Малярия убивает сотни тысяч людей каждый год, но сам паразит, Plasmodium falciparum, заражает гораздо больше людей, чем заболевает. Большинство людей, болеющих малярией, в любое время являются совершенно здоровыми фабриками паразитов при ходьбе, и, не зная, что они инфицированы, эти здоровые носители могут легко распространить болезнь в новые регионы и новых людей, которым может не повезти.
К счастью, лучший друг человека здесь, чтобы одолжить докторам лапу помощи.
Новое исследование Лондонской школы гигиены и тропической медицины показывает, что собаки могут определить запах малярии. В небольшом исследовании, подтверждающем концепцию, две обученные собаки смогли отличить носки детей с малярией и носки от ног тех, кто этого не делал. Исследователи представили свои предварительные результаты сегодня на ежегодном собрании Американского общества тропической медицины и гигиены.
Известно, что малярия делает людей более привлекательными для комаров. Команда во главе с Джеймсом Логаном, руководителем департамента контроля заболеваний в лондонской школе тропической медицины, ранее продемонстрировала, что носки, которые носят зараженные дети, более привлекательны для маленьких кровопийц, вероятно, потому, что запахи одежды содержат больше химических веществ, называемых альдегидами. С помощью крошечных проводов, прикрепленных к антеннам москитов, исследователи надували на них химикаты, чтобы увидеть, какие запахи вызвали реакцию. Соединения, называемые гептанальным, октанальным и нонанальным, были наиболее возбуждающими для комаров и были обнаружены в более высоких количествах в носках инфицированных детей.
«Итак, если комары могут [ощущать разницу в людях], то почему не собаки?» - говорит Стив Линдсей, энтомолог в области общественного здравоохранения в Университете Дарема в Великобритании и ведущий исследователь нового исследования.
Исследовательская группа с медицинским обнаружением собак. (Университет Дарема / Медицинские собаки обнаружения / Лондонская школа гигиены и тропической медицины) Линдсей и коллеги попросили, по-видимому, здоровых детей в Гамбии надеть пару новых носков на одну ночь. Утром они собрали носки - около 175 пар - и проверили детей на малярию. (Около 30 детей дали положительный результат, хотя у них не было симптомов.) Исследователи заморозили носки, чтобы сохранить запахи, упаковали их и отправили по почте в Великобританию.
Затем некоммерческие медицинские собаки обнаружения провели шесть месяцев, обучая двух собак по имени Салли и Лекси разграничивать носки, которые носят дети с малярией, и носки, которые носят дети, свободные от этой болезни. Собаки - лабрадор-ретривер и лабрадорская смешанная порода - обнюхивают каждый образец и замерзают, если обнаруживают малярию, или двигаются, если нет. После тренировки с одним носком от каждой пары собаки смогли правильно идентифицировать 70 процентов детей с малярией и 90 процентов здоровых детей, нюхая носки от другой ноги. Собаки даже выявляли инфицированных детей с очень низкой паразитной нагрузкой - от 10 до 20 паразитов на микролитр крови. (Всемирная организация здравоохранения утверждает, что инструмент диагностики малярии должен быть точным на 75 процентов при 200 паразитах на микролитр, но опять же, они никогда не упоминали собак конкретно).
«Я думаю, что это действительно захватывающе, - говорит Одри Одом Джон, врач-педиатр, ученый из Медицинского факультета Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Одом Джон, который не принимал участия в новом исследовании, разрабатывает тест дыхания для обнаружения запахов малярии у инфицированных детей. «Это, безусловно, отличное начало», - говорит она об успехе собак.
Однако есть некоторые ограничения в работе. Размер выборки из 175 пар носков меньше, чем хотелось бы собакам-медикам, говорит Клэр Гест, соучредитель и генеральный директор некоммерческой организации. По ее словам, лучшим примером были бы 100 носков с положительной малярией и 300 отрицательных носков.
Из-за небольшого размера выборки собак нужно было тренировать на тех же самых парах носков, которые они тестировали (обучение проводилось с одним носком из каждой пары, а тест проводился с другой). Эксперимент не идеален, потому что собаки могли просто научиться распознавать людей, а не обнаруживать запах малярии.
Тем не менее, Гость и ее команда не верят, что собаки запоминают людей. Когда собаки не могли идентифицировать малярийно-положительного ребенка, часто это был ребенок, зараженный сексуальной стадией малярийного паразита, который, по словам Линдсей, мог изменить запах. Если бы собаки просто улавливали запахи отдельных людей, подбирая один носок к другому, то им не следовало бы постоянно совершать эту ошибку.
В целом, команда считает, что у собак все было хорошо, учитывая, что они использовали «маленькие кусочки носков, которые [один раз] носил один ребенок, а потом некоторое время замерзали», говорит Логан. «Это дает нам большую надежду на то, что если бы они могли чувствовать запах реального человека, они чувствовали бы себя намного лучше, потому что сигнал должен быть намного сильнее».
Обоняние человека, а не носка, также может устранить возможные мешающие факторы. Например, многие из детей делили постель с другими родственниками, и носки могли улавливать запахи с постельного белья или других людей. И «что маленькие мальчики делают со своими носками, никто не может сказать», говорит Линдсей. «У нас был один мальчик в одном носке. Что случилось с другим носком? "
Линдсей говорит, что собаки-снифферы могут быть полезны в портах въезда в страны, которые уничтожили малярию, но там, где комары Anopheles, распространяющие паразита, все еще присутствуют. Вы могли бы обследовать здоровых на вид людей, которые могут нести малярийного паразита, чтобы предотвратить повторное заражение этой болезнью в «чистой» стране. Поскольку, согласно некоторым оценкам, до 19 из 20 человек могут переносить малярийного паразита, не заболевая, быстрый, неинвазивный способ выявления носителей будет основным благом для тех, кто работает для предотвращения распространения заболевания.
Текущие методы диагностики нецелесообразны для проверки сотен или тысяч людей, проходящих через аэропорт. Чтобы диагностировать малярию, врачи могут взять кровь и использовать микроскоп для выявления паразитов, но это требует обучения и «вещей, которые кажутся простыми, но не такими», как чистые стеклянные горки, функционирующий микроскоп и надежное электричество, говорит Хейди Хопкинс, доцент кафедры малярии и диагностики в Лондонской школе гигиены и тропической медицины.
В качестве альтернативы работники здравоохранения могут использовать любое количество «быстрых диагностических тестов», которые включают капание крови на маленькое устройство. Через пятнадцать минут появляется цветная полоска, если в крови пациента находится антиген, продуцируемый малярийным паразитом. Такие тесты просты в использовании непрофессионалами в любых условиях. Недостатком является то, что вы не можете заставить каждого международного путешественника сдать анализ крови. Собака, напротив, «могла бы пройтись по ряду людей и сделать это за считанные секунды», - говорит Логан.
А если не собаки-снифферы, то, возможно, можно использовать электронный «нос». Устройство может быть разработано для обнаружения тех же соединений, которые пахнут собаки и комары, но для этого необходимы дополнительные исследования конкретных молекул.
Одна неизвестная часть головоломки - почему люди, зараженные малярией, пахнут по-разному. Неясно, производят ли паразиты запахи напрямую, изменяют ли они микробиом человека, или наши тела производят запахи в ответ на паразитов. Тем не менее, говорит Одом Джон, у малярийного паразита есть органелла, подобная той, которая обнаружена на растениях, которые производят пахучие соединения - «вещь, которая заставляет сосны пахнуть соснами или лимоны пахнуть лимонами». Возможно, что малярийный паразит производит пахучие соединения непосредственно со своей странной растительной органеллой.
Другой путь исследований, который необходимо изучить, заключается в том, является ли запах постоянным в разных популяциях, поэтому Линдсей планирует проверить людей со всей Африки, чтобы выяснить, могут ли собаки также распознавать малярию среди своих запахов.
Последним осложняющим фактором является то, что существует более одного типа малярии. P. falciparum является наиболее распространенным и смертельным, но другие виды паразитов могут вызывать изнурительные рецидивы спустя месяцы после первоначальной инфекции.
Малярия - это сложная болезнь, которую нелегко ликвидировать даже с помощью наших четвероногих друзей. Но эти щенки - и их дрессировщики - будут работать изо всех сил в собаках и на местах, чтобы превратить эту историю о неудачниках в успех.
