Využití psího čichu v lékařství u nádorových i nenádorových onemocnění


Dog’s olfactory system in medicine and human malignant or other diseases

The aim of the article is to discuss question if the dogs and their olfactory systems can detect various kinds of human malignant tumours. These scientific experiments and hypotheses started more than 20 years ago. There are referring studies focused on the topic and overview of their results and success rate of dog’s distinguishing ability, too. In special laboratory, dogs distinguish the scents from breath, tissues or other body fluids, from the cancer patients and healthy controls. The accuracy of detection was significant and does not depend on the phase of cancer or variety of malignity. All around the world the major part of studies are confirming that dogs are able to detect scent of tumour with high significant sensitivity and specificity. Concurrently these part is discussing field of study of electronic nose and using canine olfactory ability for distinguish another diseases.

Keywords:
human cancer – tumour – sniffer dog – canine – olfactory system – scent – dog training – detection


Autoři: D. Šubová ;  K. Azeem ;  H. Kollárová
Působiště autorů: Lékařská fakulta Univerzity Palackého v Olomouci, Ústav preventivního lékařství, přednostka: doc. MUDr. Helena Kollárová, Ph. D.
Vyšlo v časopise: Prakt. Lék. 2015; 95(2): 52-58
Kategorie: Přehledy

Souhrn

Ve světě je po vzoru ozbrojených a vojenských složek, kde psí čich hraje od nepaměti významnou úlohu při odhalování trestných činů, diskutována otázka, zda by psí čich bylo možné využít i v lékařství a zda by pes dokázal svým čichem detekovat různé druhy nádorového bujení u člověka. Na těchto otázkách a hypotézách začali vědci pracovat již před více než 20 lety. Ve speciálně zřízených laboratořích psi prostřednictvím svého čichu analyzovali vzorky dechu, kůže nebo tělesných tekutin od onkologických pacientů. Článek cituje studie, které popisují způsoby provádění tohoto výzkumu i s přehledem statisticky vyhodnocených výsledků úspěšnosti psů. Potvrdilo se, že psi jsou schopni správně detekovat vzorky od lidí se zhoubnou nemocí s významně vysokou senzitivitou i specificitou. Přesnost označení vzorků byla rovněž vysoká pro různé druhy rakoviny a současně nezáleželo na stadiu onkologického onemocnění. Oblast vědeckého vyhodnocení využití čichu psů pro účely diagnostiky a včasného odhalování onkologických onemocnění potřebuje ještě značný objem dalšího experimentování. Výsledkem by mělo být nalezení spolehlivého, laciného a neinvazivního prostředku k detekci zhoubných nádorů zejména v raném stadiu vývoje. Také je zmíněn výzkum elektronického nosu a rovněž využití čichu psů i pro rozlišování vzorků u jiných, tedy neonkologických onemocnění.

Klíčová slova:
nádorové onemocnění – pes – psí čich – studie – detekce – biologický materiál – detekce – senzitivita – specificita

ÚVOD

Otázkou využití čichových vlastností psů pro lékařské účely se vědci zabývají v několika různých částech světa již několik desetiletí. Experimentuje se mj. s laboratorním rozlišováním vzorků biologického materiálu od onkologických, ale i neonkologických pacientů. Psi svou přítomností nahrazují v různých činnostech asistenty u tělesně a mentálně postižených lidí, předpovídají příchod epileptických záchvatů a křečí, alarmují choroby srdce, upozorňují své majitele na kolísání hypoglykemie nebo mají funkci psychologické pomoci, dokonce i ve věznicích. Oblast canisterapie je také všeobecně známá. James Serpell v roce 1991 publikoval (15), že právě psi jsou schopni zabránit vážným zdravotním problémům. Současně se ukázalo, že i další druhy zvířat (kočky, koně, ptáci, králíci, apod.) mají diagnostickou a terapeutickou hodnotu pro člověka, ale jen pes byl zapojen do dalších a širších experimentů.

Vědecká oblast výzkumu, zejména ta, která vyvíjí a konstruuje přístroje pro lékařské účely, poukazuje na skutečnost, že pes je schopen označit nebo výrazně zareagovat na patrně těkavé látky, které člověk specificky produkuje při určitých nemocech. Analyzátory totiž mohou ze vzorků zjistit jen to, na co jsou nakalibrované. Zmíněná oblast pro vědce vždy zněla a zní jako zadání pro výzkum a experimenty; to znamená v tomto kontextu zjistit, co vlastně pes vnímá, cítí nebo označuje a jak by se tato jeho vrozená schopnost dala využít pro lidské zdraví. V České republice se však zatím žádný výzkum psího čichu pro účely lékařství neprovádí.

