训练狗狗成为新冠肺炎的“检测器“靠谱吗？

为了应对这种流行病，英国科学家正试图将狗训练成检测新冠状病毒的“工具箱”。用嗅探犬检测疾病在医学领域早已是新闻。

自从新型冠状病毒肆虐以来，“测试”已经成为各国无法回避的“痛点”。聚合酶链反应检测和抗体检测都可能受到试剂盒容量和成本的限制，而且大多数需要数小时甚至数天才能获得结果。如果能够实现大规模、高效的实时检测，无疑将大大有助于疫情的早日根除。

最近，英国伦敦的医疗慈善机构“医疗嗅探犬”提出了一种不寻常的新冠状病毒检测方法——让狗嗅出它。他们所在的伦敦卫生和热带医学院的科学家认为，他们可以训练嗅觉特别灵敏的狗来诊断人们是否感染了新的冠状病毒，甚至是那些没有症状的人。该项目目前正在进行中，希望在两个月内训练和部署狗作为新的冠状肺炎的“探测器”。

乍一看，这个想法听起来有点“不可靠”，但仔细想想还是有意义的。数百年来，狗的灵敏嗅觉一直被用于检测精神药物和违禁食品。在医学领域，用狗来检测疾病也是一个严肃的话题，有一些科学证据和实践经验。

带狗去参观并不新鲜

患有不同疾病的人会向外界释放不同种类的特定气体分子。利用这一点，医学界一直试图利用狗的嗅觉来检测各种疾病，包括癌症、超级细菌、帕金森病和疟疾。

早在1989年，伦敦国王学院的两名医生发表了一篇关于利用狗的嗅觉进行癌症检测的论文。这项研究的机会是，一个病人说他的狗对某种皮肤损伤表现出强烈的兴奋，这实际上是恶性黑色素瘤。此后，围绕这一主题发表了许多研究。

2004年，卡洛琳·威利斯在英国的团队研究了狗能否在尿样中检测出膀胱癌。从2006年到2009年，挪威团队研究了狗是否能通过呼出的空气检测到肺癌。2016年，法国团队对乳腺癌的研究表明，让狗通过汗液检测身体深处的肿瘤似乎是可行的。

除了癌症之外，狗在某种程度上也有检测某些细菌的能力。2012年，来自荷兰两家大医院的研究人员在英国医学杂志(BMJ)上发表了一项新的研究，显示训练有素的狗可以高准确度地检测出感染了超级细菌艰难梭菌的患者。根据这项研究，2014年，温哥华一家医院将狗检测超级细菌的方法应用于临床实践。他们训练了世界上第一只具有实战探测经验的明镜犬。

明镜犬通常用于药物控制、搜索和救援以及海关检疫。

人们注意到这只狗对帕金森病的反应也是由于一次事故。一名苏格兰妇女发现，在她的丈夫死于帕金森氏症之前，她的狗的嗅觉似乎已经发生了变化。之后，这只狗在实验室条件下准确地嗅出了潜在的帕金森病患者。2017年，曼彻斯特大学开始了一项关于如何用狗来检测帕金森病的特别研究。研究人员训练了三只狗，试图嗅出帕金森病早期人类释放的气味。

此外，狗也被用来嗅疟疾。2019年，英国科学家和冈比亚医学研究委员会联合从冈比亚采集样本，并在研究中心训练了四只疟疾嗅探犬。他们能闻到患疟疾儿童穿的袜子。双盲实验结果证实嗅探犬的准确率约为73%。科学家们希望疟疾检测能够保护非洲国家的机场和港口，帮助他们根除疟疾。

“狗鼻子”是一种高精度探测器

人们能闻到气味的原因是物体发出的化学物质。这些物质进入人体鼻腔后，与嗅觉受体结合，将化学信号转化为电信号，然后通过神经传导进入嗅觉体，最终被大脑区分为不同的味道。

狗比人类有更好的嗅觉是因为它们能把人类能嗅出的气体分子浓度的下限再降低两个数量级(也就是说，灵敏度是人类的数百倍)。这也是因为空气中如此低浓度的气体分子可以被嗅出。他们可以从几百米外或几层中直接嗅出化学物质的挥发源。这也是为什么有些狗可以被训练成警犬、搜救犬或缉毒犬。

狗之所以有如此强烈的嗅觉，不仅与狗的嗅觉系统有关，还与狗鼻子中特殊的气流结构密切相关。人类通过同一个通道呼气和吸气，狗是不同的。狗用单独的气流来闻气味和呼吸。他们的鼻腔被一层组织分成两部分:一部分用于呼吸，另一部分用于嗅觉。呼吸时，通过鼻腔的侧翼呼气形成气旋，吸入更多的气味分子，以尽可能提高嗅闻效率。

狗的鼻腔里有3亿个嗅觉感受器，而人类只有500万个。在大规模高速运动将气体分子送至嗅粘膜后，位于此处的大量嗅觉受体将被完全激活，溶解在粘液中的气味分子将通过分布在受体表面的众多纤毛被检测到。你知道，狗和它们的皮肤有相同的嗅觉粘膜区域，而我们人类只有邮票那么大。

有了这样的天赋，就没有必要再训练他们去嗅疾病了。

科学家如何训练狗嗅疾病

不同的疾病有不同的味道，因为它们挥发的气味分子有不同的结构。这决定了它们与嗅觉受体的相容性，就像合适的钥匙能打开门一样。一些物质的化学式可能非常相似，甚至完全相同，但由于结构不同，气味可能完全不同。

例如，科学家们想到用狗来嗅疟疾，因为他们发现按蚊更喜欢带疟原虫的吸血病人。但是按蚊如何知道谁携带疟疾病原体呢？答案是气味。按蚊会根据气味选择吸血对象，并优先吸食疟原虫携带者的血液。对于狗来说，“特殊气味”的存在也是它们实现高可靠性检测的前提。

科学家们经常把训练狗嗅疾病的尝试建立在从人类身上提取的生物样本上。例如，在训练狗嗅出乳腺癌的研究中，科学家首先用纱布覆盖病人的胸部。几个小时后，这些织物会吸收一定量的汗液和皮肤释放的其他气味分子。然后，科学家让狗嗅这些织物，训练它们辨别和记忆异常气味，从而进一步分析和辨别不同对象的气味。

通过训练，嗅出疾病

狗能嗅出新的冠状病毒感染吗

那么，用狗来筛查新的冠状病毒感染怎么样？我不得不说这个想法在理论上是可行的，但是结果仍然未知。这取决于狗能否从病人的生物样本中找到共同的独特气味。

科学家认为，病毒感染会在人体内引起一系列免疫反应。这个过程可能会向血液中释放特定的化合物，这些化合物可以通过呼吸系统或皮肤释放到外部。理论上，患有新冠状肺炎的病人应该有自己独特的气味，经过特殊训练的狗有可能识别这种气味。

至于这项研究能否成功应用于实践，我们只能暂时拭目以待。

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