最強檢驗師 狗狗超強嗅覺可透過體液氣味找出新冠患者

許銘洲採訪
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狗 (Lesly Juarez/Unsplash)
狗 (Lesly Juarez/Unsplash)


德國之聲(DW)報導,引述芬蘭赫爾辛基大學進行的一項前導研究(pilot study)指出,狗狗在接受辨認氣味訓練之後,是可以擔任醫療診斷助理的,例如,對於先前不熟悉的武漢肺炎氣味特徵,受到訓練的狗狗可以馬上辨識出其獨特氣味,只要數週的訓練,牠們就能從尿液採樣中,精確地指認出哪個屬於武肺患者,哪些個是健康的。另一些其它研究,則讓受訓犬學習嗅聞武肺(covid-19)陽性反應者的體汗或呼吸氣味,以做為診斷上的輔助。

芬蘭赫爾辛基大學獸醫系高級研究員安娜·希爾姆·比約克曼(anna.hielm-bjorkman)指出,已經在疾病相關氣味的狗兒偵測訓練領域擁有紮實根基。她指出,狗兒很快就能辨認武肺感染者的尿液氣味,讓人們覺得牠們相當了不起。其準確可靠程度,就跟一個聚合酶連鎖反應(Polymerase chain reaction)的檢測結果沒有兩樣。聚合酶連鎖反應,簡稱PCR,它是分子生物學中使用最廣泛的技術。這種技術被用於生物醫學研究、犯罪取證和分子考古學。

狗兒可分辨受新冠病毒感染者尿液獨特味道

目前芬蘭的科學家正打算透過隨機式,雙盲試驗方法,讓受訓犬嗅聞更大量的病人尿液樣本,以便讓受訓犬正式投入「氣味辨識」的診斷實務。(雙盲試驗,通常在試驗對象為人類時使用,目的是避免試驗的對象或進行試驗人員的主觀偏向,會影響實驗結果,通常雙盲試驗得出的結果會更為嚴謹。)


 (Ken Reid/Unsplash)

相對於芬蘭疾病氣味辨識犬的能力的快速展望發展前景,英國、法國的研究團隊,也正針對嗅聞犬進行新冠病毒陽性反應者體液變化的偵聞訓練。德國服務犬中心(TARSQ)的研究人員,也從芬蘭大學的研究結果獲益良多。

儘管目前人們仍然不清楚,究竟新冠病毒在尿液中所留下的獨特氣味是那種物質所留?這類病毒不只攻擊肺部、血管、腎臟、還包括其它器官,目前研究假定新冠病毒給病人尿液留下獨特氣味,援助犬透過其高度敏銳嗅覺感官就能立刻查覺反應。

特定疾病似乎都會留下特定的嗅覺記號,受訓犬則能運用其高準確度嗅覺加以辨識。德國服務犬中心成員盧卡·巴雷特(Luca Barrett)解釋,一些研究發現,受訓犬對於乳癌偵測的準確能力達93%;發現罹患肺癌的命中率更高達97%;另一方面,受訓犬還能辨認結腸癌、卵巢癌以及前列腺癌。盧卡提到,在培訓初期,服務犬嗅覺的命中率不是很好,但近年來發現其命中率是可以大大提升的。

除了癌症之外,服務犬也可以偵測帕金森氏症,甚至在帕金森氏症發病之前,就能透過嗅聞病人尿液獨特氣味,發出預警。德國服務犬中心成員盧卡提到,狗兒接受訓練是可以能偵測到瘧疾的。不過,對於這類疾病的準確命中率還不高,只有7成。然而,對於新冠病毒,這類高危險性病原體,就對於受訓犬的命中率,必須有更高準確率水準。

追踪犬的嗅覺能力 約人類的百萬倍

狗的嗅覺能力,遠比人類好過約百萬倍。一般而言,人類約有5百萬個嗅覺細胞,臘腸犬則有1億2500萬個;牧羊犬則擁有2億2000萬個嗅覺細胞。

除此之外,狗還可以在短時間內「每分鐘吸氣多達300次」,這意味著它們的嗅覺細胞會不斷補充新的氣味顆粒。另外,狗的鼻子區分左右2區,這種空間的嗅覺能力,使狗兒更容易沿著一條小徑行走,得以追踪氣味前進。

接受培訓課程的狗兒(多半是拉布拉多獵犬,或一般的獵犬,但也有可卡犬cocker spaniels或牧羊犬品種)進行氣味的訓練。其中可能是藥物、炸藥的氣味,或者是某種特定疾病的嗅覺特徵。

透過狗兒來偵測藥物、爆炸性物品已施行一段時日,如今狗兒還被用來參與醫療氣味偵測,並已經在一些醫院進行。例如,讓狗兒嗅聞皮膚癌「可能罹患者」的體味,在病人同意下參與偵測,幫助醫生診斷病人是否罹患皮膚癌?並在早期診斷發現,施予治療。讓狗兒參與癌症偵測,可讓癌症及早發現,並節省未來可觀醫療資源的投入。

未來球場防疫將仰仗受訓犬

德國服務犬中心(TARSQ)成員盧卡·巴雷特(Luca Barrett)表示,如果服役犬參與新冠病毒嗅聞能力,命中能力得到確認的話,將能夠在一些場合大有用途,例如一場足球賽或重要賽事舉辦期間,為了避免高感染疾病爆發,就可以派出服役犬,先行進行嗅聞,找出可能「嫌疑犯」。


 (Timon Studler/Unsplash)

疾病嗅聞服役犬,也可以用在機場出入關掃瞄,或人們進入某個國家的場合。這時,狗兒可以在排隊人群之中走動,偵測人們是否健康,是否適合進入這個國家?一旦某人被狗兒嗅出新冠病毒氣味,機場處理人員,可以將那個人送到新冠檢測中心;此一做法,可以再次確認狗兒的嗅聞偵測是否真的準確無誤?

