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May. 31 2021

狗狗也能嗅出COVID-19?

  • 小木斯德蘭犬托比(Toby)走在一架具有八條輪輻的金屬輪旁邊,尋找一個特殊的金屬罐,這個罐子裡裝著冠狀病毒檢測呈陽性的人穿過的T恤。托比的寄養家長珍妮佛.艾斯勒(Jennifer Essler)說:「托比有點像是一位超級巨星,牠在學習時也常常這樣──牠能非常迅速地找出那件T恤。」艾斯勒是賓州大學工作犬中心的博士後研究員,她正在訓練狗嗅出病毒。

    小木斯德蘭犬托比(Toby)走在一架具有八條輪輻的金屬輪旁邊,尋找一個特殊的金屬罐,這個罐子裡裝著冠狀病毒檢測呈陽性的人穿過的T恤。托比的寄養家長珍妮佛.艾斯勒(Jennifer Essler)說:「托比有點像是一位超級巨星,牠在學習時也常常這樣──牠能非常迅速地找出那件T恤。」艾斯勒是賓州大學工作犬中心的博士後研究員,她正在訓練狗嗅出病毒。

  • 工作犬中心的主任辛西婭.奧托正在訓練德國牧羊犬瑞科。奧托相信,他們總有一天能訓練狗在機場或體育館等公共場所篩檢人類是否罹患COVID-19。

    工作犬中心的主任辛西婭.奧托正在訓練德國牧羊犬瑞科。奧托相信,他們總有一天能訓練狗在機場或體育館等公共場所篩檢人類是否罹患COVID-19。

  • 工作犬中心的運動醫學與復健科住院醫生梅根.拉莫斯(Meghan Ramos)在圖卡的口腔內以拭子採樣,而圖卡的飼主艾斯勒則幫忙固定圖卡。圖卡剛加入這項氣味研究。艾斯勒說:「看著牠奮力學習這一切是很有趣的事,因為從在家使用基本嗅覺到能夠嗅出COVID,就像是從基礎數學到微積分一樣。」

    工作犬中心的運動醫學與復健科住院醫生梅根.拉莫斯(Meghan Ramos)在圖卡的口腔內以拭子採樣,而圖卡的飼主艾斯勒則幫忙固定圖卡。圖卡剛加入這項氣味研究。艾斯勒說:「看著牠奮力學習這一切是很有趣的事,因為從在家使用基本嗅覺到能夠嗅出COVID,就像是從基礎數學到微積分一樣。」

  • 研究人員在研究開始前收集血液樣本與口腔拭子,以確保狗沒有感染COVID-19。

    研究人員在研究開始前收集血液樣本與口腔拭子,以確保狗沒有感染COVID-19。

  • 羅克西是一隻容易緊張的黃色拉布拉多犬,牠在開始實驗前玩耍。工作犬中心的博士後研究員阿米塔.馬利卡瓊(Amritha Mallikarjun)說:「牠做實驗前必須先玩耍,因為牠的活力太旺盛了。」

    羅克西是一隻容易緊張的黃色拉布拉多犬,牠在開始實驗前玩耍。工作犬中心的博士後研究員阿米塔.馬利卡瓊(Amritha Mallikarjun)說:「牠做實驗前必須先玩耍,因為牠的活力太旺盛了。」

  • 圖卡是一隻混合德國牧羊犬、哈士奇和邊境牧羊犬血統的混種犬,牠在輪子旁邊練習病毒偵測技巧。

    圖卡是一隻混合德國牧羊犬、哈士奇和邊境牧羊犬血統的混種犬,牠在輪子旁邊練習病毒偵測技巧。

  • 研究人員從全國各地的志願者收集T恤來進行研究。志願者必須穿著全白T恤一整夜,然後遞交T恤及最近的COVID-19檢測結果──或疫苗接種證書影本。

    研究人員從全國各地的志願者收集T恤來進行研究。志願者必須穿著全白T恤一整夜,然後遞交T恤及最近的COVID-19檢測結果──或疫苗接種證書影本。

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狗狗能夠學會嗅出低血糖、即將發作的癲癇和某些癌症,如今牠們也在賓州大學學習嗅出冠狀病毒。

小木斯德蘭犬托比(Toby)走在一架具有八條輪輻的金屬輪旁邊,尋找一個特殊的金屬罐,這個罐子裡裝著冠狀病毒檢測呈陽性的人穿過的T恤。托比的寄養家長珍妮佛.艾斯勒(Jennifer Essler)說:「托比有點像是一位超級巨星,牠在學習時也常常這樣──牠能非常迅速地找出那件T恤。」艾斯勒是賓州大學工作犬中心的博士後研究員,她正在訓練狗嗅出病毒。

