PRAWDZIWE PSY NA COVID-19

Tekst Maciej Sas

Sony, Bruce, Loca i Hunter – to imiona czwórki psów pracujących w Krajowej Administracji Skarbowej, które biorą udział w szkoleniu mającym nauczyć je wykrywania ludzi zakażonych wirusem SARS-CoV-2. Takie umiejętności pozwoliłyby im wywęszyć w tłumie osoby, które są zakażone wirusem, ale nie mają żadnych objawów choroby. To szkolenie jest pilotażem dużego projektu naukowego, którego kierownikiem został naukowiec z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu.

Fot. Pixabay

Pies „polujący” na COVID-19 – brzmi dziwnie. Ale tylko na pozór. Cóż w tym bowiem dziwnego, skoro psie umiejętności detekcji innych chorób są znane od dziesiątków lat. – Psy już od jakiegoś czasu były wykorzystywane na świecie do rozpoznawania różnych chorób, np. nowotworów, cukrzycy czy epilepsji. Ich zdolność detekcji jest na poziomie znacznie przekraczającym możliwości najnowocześniejszych maszyn, stąd pomysł na nasze badania – mówi dr hab. n. wet. Michał Dzięcioł, profesor uczelni, z Katedry Rozrodu z Kliniką Zwierząt Gospodarskich Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, kierownik całego projektu badawczego.

Co więcej, polscy naukowcy nie zaczynają od zera – po części bazują na metodologii opracowanej wcześniej przez grupy zajmujące się tym zagadnieniem w innych częściach świata, m.in. we Francji, Finlandii i Czechach. Ale, co podkreślają twórcy projektu, w dużej mierze jest to ich autorski koncept.

Trudne początki

Pomysłodawczynią całego projektu jest doktor Agata Kokocińska-Kusiak, etolog i zoopsycholog. Jak mówi, zdolnościami węchowymi zwierząt interesuje się naukowo od dawna. Jej praca doktorska dotyczyła detekcji czerniaka, a badania były prowadzone na… myszach. – Potrzebowałam ujednoliconego modelu, a więc zwierząt laboratoryjnych. Trenowałam więc myszy. Okazało się, że z wykorzystaniem ich węchu można wykryć superwczesne stadium nowotworu, którego nie jesteśmy w stanie wykryć w żaden inny sposób – jeszcze przed jakimikolwiek objawami – opowiada. – Robiliśmy też analizy chemiczne – zawiodła chromatografia gazowa, spektrometria też nic specjalnego nie wykazała, natomiast myszy miały nawet 98-procentową skuteczność – podkreśla.

Skąd więc badania związane z detekcją wirusa SARS-CoV-2 przez psy? Pani doktor zawsze chciała pracować właśnie z psami. Wcześniej przygotowywała je do detekcji cukrzycy, padaczki i nowotworów – pracowała na różnych próbkach, opracowała własne metody treningowe. – Kiedy wybuchła pandemia koronawirusa, zaczęłam pisać projekt i szukałam zespołu badawczego już w styczniu 2020 roku – wyjaśnia. – Są doniesienia, że psy są w stanie wskazywać osoby chore na grypę, a to dosyć podobna choroba. Istniała więc szansa, że projekt się powiedzie, choć początkowo trudno było się z nim przebić, bo jest to coś zupełnie nowego!

Większość osób nie chciała z nią nawet rozmawiać na ten temat, bo fraza: „detekcja chorób przez psy” brzmiała zbyt abstrakcyjnie. Dopiero kiedy opublikowano pierwsze doniesienia innych zespołów badawczych, z którymi badaczka jest w ścisłym kontakcie, pojawiło się zainteresowanie. – W zeszłym roku zrobiłam konferencję poświęconą tej tematyce, żeby wymienić się doświadczeniami i lepiej przygotować do projektu. Uczestniczyli w niej badacze tego zagadnienia z wielu krajów, w tym z Francji i Finlandii – mówi dr Kokocińska-Kusiak. Intensywne prace ruszyły w marcu 2020 roku. Jak dodaje etolog, niezmiernie trudnym zadaniem było zaplanowanie całej logistyki. Do tej pory bowiem nikt nie opisał procedur związanych z tym, jak zdobyć próbki wirusa, jak je przechowywać, by były bezpieczne dla ludzi i zwierząt, nikt nie wiedział też, jak długo taka próbka pachnie. – Kiedy nikt inny tego wcześniej nie robił, jest to bardzo trudne. Na dodatek nie było żadnego wsparcia finansowego ze strony państwa, żadnych grantów na taką tematykę – zaznacza. – Złożyliśmy wniosek o grant w Narodowym Centrum Nauki – termin był do końca grudnia, ale jego wyniki będą znane dopiero w czerwcu…

Eksperci skarbowi zapolują na COVID-19

Mimo trudności zespół zebrany przez dr Agatę Kokocińską-Kusiak szukał sposobów na rozpoczęcie badań pilotażowych. Z pomocą przyszła Krajowa Administracja Skarbowa, a mówiąc konkretniej starszy aplikant Mateusz Połomski, kierownik należącego do Izby Administracji Skarbowej w Warszawie Ośrodka Szkoleniowego w Kamionie. Zainteresował się możliwościami wykrywania COVID-19 przez psy.  Władze KAS zgodziły się na wybranie 4 zespołów (spośród 150 tam pracujących) składających się z psa i jego przewodnika, które na co dzień zajmują się wykrywaniem kontrabandy: narkotyków, tytoniu czy nielegalnie wwożonych do Polski pieniędzy.