PSÍ ČICH A NÁDOROVÁ ONEMOCNĚNÍ

Opakovaně se na zahraničních akademických pracovištích potvrdilo, že psi jsou schopni správně detekovat zhoubné nádorové onemocnění u lidí s významně vysokou úspěšností. Stejně jako každá chemická sloučenina, tak i nádorová tkáň vykazuje svůj specifický pach. Prostřednictvím psího čichu se ve výzkumných centrech řeší studie zkoumající vzorky biologického materiálu. Jsou to konkrétně vzorky dechu, kůže nebo různých tělesných tekutin (krev, moč, stolice) odebrané od prokazatelně diagnostikovaných onkologických pacientů. Psi svým čichem rozpoznali časný nástup nádorového bujení nebo změn v těle člověka, kdy nemoc nebyla ještě zachytitelná jinými vyšetřovacími metodami. Psí nos má schopnost označit přítomnost nádorového onemocnění nebo patologickou změnu v organismu, kterou současné vyšetřovací postupy ještě nediagnostikovaly, ale které vznikají právě a skrytě v časných stadiích nemoci a které patrně mají značnou důležitost pro vývoj onemocnění. Čich psa má tedy schopnost současně označit jak známé pachy, na které jsou psi pro rozlišování cvičeni, ale současně pes vnímá a identifikuje i existenci dosud neznámých sloučenin. To jsou právě ty, které ve vzorcích biologického materiálu zůstávají zatím jako neznámé a nedetekovatelné současnými diagnostickými metodami. Z těchto důvodů je proto tak náročné připravit experimentální pokusy v oblasti medicíny, které by měly svou validitu a vypovídající hodnotu pro zavedení do reálné lékařské praxe, protože psi vzorky od nemocných pacientů pachově pouze nepárují a nepoužívají svůj čichový orgán výhradně tak, jak je po léta všeobecně známé v ozbrojených, civilních a záchranářských složkách.

Nádorová onemocnění pro stále narůstající trend a obtíže se včasnou diagnostikou jsou zařazena do této stále ještě experimentální činnosti. Metody současných záchytů nádorových onemocnění mohou být komplikované, invazivní, v každém případě pro pacienta vždy velmi zatěžující a jsou současně nákladné i po ekonomické stránce. Nalezení dalšího, nového, spolehlivého, levného a neinvazivního prostředku detekce onkologického onemocnění v raném stupni vývoje by bylo tudíž nesmírně významné.

Jednou z možností alternativní včasné diagnostiky v onkologii v rámci budoucí sekundární prevence, která však není ještě na území České republiky ani studována, ani prováděna a snad ani experimentálně plánována, je případné využití speciálně cvičených psů, kteří by svým čichem v laboratořích onkologických center rozlišovali vzorky biologického materiálu. Ve světě je již léta experimentováno se skutečností, že pes dokáže čichem detekovat různé pachy a rozliší konkrétní druhy nádorových onemocnění člověka, a to ze vzorků dechu, tkáně nebo různých tělesných tekutin. Zájem badatelů v této oblasti začal již před 20 lety, to když Williams a Pembroke v prestižním časopise Lancet v roce 1989 (17) publikovali skutečný případ, kdy pes vytrvale čichal k mateřskému znaménku na noze svého majitele a tímto upozorňoval pána na cosi důležitého. Byl to rodinný pes, který předtím nebyl vůbec cvičen, natož na pachové práce, a přesto svým neobvyklým chováním a vrozenou schopností svého čichu zachránil život svému pánovi. Psem označovaná léze se totiž později změnila na zhoubnou, což bylo následně potvrzeno testem. Vědci od té doby publikovali několik podobných případů detekce rakoviny kůže (tab. 1).

