Мы знаем, что у собак отличное обоняние. Они уже помогают спасательным командам находить людей в районах бедствия и работать с таможенниками для выявления контрабанды. Некоторые из них были обучены вынюхивать наземные мины.
В нашем исследовании мы изучаем способность собак различать людей с и без рака легких, используя образцы дыхания и слюны.
Мы хотим определить потенциал системы обнаружения запахов для раннего скрининга рака легких, и мы надеемся помочь разработать функциональный «электронный нос» для диагностики рака легких.
Животные как детекторы ранних заболеваний
Рак легких отвечает за большинство смертей, связанных с раком, на международном уровне. Раннее выявление является самым важным фактором в определении успеха лечения. К сожалению, когда симптомы достаточно серьезны, чтобы вызвать визит к врачу, заболевание обычно хорошо развито. Большинство пациентов в этой ситуации умирают от рака легких в течение года.
Нет простого, эффективного и недорогого теста на рак легкого. Это одна из причин, по которой регулярный скрининг проводится редко. Собаки могут представлять собой низкотехнологичное решение этой проблемы, но нам нужна дополнительная информация об их точности и оперативной возможности системы обнаружения запахов для скрининга рака легких.
Мы исследовали доказательства, подтверждающие использование собак и других животных для обнаружения заболеваний человека. Из 27 исследований, которые мы рассмотрели, 20 были нацелены, по крайней мере, на один тип рака, а шесть - на выявление рака легких. Мы обнаружили немало доказательств того, что животные могут различать образцы, собранные от пациентов с положительными и отрицательными заболеваниями.
Однако большая часть данных была собрана в условиях, которые нереалистичны в условиях эксплуатации. Например, в большинстве исследований животные выбирали один образец из состава, в котором один образец был положительным, а остальные были отрицательными.
Вынюхивание рака
Мы тренируем собак, чтобы обнюхать образцы дыхания и слюны. Если образец отрицательный, собака управляет рычагом для вращения к следующему образцу. Если они обнаруживают положительный образец, собаки обучаются реагировать, удерживая нос в порте образца.
Когда мы обучаем собак, мы обычно имеем известную смесь положительных и отрицательных образцов. Но когда собаки будут работать в пробных образцах оперативно, мы не будем заранее знать, какие образцы положительные или отрицательные. Для подтверждения диагноза рака легких потребуются дополнительные тесты.
Один из нас, Тим Эдвардс, ранее проводил исследования с гуманитарной организацией APOPO, которая является единственной организацией, которую мы могли бы найти, которая широко использует животных для оперативной медицинской диагностической работы. Вместо того, чтобы работать с собаками, APOPO использует гигантских африканских крыс с крышкой для скрининга на туберкулез.
Профилактика рака собак
С нашим коллегой, врачом по лечению кошки Чанг в больнице Вайкато, мы теперь изучаем способность собак обнаруживать рак легких при дыхании и слюне.
Мы уже набрали более 200 пациентов и имеем команду из шести собак, которые прошли подготовку по нашему протоколу обнаружения запахов и готовы перейти на медицинские образцы. Мы ожидаем, что потребуется несколько месяцев, чтобы обучить собак правильно классифицировать образцы, но мы будем использовать это время для разработки процесса оценки обучения. Объем обучения, проведенного в предыдущих исследованиях такого рода, сильно варьировался, и это могло бы объяснить, почему оценки точности диагностики также были переменными.
В предыдущих исследованиях по изучению рака легких исследователи собрали образцы дыхания, попросив пациента дышать в трубку через фильтр, который захватывает химические вещества на дыхании. Мы собираем образцы проб и образцы слюны для наших исследований.
Основываясь на некоторых процедурах и оборудовании, разработанных APOPO (включая полуавтоматическое устройство обнаружения запахов), Тим Эдвардс разработал автоматизированный прибор обнаружения запаха собак. Образцовая презентация, сбор данных и доставка вознаграждения полностью автоматизированы, и исследователь не находится в той же комнате, что и животное, когда оно работает.
Среди других преимуществ это предотвращает случайный вызов исследователем собаки (довольно серьезная проблема - вы можете вспомнить историю Clever Hans) и позволяет собирать объективные данные. Этот аппарат уже был протестирован в нескольких исследовательских проектах и может производить высокоточные и надежные характеристики обнаружения запаха.
Работая с аналитическими химиками Мерлином Манли-Харрисом и Меган Грейнджер, мы планируем определить химические профили образцов, которые оценивают собаки. Это позволит нам описать положительные и отрицательные образцы и профили положительных образцов, которые пропустили собаки, и отрицательные образцы, на которые они ответили. С помощью этой информации мы можем определить некоторые из ключевых соединений, которые используют собаки и помогают в разработке электронного носа для диагностики рака легких.
Источник: https://medicalxpress.com/news/2018-07-dogs-sensitive-noses-key-early.html