– To są psy już przeszkolone, działamy więc na zasadzie podłożenia nowego zapachu i na tym zyskujemy dużo cennego czasu – mówi pomysłodawczyni badań. To ważne, bo – jak podkreśla – w czasie mającego potrwać 8 tygodni szkolenia psy i ich przewodnicy są wyłączeni z normalnej służby na granicach.

Dodajmy, że kierownik ośrodka w Kamionie w projekcie pomagał m.in. w dostosowaniu protokołów do tych konkretnych psów służbowych.

Jak wywęszyć wirus, który nie pachnie?

Szkolenie pilotażowe zaczęło się w połowie marca. Jego celem jest nauczenie czwórki psów wykrywania osób zakażonych wirusem SARS-CoV-2 w tłumie. – Sam na początku byłem dość sceptycznie do tego nastawiony. Zastanawiałem się, w jaki sposób można wykryć wirusa, który nie ma zapachu – przyznaje prof. Michał Dzięcioł z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. – Jednak my nie wykrywamy wirusa, a zmianę profilu chemicznego chorego człowieka w postaci lotnych związków organicznych emitowanych do środowiska. Mówiąc krótko, człowiek zakażony inaczej pachnie. Dam taki przykład związany z chorobami nerek u zwierząt – my, obcując ze zwierzętami, zwłaszcza kotami, które najczęściej zapadają na choroby nerek, nie zawsze musimy wykorzystywać jakieś badania, choćby krwi – wystarczy, że go powąchamy i czujemy podwyższony poziom mocznika. To pokazuje, że również my – ludzie na pewnym poziomie jesteśmy w stanie to wyczuć, a przecież zdolności detekcji psów są na nieporównywalnie wyższym poziomie. Zwierzęta mają zdolność rozpoznawania sygnałów zapachowych, a my jedynie staramy się je nauczyć odczytywać to, co one już wiedzą – tłumaczy.

Kłopot tkwi w tym, że na zestaw zapachowy (poza substancjami lotnymi związanymi z chorobą) składa się wiele czynników stanowiących tzw. tło zapachowe, a więc: dieta ludzi, od których pochodzą próbki (inaczej pachną wegetarianie, inaczej ludzie jedzący mięso), używane kosmetyki, suplementy diety, przyjmowane lekarstwa czy palenie papierosów. Dlatego tak ważne jest przygotowanie różnorodnych i właściwie dobranych próbek. Na dodatek inaczej mogą pachnieć osoby świeżo zakażone, inaczej chore, a jeszcze inaczej – ozdrowieńcy. Szczęśliwie pomoc w tej dziedzinie zaoferował zespołowi badawczemu kierowanemu przez prof. Dzięcioła Centralny Szpital Kliniczny MSWiA w Warszawie.

– Publikacje, które przedstawiała nam doktor Kokocińska-Kusiak, potwierdzają tę możliwość wykrywania wirusa z dużą skutecznością – mówi dr n. med. Zbigniew J. Król, zastępca dyrektora CSK MSWiA ds. klinicznych i naukowych, absolwent Akademii Medycznej we Wrocławiu. – To bardzo ciekawy projekt, w którym biorą udział uznane instytucje badawcze, więc nie mieliśmy żadnych wątpliwości związanych z włączeniem się do niego – dodaje.

W CSK przebywa w tej chwili ponad 600 osób chorych na COVID-19. Próbkami są gaziki umieszczane na chwilę pod pachą, by zaabsorbowały pot osoby chorej. Nad ich wykorzystaniem i przygotowaniem starannej ankiety, uwzględniającej wspomniane wcześniej skomplikowane tło zapachowe czuwa dr n. med. Magdalena Zawadzka, epidemiolog z Wojskowego Instytutu Higieny i Epidemiologii w Warszawie, adiunkt na Uniwersytecie Medycznym w Łodzi.

Jak podkreśla, cały wysiłek jest skierowany na to, by poza skutecznością badań, zapewnić uczestniczącym w nich ludziom i zwierzętom bezpieczeństwo. – Nie pracujemy na próbkach aktywnych – wirus dezaktywowany za pomocą promieni ultrafioletowych. Nie jest więc zaraźliwy dla otoczenia. Ale, biorąc pod uwagę bezpieczeństwo nas wszystkich uczestniczących w tym badaniu, jak również samych zwierząt, próbki znajdują się w oddzielnym pomieszczeniu. W specjalnej śluzie zakładamy kombinezon, próbki są pobierane i przekładane do pojemników, z których potem zwierzęta je wąchają – wyjaśnia.

