Corona-Spürhunde: Diag’nose‘

Schweiß, Urin oder Speichel – Hunde können an unterschiedlichen Körperflüssigkeiten mit hoher Genauigkeit

Ein Forschungsteam unter Leitung der Stiftung Tierärztlichen Hochschule Hannover (TiHo) veröffentlichte in Zusammenarbeit mit der Bundeswehr, der Medizinischen Hochschule Hannover und dem Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf in der Fachzeitschrift BMC Infectious Diseases eine Studie und einen Übersichtsartikel über Corona-Spürhunde.

Die neue Studie zeigt, dass der Nachweis SARS-CoV-2-infizierter Personen unabhängig davon ist, welche Körperflüssigkeit den Hunden präsentiert wird. Sie bestätigt zudem, dass Hunde in der Lage sind, die Infektion schnell und sicher zu diagnostizieren und dass die freigesetzten flüchtigen organischen Verbindungen, die die Hunde riechen, unabhängig von der infizierten Körperzelle sind. Für medizinische Spürhunde scheinen alle getesteten Körperflüssigkeiten in ähnlicher Weise geeignet zu sein, um SARS-CoV-2-Infizierte zuverlässig zu erkennen.

Die Studie
Für die Studie setzte das Forschungsteam zehn spezialisierte Spürhunden der Bundeswehr ein. Nach einem speziellen Training waren sie in der Lage, 92 Prozent der über 5.000 vorgelegten Proben korrekt zu identifizieren. Die Hunde wurden ausschließlich mit Speichelproben trainiert, in der Studie mussten sie aber auch Urin- und Schweißproben auf die flüchtigen organischen Verbindungen, die die Zellen SARS-CoV-2-positiver Menschen produzieren, kontrollieren. Die Proben wurden automatisiert nach dem Zufallsprinzip verteilt – weder die beteiligten Hundeführer noch die Forschenden vor Ort wussten, welche Proben positiv waren und welche zu Kontrollzwecken dienten. Die Hunde waren in der Lage, zwischen Proben infizierter und nicht infizierter Personen mit einer durchschnittlichen diagnostischen Sensitivität und Spezifität von 95 Prozent bzw. 98 Prozent für Urin, 91 Prozent bzw. 94 Prozent für Schweiß und 82 Prozent bzw. 96 Prozent für Speichel zu unterscheiden. Die Sensitivität bezieht sich auf den Nachweis von positiven Proben. Die Spezifität bezieht sich auf den Nachweis negativer Kontrollproben. Die SARS-CoV-2-positiven Proben stammten von infizierten Personen mit und ohne Symptomen.

Der Geruchssinn des Hundes
Seit Beginn der Domestizierung nutzt der Mensch die außergewöhnlichen Geruchsfähigkeiten von Hunden, um Beute zu jagen, aber auch, um sich selbst vor Raubtieren zu schützen. Heutzutage werden Hunde zunehmend auch im Bereich der medizinischen Forschung zur Geruchserkennung eingesetzt. Sie sind in der Lage, infektiöse und nicht-infektiöse Krankheiten wie verschiedene Krebsarten, Malaria, bakterielle und virale Infektionen zu erkennen (Jendrny et al., 2021). Der Geruchssinn des Hundes ist unübertroffen und mit dem Geruchssinn des Menschen nicht zu vergleichen; Hunde haben mehr als 1.000 Gene für die Olfaktion, eine höhere Nasenoberfläche, einen optimierten Luftstrom zum Riechen, 40-mal mehr Riechrezeptorzellen (200 bis 300 Millionen gegenüber 5 bis 8 Millionen beim Menschen) und ein zusätzliches Geruchssystem (vomeronasales Organ) um einige Beispiele zu nennen. Ein Exempel veranschaulicht die Geruchsfähigkeit von Hunden: Ein Hund ist in der Lage den Tropfen einer Flüssigkeit in 50.000.000 Litern Wasser, das entspricht 20 Schwimmbecken olympischer Größe, zu erkennen.

Machbarkeitsstudie „Back to Culture“
Erst kürzlich hatte das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und Kultur angekündigt, die Studie „back to culture“ mit 1,5 Millionen Euro zu unterstützen. In Zusammenarbeit mit der Medizinischen Hochschule Hannover, dem Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Hannover Concerts, Proevent, Kynoscience, Awias Aviation Services und der Bundeswehr wollen die TiHo-Forschenden in die Erkenntnisse in die Praxis testen. Sie werden auf das Coronavirus trainierte Spürhunde in diesem Herbst bei mehreren Musikveranstaltungen einsetzen und mit Antigen- und rtRT-PCR-Tests vergleichen. Dies wird weitere Erkenntnisse darüber liefern, wie Corona-Spürhunde am besten bei der Detektion infizierten Menschen eingesetzt werden können.

Dr. Esther Schalke, EBVS® spezialisierte Verhaltensforscherin und Oberstabsveterinär an der Schule für Diensthundewesen der Bundeswehr, sagte: „Diese Studie ist ein weiterer Beweis für das Potenzial, das Geruchssuchhunde bei der Bekämpfung der aktuellen Pandemie haben könnten. Es ist schwer vorstellbar, aber die Geruchserkennung von Hunden ist um drei Größenordnungen empfindlicher als die derzeit verfügbaren Instrumente.“

Professor Albert Osterhaus, PhD, Research Center for Emerging Infections and Zoonoses der TiHo, sagte: „Es ist bekannt, dass infektiöse Atemwegserkrankungen spezifische flüchtige organische Verbindungen freisetzen können. Unsere Studie zeigt, dass Hunde diese flüchtigen organischen Verbindungen in verschiedenen Körperflüssigkeiten als Muster erkennen können.“

Professor Holger A. Volk, PhD, Klinik für Kleintiere der TiHo, sagte: „Alle wissenschaftlichen Mosaiksteinchen fügen sich nun zusammen und ergeben ein klares Bild: Der Geruchssinn des Hundes eignet sich hervorragend für die Erkennung von SARS-CoV-2-infizierten Personen. Zukünftige Studien im Feld sind nun notwendig, um zu zeigen, wie Hunde am besten eingesetzt werden können.“

Die Originalpublikationen
Jendrny, P., Twele, F., Meller, S. et al. Scent dog identification of SARS-CoV-2 infections in different body fluids. BMC Infect Dis 21, 707 (2021). https://doi.org/10.1186/s12879-021-06411-1
Jendrny, P., Twele, F., Meller, S. et al. Canine olfactory detection and its relevance to medical detection BMC Inffect Dis (2021) https://doi.org/10.1186/s12879-021-06523-8
First publication in the field: Jendrny, P., Schulz, C., Twele, F. et al. Scent dog identification of samples from COVID-19 patients – a pilot study. BMC Infect Dis 20, 536 (2020). https://doi.org/10.1186/s12879-020-05281-3

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Professor Holger Volk, PhD
Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover
Klinik für Kleintiere
Tel.: +49 511 953-6202
holger.volk@tiho-hannover.de

Professor Dr. Albert Osterhaus
Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses
Tel.: +49 511 953-6140
albert.osterhaus@tiho-hannover.de

Professorin Dr. Maren von Köckritz-Blickwede
Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses
Tel.: +49 511 953-8787
maren.von.koeckritz-blickwede@tiho-hannover.de

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