小木斯德蘭犬托比(Toby)走在一架具有八條輪輻的金屬輪旁邊,尋找一個特殊的金屬罐,這個罐子裡裝著冠狀病毒檢測呈陽性的人穿過的T恤。托比的寄養家長珍妮佛.艾斯勒(Jennifer Essler)說:「托比有點像是一位超級巨星,牠在學習時也常常這樣──牠能非常迅速地找出那件T恤。」艾斯勒是賓州大學工作犬中心的博士後研究員,她正在訓練狗嗅出病毒。

圖卡(Tuukka)喜歡玩飛盤。格利茲(Griz)喜歡一顆橘色的彈力球。托比會利用自己的休息時間小睡片刻或對經過的車輛吠叫。不過,這些在其他地方都很普通的狗擁有一項非凡的能力:牠們是一群研究犬,能嗅出導致COVID-19的病毒SARS-CoV-2所散發的獨特氣味。

當這種疾病橫掃全球,而科學家利用聚合酶連鎖反應(PCR)檢測等工具來偵測人類身上的新型冠狀病毒時,賓州大學獸醫學院的一群研究人員在努力確認狗是否也能接受訓練來找到感染。

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這項概念驗證的研究於4月發表在《科學公共圖書館總刊》(PLOS ONE),顯示冠狀病毒有一種氣味,而受過訓練的狗能在尿液及唾液中辨認出這種氣味。如今,在圖卡、格利茲、托比、瑞科(Rico)和羅克西(Roxie)的幫助下,這些研究人員正在檢驗狗是否能從有汗味的T恤上嗅出冠狀病毒的氣味。

如果狗能在衣物上準確偵測出病毒,牠們就能巡邏機場及體育館等地點,在公共場所嗅出病毒。

辛西婭.奧托(Cynthia Otto)說:「我們有個很大的疑問,就是我們能不能把這種能力轉化成一種實務上的用途?」她是該研究的資深作者之一,也是賓州大學獸醫學院工作犬中心的主任。「狗狗能不能篩檢人類?我認為這是一種很有潛力的優勢。」

工作犬中心的主任辛西婭.奧托正在訓練德國牧羊犬瑞科。奧托相信,他們總有一天能訓練狗在機場或體育館等公共場所篩檢人類是否罹患COVID-19。

工作犬中心的主任辛西婭.奧托正在訓練德國牧羊犬瑞科。奧托相信,他們總有一天能訓練狗在機場或體育館等公共場所篩檢人類是否罹患COVID-19。

汗的氣味

狗擁有比我們靈敏1000到1萬倍的嗅覺,如今牠們從事各式各樣的工作。牠們可以嗅出帕金森氏症的早期症狀、糖尿病、數種癌症、即將發作的癲癇、瘧疾和其他疾病。牠們在天災之後協助搜救團隊,並在軍事行動中充當友軍,嗅出隱藏的爆裂物。有些狗會跟海關官員搭檔搜索違禁品,從毒品到象牙都涵蓋在內。牠們能夠追蹤盜獵者、巡邏貨船來尋找可能在偏遠港口逃逸的老鼠,以及嗅出瀕危物種及入侵種。

研究人員把一系列汗味T恤和干擾項(乾淨衣物、裝運材料或外用酒精)全都裝進有網子覆蓋的金屬罐裡,這些金屬罐放在一架金屬輪的八條輪輻末端。只有一個金屬罐裝著一件COVID-19檢測呈陽性的人在48小時內穿過的T恤。狗知道要在輪子周圍走來走去,直到牠們偵測到那個陽性樣本為止。 

奧托說,在4月發表的研究是以尿液及唾液樣本進行測試,狗能以96%的準確率找到病毒。她說,雖然目前使用汗味T恤的研究還在進行中,但狗的表現也很不錯。

羅克西是最快嗅出病毒的狗:牠在輪子周圍走來走去時,可以在僅僅12秒內就找到陽性樣本。瑞科是一隻比較文靜的狗,牠需要大約23秒來辨識出正確的T恤。

在2020年春季,賓州大學的研究人員開始嘗試訓練狗從尿液及唾液樣本中嗅出新型冠狀病毒。在11月,他們開始訓練狗從汗液中嗅出病毒。訓練過程一開始是對狗展示陽性樣本,然後用零食獎勵牠們。當狗學會把病毒的氣味跟一種愉悅的經驗聯繫起來之後,牠們就準備好開始進行正式試驗。

工作犬中心的運動醫學與復健科住院醫生梅根.拉莫斯(Meghan Ramos)在圖卡的口腔內以拭子採樣,而圖卡的飼主艾斯勒則幫忙固定圖卡。圖卡剛加入這項氣味研究。艾斯勒說:「看著牠奮力學習這一切是很有趣的事,因為從在家使用基本嗅覺到能夠嗅出COVID,就像是從基礎數學到微積分一樣。」

工作犬中心的運動醫學與復健科住院醫生梅根.拉莫斯(Meghan Ramos)在圖卡的口腔內以拭子採樣,而圖卡的飼主艾斯勒則幫忙固定圖卡。圖卡剛加入這項氣味研究。艾斯勒說:「看著牠奮力學習這一切是很有趣的事,因為從在家使用基本嗅覺到能夠嗅出COVID,就像是從基礎數學到微積分一樣。」