Trenerzy są zawsze zaopatrzeni w kombinezony, maseczki, rękawice, a po treningach pomieszczenie jest poddawane działaniu promieni ultrafioletowych. – Poza tym systematycznie są robione wymazy zarówno u osób biorących udział w badaniach, jak i u zwierząt – zapewnia epidemiolog z WIHE.

Staranna analiza chemiczna

W skład zespołu wchodzi jeszcze lek wet. Martyna Woszczyło, która zajmuje się analizą filmów – cała część badawcza jest nagrywana. Potem na jej podstawie trzeba stworzyć bazę zachowań, by stwierdzić, który moment treningu był krytyczny, co można ulepszyć, co zmienić. – Ja natomiast muszę panować nad tym, by próbki dla każdego psa były odpowiednio zróżnicowane, żeby mógł wychwycić zapach związany z chorobą. To tzw. proces generalizacji, by pies mógł sobie zgeneralizować ten zapach covidowy, a nie jakiś inny – opowiada dr Kokocińska-Kusiak. – Jeśli popełnię błąd i dam psu za dużo próbek pochodzących od palaczy, to prawdopodobnie ten pies się nauczy zapachu palacza i będzie wskazywał osoby palące papierosy, a nie chore na COVID-19.

Osobnym elementem, który zostanie uwzględniony już w projekcie złożonym do NCN-u, jest aspekt chemiczny badań. – Profesor Antoni Szumny z Wydziału Biotechnologii i Nauk o Żywności Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu będzie sprawdzał metodami chemicznymi, co takiego jest w zapachu człowieka chorego, że psy są w stanie go wykryć – zapowiada pomysłodawczyni badań. – Będziemy szukać tego, co się na niego składa – to nie będzie jedna substancja, ale raczej zmiana profilu zapachowego, a więc stężenie jednych substancji może wzrosnąć, a innych – spaść.

Sposób na zdławienie epidemii

Co istotne, polskie badania są znacznie szersze i bardziej skomplikowane niż wiele prowadzonych w innych krajach. Tam zwykle psy nie wąchały ludzi chorych (jak w przypadku polskich badań), ale tylko próbki. – U nas każdy etap szkolenia odbywa się w innych warunkach – od laboratorium po różnego rodzaju przestrzenie – tak, by psy przyzwyczajać do pracy w terenie – wyjaśnia dr Agata Kokocińska-Kusiak. – Jeśli założenia badań się potwierdzą, później te psy będą pracowały na przejściach granicznych, na lotniskach, dworcach, w kolejkach, a więc wszędzie tam, gdzie mamy do czynienia ze zbiorowiskami ludzi. Pies, nawęszając poszczególne osoby, te z COVID-em wskazuje tzw. metodą pasywną, czyli nie podchodzi do człowieka i nie dotyka go. Nawęsza z pewnej odległości i oznacza, że dana osoba jest chora przez jakieś konkretne zachowanie, np. wpatrywanie się czy siadanie przy takim człowieku.

Jak dodaje badaczka, szkolenie ułatwia fakt, że psy należące do Krajowej Administracji Skarbowej są już zawodowcami – z powodzeniem wykrywają na co dzień inne substancje. To pozwala oszczędzić dużo czasu i w razie potrzeby szybko wyszkolić kolejne grupy zwierząt, należące nie tylko do KAS, ale i do innych służb mundurowych.

– W obecnej sytuacji epidemiologicznej – nagłej i nieprzewidywalnej, powinniśmy poszukiwać rozwiązań, które będą dawały nam szybką rozpoznawalność nosicieli – zwłaszcza tych bezobjawowych. W tej chwili jeżeli przeprowadzamy jakiekolwiek testy diagnostyczne, to tylko wśród ludzi chorych, przejawiających objawy chorobowe, ale nie robimy tych testów w stosunku do osób, które nie mają objawów – zaznacza epidemiolog dr Magdalena Zawadzka. – W związku z czym zasadne jest, aby wykrywać tych bezobjawowych i przez to zmniejszać zachorowalność na COVID-19.

Szansa na przyszłość

Kierownik projektu – prof. Michał Dzięcioł – podkreśla, że za sukces zostanie uznane 80% skutecznie wykrytych próbek pochodzących od osób zakażonych. Choć – jak dodaje – w badaniach prowadzonych wcześniej w innych krajach ten wynik był znacznie wyższy, bo przekraczał 90%!

Bardzo istotnym elementem projektu jest to, że takie szkolenie nie musi trwać długo, więc trening kolejnych psów nie będzie długotrwały i drogi. – W tej chwili wykorzystujemy psy już pracujące na: narkotykach, papierosach, banknotach. One mają dodawany kolejny zapach, więc wyszkolenie w jednym kierunku nie wyklucza tego, że potem możemy im dodać inne. Kiedy więc pojawi się kolejny problem medyczny związany ze zwiększającą się populacją ludzi na świecie (a eksperci WHO zapewniają, że to tylko kwestia czasu), będzie można próbować szybko przekierować te psy na inny problem, który trzeba szybko wykrywać – tłumaczy prof. Michał Dzięcioł z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu.