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Medizin

SARS-CoV-2-Spürhunde erkennen auch Proben von Long-COVID-Patienten

Donnerstag, 23. Juni 2022

Als SARS-CoV-2-Spürhunde können verschiedenste Hunde zum Einsatz kommen, wie zum Beispiel Malinois, Schäferhunde, Labrador Retriever oder Cocker Spaniel. /Aleksei, stockadobecom

Hannover – Ausgebildete Spürhunde können nicht nur akut mit SARS-CoV-2-infizierte Personen identifizieren. Sie erkennen auch Proben von Post-COVID-19-Patienten, bei denen eine PCR oder ein Antikörpertest die ursprüngliche Infektion nicht mehr detektieren kann.

Zu diesem Ergebnis kommt ein Forschungsteam unter der Leitung der Stiftung Tierärztlichen Hochschule Hannover (TiHo). Die Pilotstudie mit 9 SARS-CoV-2-Spürhunden wurde in Frontiers in Medicine publiziert (2022; DOI: 10.3389/fmed.2022.877259).

Die Hunde riechen nicht die Viren selbst, sondern flüchtige organische Verbindungen (Volatile Organic Compounds, VOC), die bei einer Virusinfektion durch Stoffwechselvorgänge entstehen. Dies könnte auf eine persistierende Infektion oder andere langandauernde metabolische Veränderungen bei Post-COVID-19 Patienten hindeuten.

Im Rahmen der Studie wurden 9 trainierte Hunde, die Proben von akuten COVID-19-Patienten erkennen, in 3 Testszenarien mit mehr als 700 Speichel-, Urin- und Schweißproben konfrontiert: Im 1. Testszenario präsentierten die Forschenden 8 Spürhunden jeweils mindestens 50 Proben von akuten COVID-19- und Long-COVID-Patienten.

Die Sensitivität zeigt an, wie gut ein Test Patien­ten mit einer Krankheit korrekt identifiziert (richtig-positiv). Die Spezifität gibt dagegen die Fähigkeit des Tests an, Patienten ohne die Krankheit kor­rekt zu identifizieren (richtig-negativ).

Der prädiktive Vorhersagewert trifft im Gegensatz dazu eine Aussage über die Wahr­schein­lichkeit, dass ein Patient bei positivem Testergebnis auch wirklich krank ist (PPV) und bei negativem Ergebnis gesund (NPV). Dafür wird die Prävalenz der Erkrankung hinzugezogen, die abhängig vom Alter oder anderen Faktoren schwanken kann. Diese zusätzliche Variable kann bei diagnostischen Tests zu stark abweichenden Risikowerten führen.

Die Hunde erkannten COVID-19-Proben mit einer mittleren Sensitivität von 86,7 % (95 %-Konfidenzintervall (KI): 75,4-98,0 %) und einer Spezifität von 95,8 % (95 %-KI: 92,5-99,0 %). Der positiv prädiktive Wert (PPV) lag bei 82,9 %, der negativ prädiktive Wert (NPV) bei 97,3 % (siehe Kasten).

Hunde erkennen Long COVID nicht immer

Deutlich schlechter erkannten die Hunde in diesem Testszenario Long-COVID-Proben. Von mehr als 400 erkannten die Hunde nur 18.

Die Hunde konnten also im direkten Vergleich kaum zwischen einer akuten Infektion und Long COVID unterscheiden, beziehungsweise: Im direkten Vergleich zeigen die Hunde eher die Proben mit dem Geruch der akuten COVID-19-Erkrankung an, auf den sie trainiert wurden.

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass der krankheitsspezifische Geruch von akutem COVID-19 bei den meisten der Long-COVID-Proben noch vorhanden ist, aber wahrscheinlich in geringerer Konzentration.

„Wir glauben, dass es sich um ein Titrationsergebnis handelt. Wenn die Hunde Post COVID Samples neben akuten SARS-CoV-2-Proben präsentiert bekommen, dann zeigen sie die akuten an. Macht man dies im Vergleich zu Negativkontrollen erkennen sie die Spuren der noch vorhandenen VOCs der Post COVID Proben“, erklärte Letztautor Holger Volk, Leiter der Klinik für Kleintiere der TiHo.

Deutlich besser erkannten die Spürhunde Long-COVID-Proben im 2. Szenario. Hier wurden 3 Hunde mit jeweils etwa 20 Long-COVID- und negativen Kontrollproben konfrontiert. Sie erkannten Long-COVID-Proben mit einer mittleren Sensitivität von 94,4 %(95%-CI: 70,5-100,0%) und eine Spezifität von 96,1% (95%CI: 87,6-100,0%).

Im Vergleich dazu wurde bei der Präsentation von mindestens 24 akuten SARS-CoV-2-positiven Proben und negativen Kontrollproben eine mittlere Sensitivität von 86,9 (95%-CI: 55,7-100,0%) und eine Spezifität von 88,1% (95%-CI: 82,7-93,6%) erreicht.

Spürhund-Studien unterstützen Long-COVID-Hypothese: virale Persistenz

In einer kürzlich veröffentlichten Preprint-Studie aus Frankreich identifizierten Hunde hingegen nur 51,5 % der Long-COVID-Patienten, wenn sie neben gesunden Personen präsentiert wurden (DOI: 10.1101/2022.01.11.21268036).

Die schlechtere Detektion im Vergleich zu unseren Ergebnissen (51,5 versus 92,86 %) führen die Forschenden aus Hannover auf die unterschiedliche Qualität der Proben zurück. Denn die Proben der französischen Studie wurden zu Hause entnommen und per Post ohne standardisiertes Einfrieren oder Kühlen verschickt.

Beide Studien unterstützen die Hypothese, dass VOC nach der Erstinfektion langfristig bei Post-COVID-19-Patienten vorhanden sind. VOC werden von SARS-CoV-2-infizierten Körperzellen im Verlauf der Krankheit freigesetzt. „Weitere Studien mit medizinischen Spürhunden zur Pathophysiologie von Long COVID sollten die Zusammensetzung und den zeitlichen Verlauf spezifischer VOC-Muster einschließen“, sagte Volk.

Eine der Autorinnen der französischen Studie, Emilie Seyrat, ergänzte: „Die Hunde wurden nicht zum Nachweis von Long COVID selbst eingesetzt.“ Sie detektieren vermutlich VOCs, die von Proteinen freigesetzt werden, die aus der Aktivität und Replikation von SARS-CoV2-mRNA resultieren.

Deshalb gehen die Forschenden davon aus, dass die Spürhunde das Vorhandensein und die laufende Replikation von SARS-Cov-2 detektieren. Eine frühere Infektion könnten die Hunde daher nur erkennen, wenn diese weiterhin aktiv sei.

Mit anderen Worten: Long COVID ist COVID. Emilie Seyrat, Long -COVID-Patientin, Co-Autorin

Erstautorin Dominique Grandjean von der National Veterinary School of Alfort bestätigte: Wenn die Hunde eine Probe erkennen, bedeute das für sie, dass das Virus noch aktiv sei, selbst eine geringe Menge reiche aus. Das französische Forscherteam unterstützt daher die Hypothese, dass die virale Persistenz der zugrunde liegende Mechanismus von Long COVID sein könnte. „Mit anderen Worten: Long COVID ist COVID“, so Seyrat. Über die verschiedenen Hypothesen zu Long-COVID-Mechanismen wurde bereits in Nature Medicine und auch im Deutschen Ärzteblatt () berichtet.

Ein Vergleich zwischen Long-COVID-Proben und Proben nicht akut SARS-CoV-2-Infizierter ohne Long COVID wurde bisher nicht gemacht – ob die Spürhunde diesen Unterschied erkennen würden, ist daher noch offen.

Es liegen mehrere Studien vor, die zeigen konnten, dass Hunde darauf trainiert werden können, Proben von akut mit SARS-CoV-2 infizierten Patienten von gesunden Kontrollen zu unterscheiden. Die erste dieser Studien hatte das Team aus Hannover 2020 publiziert (DOI: 10.5281/zenodo.3950074). Trainierte Spürhunde können aber auch verschiedene Krebsarten, Malaria sowie einige bakterielle und virale Infektionen mit hoher diagnostischer Sensitivität und Spezifität erkennen.

Routinemäßiger Einsatz bisher nur außerhalb Deutschlands

In Deutschland werden Hunde laut Volk trotz einiger vielversprechender Feldstudien bisher nicht eingesetzt. Andere Ländern wie Dubai, Abu Dhabi, Mexiko, USA, Ruanda nutzen Spürhunde hingegen bereits routinemäßig.

„Der Hund wird nie direkt am Menschen eingesetzt, sondern es wird eine Probe generiert, die man dem Hund präsentiert“, erläutert der Tiermediziner aus Hannover.

Die Ausbildung zum Spürhund dauert je nach Hund 2 bis 6 Wochen. Dabei können verschiedenste Hunde zum Einsatz kommen, wie zum Beispiel Malinois, Schäferhunde, Labrador Retriever oder Cocker Spaniel. „Jeder Hund kann rein theoretisch trainiert werden, wenn er Spass am Lernen und Riechen hat“, sagte Volk dem DÄ. © gie/aerzteblatt.de

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