研究人員在研究開始前收集血液樣本與口腔拭子,以確保狗沒有感染COVID-19。

研究人員在研究開始前收集血液樣本與口腔拭子,以確保狗沒有感染COVID-19。

羅克西是一隻容易緊張的黃色拉布拉多犬,牠在開始實驗前玩耍。工作犬中心的博士後研究員阿米塔.馬利卡瓊(Amritha Mallikarjun)說:「牠做實驗前必須先玩耍,因為牠的活力太旺盛了。」

羅克西是一隻容易緊張的黃色拉布拉多犬,牠在開始實驗前玩耍。工作犬中心的博士後研究員阿米塔.馬利卡瓊(Amritha Mallikarjun)說:「牠做實驗前必須先玩耍,因為牠的活力太旺盛了。」

實地工作的嗅探犬

狗能透過嗅聞冠狀病毒的揮發性有機化合物來偵測病毒,這些化合物是人類細胞代謝時透過尿液、唾液、汗液等廢物排出的化學物質。

參與目前這項研究的博士後研究員阿米塔.馬利卡瓊說,這些化合物「就像疾病的指紋」。雖然人類鼻子無法分辨這些化合物,但狗具有超強的嗅覺:除了受器之外,牠們的鼻孔還連接數十個縱橫交錯的海綿狀隧道,使氣味能在那裡停留。她說:「鼻孔裡有很大的空間,使空氣能夠轉彎、碰到表面然後被〔狗的鼻受器〕捕捉。」

類似研究也有同樣結論或是正在世界其他地區進行中,包括英國和法國。舉例來說,法國阿爾福國家獸醫學院的獸醫兼教授多明尼克.格朗讓(Dominique Grandjean)發現狗能分辨COVID-19檢測呈陽性或陰性者的汗液樣本之後,他就告訴《國家地理》,他將開始測試狗是否能偵測出COVID-19的變種株。芬蘭的赫爾辛基-萬塔機場也已經開始利用狗來嗅出感染病毒的乘客。

有些支持COVID-19偵查犬的人說,狗可能取代其他緩解COVID-19的工作,例如PCR檢測,這種檢測需要鼻腔或口腔拭子,而且可能花費數天進行。馬利卡瓊說,狗接受從汗液偵測病毒的訓練後,能夠走過排隊的人群並不間斷地迅速嗅出感染,而且造成的風險也很低:研究已經顯示,SARS-CoV-2無法透過汗液來傳給人類──或動物。

她補充說,狗的能力也能用來製作及設定機械鼻,這是一種電子裝置,會以類似呼氣酒精量測儀的機制來篩檢人群並辨識出COVID-19。

圖卡是一隻混合德國牧羊犬、哈士奇和邊境牧羊犬血統的混種犬,牠在輪子旁邊練習病毒偵測技巧。

圖卡是一隻混合德國牧羊犬、哈士奇和邊境牧羊犬血統的混種犬,牠在輪子旁邊練習病毒偵測技巧。

研究人員從全國各地的志願者收集T恤來進行研究。志願者必須穿著全白T恤一整夜,然後遞交T恤及最近的COVID-19檢測結果──或疫苗接種證書影本。

研究人員從全國各地的志願者收集T恤來進行研究。志願者必須穿著全白T恤一整夜,然後遞交T恤及最近的COVID-19檢測結果──或疫苗接種證書影本。

但其他人說,目前要知道狗是否適合加入對抗疫情大流行的戰爭還為時過早。約翰霍普金斯彭博公共衛生學院的國際衛生教授安娜.德賓(Anna Durbin)說:「我認為這確實是有潛力的。」她說,受過訓練的狗可以用於補足其他工作。舉例來說,牠們可以提供初步篩檢,使潛在感染者能夠立即採取預防措施,隨後還能用實驗室檢測進行確認。

這些嗅探犬也不能是任意選擇的狗。「很多人對於擁有COVID-19偵查犬感到興奮,」奧托說:「但我們必須考慮適合這份工作的狗──也就是既可靠又不會覺得這份工作很無聊的狗。」

並未參與該研究的巴納德學院犬認知專家亞歷珊德拉.霍洛維茨(Alexandra Horowitz)說,在這種類型的嗅聞工作中最成功的狗非常容易受到獎賞的激勵而工作,而且會「為了得到獎賞而盡一切努力來滿足他人的要求」。

研究人員同意,格利茲絕對就是這樣的狗,牠會為了牠獨特的獎賞──那顆橘色的彈力球──而努力不懈地工作。「牠真的很愛那顆球。」馬利卡瓊說:「牠喜歡把球壓扁,然後牠就會非常開心。」

 

延伸閱讀:為什麼疫苗會引起副作用?何時該擔憂? / 接種COVID-19疫苗後多喝水,能否減少副作用?

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