alte boli infecțioase, testarea rapidă a antigenului de diagnosticare (RAD) pentru COVID-19 este considerată esențială pentru orientarea ordinelor de distanțare socială și pentru controlul grupurilor de boli prin depistarea și izolarea contactelor. În prezent, RAD sunt ușor accesibile publicului și pot furniza rezultate într-un timp foarte scurt (de exemplu, 15 min).

Cu toate acestea, punerea în aplicare a testelor convenționale de diagnostic rapid prezintă potențiale capcane comune, deoarece sensibilitatea și specificitatea pot fi mai scăzute decât testele de laborator consacrate (de exemplu, RT-PCR), ceea ce impune ca acestea să poată fi utilizate numai atunci când probabilitatea pretestelor este ridicată. În plus, controlul calității testelor poate fi dificil9 din cauza unei varietăți de factori, inclusiv a dificultății pentru majoritatea persoanelor de a obține un specimen clinic de calitate, în special dacă acestea își fac singure tamponul, și a faptului că RAD-urile sunt aprobate ca teste exceptate de la Clinical Laboratory Improvement Amendments of 1988, ceea ce înseamnă că sunt cele mai puțin reglementate și au cele mai puține cerințe de control al calității.

Pornind de la ipoteza că, în mod similar cu o serie de alte patologii, inclusiv cu infecțiile virale, și COVID-19 ar putea produce un model unic de compuși organici volatili (COV), mai multe laboratoare din întreaga lume și-au îndreptat eforturile pentru a antrena câinii să detecteze semnătura olfactivă COV specifică SARS-CoV-2 în probele biologice de la pacienții infectați. Olfacția este principalul simț special al câinelui, datorită mai multor caracteristici fizice: un cortex olfactiv extins în mod unic și o zonă a epiteliului olfactiv în cavitatea nazală; nări formate astfel încât să permită intrarea în cavitatea nazală a unui număr suficient de molecule de miros din fluxul de aer; un număr extrem de mare de receptori olfactivi; o proporție favorabilă de gene active/inactive ale proteinelor receptorilor olfactivi. În prezent, există dovezi că, într-adevăr, câinii pot juca un rol esențial în detectarea bolilor umane, cum ar fi cancerele, demonstrând o acuratețe comparabilă cu cea a metodelor standard de diagnosticare (de exemplu, analizele prin cromatografie în fază gazoasă și spectrometrie de masă)16. Deoarece oferă un răspuns în timp real de tip "da/nu" la un miros detectat (de exemplu, stând jos sau culcat), câinii adulmecători prezintă unele avantaje notabile față de dispozitivele tehnologice de detectare a COV-urilor. Fiind răspunsul lor binar extrem de rapid și clar, interpretarea rezultatelor este imediată și simplă. Prin urmare, deși necesită în continuare antrenarea și manipularea câinilor, această metodă poate contribui la evitarea nevoii de personal instruit pentru a procesa probele, deoarece câinii adulmecă direct persoanele, și la prevenirea întârzierilor în emiterea rezultatelor testului, ca în cazul spectrometriei de masă.

Rezultatele studiilor publicate până în prezent cu privire la acuratețea mirosului canin în detectarea prezenței SARS-CoV-2 în probele biologice (de exemplu, salivă, transpirație, urină, secreții traheo-bronșice) de la persoane infectate sugerează că câinii adulmecători ar putea atinge procente de sensibilitate și specificitate comparabile sau poate chiar mai mari decât cele ale RT-PCR. Cu toate acestea, deși majoritatea acestor studii sunt de bună calitate, niciunul dintre ele nu a oferit o validare științifică a detecției olfactive canine, în ciuda faptului că aceasta este o cerință importantă în practica analizelor chimice. Prin urmare, este absolut justificată continuarea cercetărilor aplicate în acest domeniu pentru a oferi o validare definitivă a acestei metode de biodetecție.

Având în vedere considerațiile anterioare, odată ce capacitatea câinilor de a detecta COVID-19 din probele biologice de la persoanele pozitive a fost validată în laborator, pentru ca acești câini să contribuie cu succes la controlul durabil al pandemiei de COVID-19, ar trebui să depășească testele de laborator și să ajungă pe teren. Oamenii de știință sugerează că câinii ar putea contribui la controlul pandemiei deoarece ar putea depista sute de persoane pe oră în locuri aglomerate, cum ar fi aeroporturile sau stadioanele sportive, la un preț redus și într-un mod neinvaziv. Cu toate acestea, până în prezent, testele științifice în contexte reale sunt încă foarte puțin reprezentate. Doar un singur studiu a fost publicat oficial în care câinilor li s-a cerut să interogheze mirosul corpului uman, raportând un declin al performanțelor câinilor odată cu prevalența, care ar putea fi însă depășit prin îmbunătățirea metodei de dresaj. În plus, acest studiu a fost realizat în Columbia, într-o populație nevaccinată, astfel încât nu aduce lumină asupra faptului dacă vaccinul COVID-19 afectează capacitatea câinilor de a detecta infecția activă.

Obiectivele prezentului studiu au fost: (1) evaluarea fiabilității în funcție de sensibilitatea (Se) și specificitatea (Sp) a câinilor dresați în mod intenționat pentru a indica un miros asociat cu COVID-19 în sudoarea axilei umane printr-un design de laborator dublu-orb de tip test-retest și (2) testarea capacității de screening a câinilor dresați de a detecta persoanele infectate cu SARS-CoV-2 prin mirosire directă în spații publice, comparând un test de detectare a mirosului de către câinii de detectare a mirosului și imunoenzima nazofaringiană SARS-CoV-2 RAD. Farmaciile comunitare și clienții lor de intrare au fost aleși ca medii pentru screeningul în teren (obiectivul 2) deoarece, de când Cabinetul de Miniștri italian a declarat starea de urgență la 31 ianuarie 2020, farmaciile au dobândit un rol din ce în ce mai important în răspunsul antiepidemic, care includea depistarea cazurilor potențiale de COVID-19 prin RAD.

Sursa: 

Pirrone, F., Piotti, P., Galli, M. et al. Sniffer dogs performance is stable over time in detecting COVID-19 positive samples and agrees with the rapid antigen test in the field. Sci Rep 13, 3679 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-30897-1