Hajukoirat tunnistavat koronaviruspotilaan varsin luotettavasti ihon pyyhkäisynäytteistä

Nopea ja tarkka koronaviruspotilaiden tunnistaminen ja eristäminen ovat tärkeä osa pandemian hallintaa. Nykyinen koronavirusinfektion diagnoosi perustuu PCR-testiin, joka tunnistaa tarkasti ja herkästi koronaviruksen muista taudinaiheuttajista. PCR-testit soveltuvat kuitenkin huonosti suurten ihmismassojen seulontaan muun muassa tulosten hitauden ja korkean hinnan vuoksi.

Helsingin yliopiston eläinlääketieteellinen ja lääketieteellinen tiedekunta sekä HUS suunnittelivat yhdessä hajukoirien tarkkuuden testaamiseksi kolmoissokkoutetun, satunnaistetun, kontrolloidun tutkimusasetelman, jossa kukaan testaajakolmikosta eli koirasta, koiraohjaajasta ja tutkijasta ei tiedä, mitkä haisteltavina olevista ihopyyhkäisynäytteistä ovat positiivisia ja mitkä negatiivisia. Tutkimuksessa selvitettiin myös yksittäisien tekijöiden vaikutusta hajukoirien tunnistamiskykyyn.

Kolmivaiheinen tutkimus on julkaistu BMJ Global Health -tiedelehdessä. Tutkimus tuo merkittävää lisätietoa hajukoirien käytöstä pandemiatorjunnassa.

Näytteiden tunnistamisprosentti yli 90, hajukoirien välillä vain pieniä eroja erottelukyvyssä
Tutkimuksen ensimmäisessä eli koulutusvaiheessa hajukoirat opetettiin tunnistamaan koronaviruspotilaan ihonäyte verrokin näytteestä. Useamman viikon harjoitusjakson jälkeen koirat siirtyivät harjoituskeskuksesta Helsinki-Vantaan lentokentälle tutkimuksen seuraaviin vaiheisiin.

Tutkimuksen toisessa vaiheessa neljä hajukoiraa suoritti validaatiokokeen, jolla ne osoittivat osaamisensa. Kokeen aikana kullekin hajukoiralle esiteltiin 420 näytteen sarja seitsemän päivän aikana maalis–huhtikuussa 2021. Näytteet olivat rinnakkaisia eli kukin koira sai haisteltavakseen identtisen setin, jossa oli 114 koronaviruspotilaan ja 306 verrokin näytettä. Näytteen antajien koronavirustilanne oli varmistettu PCR-tutkimuksella. Jokaisen koepäivän aikana kukin koira haisteli 20 näytesettiä, joissa oli kolme näytettä telineissä satunnaisessa järjestyksessä.

Hajukoirat tunnistivat näytteen oikeaksi 92-prosenttisesti. Niiden herkkyys tunnistaa koronavirusnäyte oli 92 prosenttia ja tarkkuus 91 prosenttia. Hajukoirien välillä todettiin vain pieniä eroja erottelukyvyssä.

Tutkimus vahvistaa aikaisempia löydöksiä hajukoirien kyvystä tunnistaa koronavirusinfektion saaneet henkilöt.

"Arvokasta tutkimuksessa oli laadukas koeasetelma. Näytemäärät olivat tarpeeksi suuria, ja kaikki koirat haistelivat identtisen näytesarjan, jolloin suorituksia voitiin verrata toisiinsa. Lisäksi koirat osasivat onnistuneesti myös ilmaista näytesettejä, joissa oli vain negatiivisia näytteitä. Tämä on tärkeää hajukoirien seulontatyössä. Merkittävänä etuna oli myös se, että näytteet kerättiin sairaalapotilaiden sijasta kotihoitoisilta potilailta. Lisäksi testaus tehtiin todellisissa olosuhteissa eikä laboratoriossa", kuvailee DogRisk-tutkimusryhmän johtaja ja seuraeläinten kliinisen tutkimuksen dosentti Anna Hielm-Björkman Helsingin yliopistosta.

"Erityisen vaikutuksen minuun teki se, että koirat suoriutuivat huonommin silloin, kun näytteet oli kerätty varianttiviruksen aiheuttaman taudin sairastaneilta. Selitys on yksinkertainen: koirat oli koulutettu alkuvaiheen virustyypillä, minkä vuoksi koirat eivät aina kelpuuttaneetkaan varianttinäytteitä positiivisiksi. Tämä paljastaa niiden erottelukyvyn uskomattoman tarkkuuden", kertoo professori, infektiosairauksien ylilääkäri Anu Kantele Helsingin yliopistosta ja HUSista.

Hajukoirista merkittävää apua lentokentillä ja satamissa

Tutkimuksen kolmas vaihe suoritettiin seulomalla Helsinki-Vantaan lentokentän matkustajia ja henkilökuntaa. Hajukoirat tunnistivat oikein 98,7 prosenttia negatiivisista näytteistä.
Koronaviruspositiivisten vähäinen määrä esti tekemästä kunnollista arviota osuvuudesta, mutta koirien työmotivaationäytteiden perusteella positiivisten osuvuus olisi myös ollut 98,7 prosenttia. Työmotivaationäytteet ovat ennalta kerättyjä positiivisia näytteitä, joita koira ei ole ennen haistanut. Niitä tarjotaan koiran työn motivoimiseksi tilanteessa, jossa tutkittavien näytteistä tulisi muuten liian harvakseltaan positiivisia löydöksiä.

"Hajukoirat voivat tarjota merkittävän työkalun viruksen leviämisen rajoittamiseen pandemian aikana esimerkiksi lentokentillä ja satamissa. Edullisen, suuria näytemääriä tai ohikulkevaa ihmismassaa nopeasti seulovan menetelmän merkitys korostuu etenkin silloin, kun muu testauskapasiteetti on riittämätön", pohtii Anu Kantele.

"Ryhmämme jatkaa tutkimustyötään hajukoirien käytöstä yhteiskunnan apuna. Toivomme että tämä nyt julkaistu tutkimus edesauttaa varojen kohdentamista tämän toiminnan kehittämiseksi. On monia muitakin sairauksia, joiden tutkimuksissa voitaisiin hyödyntää koirien loistavaa hajuaistia", sanoo Hielm-Björkman.

Tutkimus tehtiin Suomen Kulttuurirahaston, Svenska Kulturfonden i Finlandin, Suomen Akatemian, Jane ja Aatos Erkon säätiön, Suomen Lääkäriliiton, Suomen Kennelliiton, Eläinsairaalaketju Evidensian, Wise Nose ry:n, Nose Academyn, Finavian, Vantaan kaupungin sekä apulaiskaupunginjohtaja Timo Aronkydön tuen avulla. Anna Hielm-Björkmanin tutkimusryhmän työtä on tuettu myös yksityishenkilöiden tekemillä lahjoituksilla yliopiston ja Kennelliiton yhteiseen koronakoirakeräykseen. Koirien koulutus tehtiin Wise Nose ry:n tiloissa. 

Alkuperäinen artikkeli: Kantele A, Paajanen J, Turunen S, Pakkanen S, Patjas A, Itkonen L, Heiskanen E, Lappalainen M, Desquilbet L, Vapalahti O, Hielm-Björkman A. Scent dogs in detection of COVID-19 – triple-blinded randomized trial and operational real-life screening in airport setting. BMJ – Global Health, 2022;0:e008024. Doi: 10.1136/bmjgh-2021-008024