怀卡托大学训练嗅探犬检测寄生虫病

怀卡托大学(University of Waikato)的嗅探犬正在学习一项新技能:通过嗅闻尿液样本检测血吸虫病(schistosomiasis,又称 snail fever),这种寄生虫病影响全球超过2亿人。

这项概念验证研究由该校心理与社会科学学院(School of Psychological and Social Sciences)的 Dr Tim Edwards 主持,六只受训犬只中包括巧克力拉布拉多 Mac 和古代长须牧羊犬(Bearded Collie)Willow。研究人员希望验证犬只能否可靠区分感染者与未感染者的样本,从而为筛查提供一种更快速、无创且技术门槛较低的新方法。

血吸虫病是一种由寄生虫引起的被忽视热带病,在缺乏安全饮水、卫生设施和医疗资源的社区中尤为常见。

Dr Edwards 表示,更早、更便捷的筛查方式可能为全球受影响社区的健康状况带来实质改善。他说:“我们的想法不是让犬只取代现有的诊断检测,而是让它们提供一个初步筛查环节,筛出需要进一步确诊检测的样本。在实验室检测条件有限的地区,这种方法可能特别有用。”

这项研究与巴西 Federal University of Espírito Santo 的研究人员 Carlos Graeff-Teixeira 合作开展,血吸虫病在该地区仍是重要的公共健康问题。用于训练和测试犬只的尿液样本来自巴西。

犬只如何完成嗅探测试

在怀卡托大学的嗅探检测实验室内,六只犬只已学会自行操作测试装置。每只犬用爪子或鼻子按压一个杠杆,转动装有样本的转盘,使样本转到检测位置。随后犬只将鼻子伸入装置,若检测到目标气味便保持鼻子不动;若没有检测到,则返回杠杆,让下一个样本转入位置。识别正确后,系统会自动给予食物奖励。

Dr Edwards 说,研究人员将测量犬只区分感染者与未感染者样本的准确率。他说:“如果我们能证明犬只具有良好的准确率,未来一种可能的方式是建立中心化筛查机构,由诊所送来的样本经训练犬只快速评估。”

尽管目前关于血吸虫病相关挥发性化合物的研究相对较少,但其特殊气味可能有多种来源,包括寄生虫本身产生的化合物,或是身体感染后发生变化所产生的化合物。

一种影响数百万人的疾病

人感染血吸虫病,是由淡水螺释放的微小幼虫寄生虫在接触受污染淡水时穿透皮肤所致。进入体内后,寄生虫会发育为成虫,寄居在血管中并产卵。部分虫卵随尿液或粪便排出体外,另一些则滞留在组织中,引发炎症,并可能造成器官损伤。

该病在缺乏安全饮水和充足卫生设施的热带及亚热带社区最为常见。由于儿童经常接触受污染水源,感染风险尤其高。

慢性感染可导致腹痛、尿血或便血、贫血,以及肝、肾、膀胱等器官损伤。儿童长期感染还可能影响生长发育。该病每年造成数千人死亡。

世界卫生组织(World Health Organisation)已将在疫情流行国家消除血吸虫病作为公共卫生目标。

作为此次合作的一部分,怀卡托大学嗅探检测装置的一个版本也正在 Dr Graeff-Teixeira 位于巴西的实验室搭建,以支持当地在气味疾病检测方面的进一步研究。

怀卡托大学行为分析专业硕士研究生 Kim Cacanindin 参与了犬只训练工作。她来自菲律宾,当地同样存在血吸虫病。她说这个项目将她对犬只的兴趣与参与全球健康研究的机会结合在一起:“我喜欢狗,也喜欢和它们一起工作,这对我来说是一种治疗方式,同时我也希望能为医学领域做出贡献。”