巴雷特還提到,狗兒還可以用來在「表面搜索病毒」。例如,在乘客登機之前,我們的四足朋友可以先行檢查掃瞄機器,是否沒有殘留新冠病毒。對於因新冠病例感染而不得不離開手術室、養老院、療養院的醫生,也可以採取類似​​「預篩」措施。在下次使用這些空間或設施之前,嗅探犬也可以預先檢查環境是否乾淨無虞,待狗先確認之後,再來進行相關的醫療處置。

受訓犬聞汗味找受感染者 命中率甚至100%

好消息網路組織(goodnewsnetwork.org指出,位於法國巴黎郊區邁松阿爾福(Maisons-Alfort)地區的國家獸醫學校,目前正訓練8隻比利時瑪利諾牧羊犬(Belgian Malinois shepherds),讓狗兒嗅聞新冠病毒感染者排汗所遺留的獨特氣味。整體而言,狗兒嗅聞新冠病毒患者體汗樣本的命中率達95%;其中有4隻的命中率則高達100%。

一些科學家認為,受訓的嗅聞犬,將能加快找出哪些人可能已經罹患武肺,對於病源篩檢、隔離將大有果效。

好消息網路組織媒體指出,數世紀以來,人類透過狗的嗅覺能力做為醫療診斷工具,而且狗兒的偵測癌症能力,已經得到2千多篇科學研究的學術報告證實。

發表於生物受體(biorxiv.org)科學期刊的一篇報告指出,有研究人員搜集198個新冠病毒陽性反應者的腋下排汗樣本,並讓18隻曾參與搜索和救援任務,訓練有素的狗兒來參加偵測嗅聞訓練(牠們先前曾參加檢測爆炸物,結腸直腸癌,以及協助一些災變倖存者)。該研究,將裝有Covid陽性反應汗液,或陰性反應汗液樣本的廣口瓶一字排列。將漏斗插進廣口瓶,使犬隻的鼻子靠近樣品。結果發現,狗兒皆能從受試多個樣本之中(包括有3,4,6,7個廣口瓶罐等多種試驗樣本組合,其中只有1罐是武肺陽性反應的腋下排汗),正確找出新冠患者的腋汗樣本。

該研究作者提到,此一驗證研究的結果表明,相對於COVID-19(武肺)陰性反應的人,COVID-19陽性者所得產生的腋臭氣味,不同於COVID-19的陰性者,因此狗兒能夠指認出來。

訓練嗅聞犬,讓其辨識新冠病毒陽性反應者的體汗或呼吸氣味,英國倫敦大學衛生與熱帶醫學院(the London School of Hygiene and Tropical Medicine),近來也跟杜倫大學合作共同從事類似研究。受試樣本全部取自新冠病毒陽性反應者(雖然這些人並未出現顯著症狀)。受試者必須穿戴尼龍襪子與口罩長達數小時,以便讓研究人員搜集其體液氣味。

狗重兵將擺在交通要塞 預計每隻每小時快篩250人

商業內幕(businessinsider)報導指出,該項英國研究針對六類的犬種,進行為期8-10週的集訓,希望狗兒結訓之後,能夠在主要交通要塞如機場、車站扮演過濾篩檢功能。預計每隻狗、每小時可篩檢250人。

英國研究人員正在進行廣泛測試,目的是確認嗅聞犬能否透過其嗅覺,偵測人們已經罹患冠狀病毒?甚至在一些人還未有發病症狀之前,就能及早發現「防範於未然」。

商業內幕報導指出,先前研究早就發現到,疾病患者,如瘧疾、癌症和帕金森氏症患者,皆會散發特殊的體味,訓練犬能嗅出這種氣味。進行該試驗的英國研究團隊,預期COVID-19(武肺),也會有類似情況。

受訓犬扮演快篩功能 英國內閣部長有信心

英國2家大學從事這項共同研究案,目前跟該國慈善醫療犬(charity Medical Detection Dogs)機構合作,得到政府61萬美元資金的協助。英國革新部部長貝瑟爾勳爵(Lord Bethell)指出,英政府相信受訓犬將在防堵疫情問題,貢獻其快篩能力。

英國倫敦大學衛生與熱帶醫學院教授詹姆斯·羅根(James Logan)指出,武肺測試呈現陽性反應者,如果參與嗅聞犬偵測計畫,將被要求穿戴消毒過的尼龍襪以及口罩數個小時。為何要用尼龍材質?原因是尼龍擅長收集氣味。另外可供試驗的武肺陽性反應者樣本,也可能包括其所呼出的「氣體樣本」。透過嗅聞犬進行的一道道測試,研究者將對狗兒嗅聞新冠病毒患者的正確性命中率有個基本瞭解,一旦試驗結果樂觀,將會在今年8-9月間評估,是否要進行更大規模的擴大性試驗與訓練。

羅根(James Logan)教授指出,這項服務犬嗅聞測試計畫對象,最具特色之處是,只針對新冠病毒的「無症狀感染者」(即雖無症狀,卻在病毒篩檢呈現陽性反應)。同樣情況,也出現在其它感染疾病,因為發病之前的早期徵兆,是可以預先被偵測出來的,現在人們所訓練的服務犬,就在新冠病毒戰役扮演這種預偵功能。

 作者》許銘洲 專欄作家、資深編譯 

 

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