VALIDITA VÝSLEDKŮ

Vyhodnotit preventivní účinky pouhé přítomnosti psů na lidské zdraví matematickou metodou je pro obrovskou variabilitu faktorů nemožné. Ale to, že pes dokáže odhalit nádorové onemocnění ze vzorků tkáně, dechu a tělních tekutin nebylo překvapením, protože využití čichu psů je známo od nepaměti, například z odhalování trestné činnosti nebo při hledání obětí během katastrof apod., kde pes díky výborně vyvinutému čichovému orgánu a po speciálním výcviku zastává nepostradatelnou funkci pomocníka člověka. V této souvislosti bylo formulováno zadání: Vycvičit psy a využít jejich proslulou čichovou vnímavost k identifikaci časných stadií nádorových onemocnění a případně zjistit, která plemena psů mohou mít výraznější vrozenou schopnost k detekci pachů. Zde jsou „pachem“ míněny organické sloučeniny spojené s nádorovým bujením. Stejně jako každá chemická sloučenina, tak i nádorová tkáň, vykazuje svůj specifický pach, obsahující nádorově-specifické molekuly a buňky, organické sloučeniny, což jsou z chemického hlediska alkany, metylalkany, aromatické uhlovodíky, benzenové deriváty, čili sloučeniny detekovatelné a identifikovatelné pomocí plynového chromatografu, hmotnostního spektrometru nebo dalších analyzátorů. Na podkladě nádorového onemocnění, vznikají v organismu další sloučeniny, které se uvolňují z člověka do okolí. Patrně se vyskytují v lidském dechu, potu, moči, krvi, stolici, kůži nebo současně v celém těle. Na těchto otázkách a hypotézách začali vědci pracovat a následně byly publikovány studie, kdy ve speciálně zřízených laboratořích psi čichem analyzovali vzorky biologického materiálu. Potvrdilo se, že psi jsou schopní správně detekovat vzorky dechu, kůže nebo tělesných tekutin od lidí se zhoubným nádorovým onemocněním (tab. 1).

Čichové receptory psů jsou navázány přes sliznici na neuronové dráhy. To je výsledkem evolučního vývoje psů v rámci domestikace před 15 000 lety. Plocha čichového orgánu u psa je průměrně 140 cm2 (platí pro psa středního vzrůstu) oproti průměrným 10 cm2 u člověka, čili cca 200 milionů čichových receptorů u psa proti cca 5 milionům čicho-vých receptorů u člověka (8). Tato skutečnost potvrzuje možnost využití psů, resp. jejich čichového smyslu k rozlišování mezi pachy toho kterého druhu nádorového onemocnění člověka.

POSTUP PŘI ROZLIŠOVÁNÍ VZORKŮ PSÍM ČICHEM V LABORATOŘI

Pro experimentální testování záchytu nádorových onemocnění pomocí čichu psů jsou přesně definovány parametry laboratoře. Tyto tréninkové místnosti jsou přibližně velikosti 5 × 8 m, obvykle s přístupem denního světla, s kontrolovanou teplotou i vlhkostí vzduchu a s přesným stanovením používání čistících a dezinfekčních prostředků. Vzorky biologického materiálu mají při testování vždy teplotu místnosti, a to i ty, které byly dříve zamrazeny. Při vlastních experimentech, kdy se rozlišují sady vzorků, je přesně stanovena také poloha či pohyb psovoda v laboratorní místnosti a způsoby načichávání. Od člověka odebrané vzorky biologického materiálu se liší svou podstatou – vzorky dechu jsou ve speciálních tubách a vzorky tělních tekutin mají své další vhodné nosiče. Všechny variety těchto vzorků se na svých nosičích ještě vkládají do kontejnerů, přičemž tyto jsou v laboratoři rozmístěny buď přímo na zemi, nebo v určité výšce nad podlahou, ale v přesných vzdálenostech od sebe v lineární řadě nebo na kruhovém karuselu (obr. 1). Pes se nesmí dostat do přímého kontaktu se vzorky, a to z důvodů opakovatelnosti nebo pro použití stejných vzorků pro možnost následné série testů jiným psem. Denní trénink psů se skládá z předem stanoveného počtu pokusů fázově několikrát denně.

Rozlišení a označení pozitivního vzorku – pes označil pozitivní vzorek biologického materiálu v lineární řadě
Obr. 1. Rozlišení a označení pozitivního vzorku – pes označil pozitivní vzorek biologického materiálu v lineární řadě

Výcvikový plán je určen individuálně pro každého psa. Při tréninku psů se používá metoda pozitivního posilování na základě operantního podmiňování. Velice často je používán také klikr (pomůcka pro označení správného provedení úkonu) (12, 18). Výcvik je tedy veden bez stresujících faktorů či jiného nátlaku na psa a cvičení psů je výhradně založeno na odměně (jídlo nebo hračka). Co se týče plemen psů, na výběru rasy primárně nezáleží. Vybírají se buď psi v centrech ozbrojených složek, kde byli již dříve cvičeni k identifikaci drog nebo výbušnin, nebo se selekce děje ze skupin psů při prověřování jejich vrozených schopností. Tréninky probíhají vždy s pomocníky a pozorovateli. Při studiích se pak obvykle jedná o dvojitě zaslepené experimenty, vždy důkladně monitorované, včetně natáčení všech pokusů rozlišování na videozáznam s následným a důkladným statistickým vyhodnocením.

PŘEHLED EXPERIMENTŮ S PSÍM ČICHEM V LÉKAŘSTVÍ

Na výše zmíněnou kazuistiku amerických autorů Williams a Pembroke publikovanou v prestižním časopise Lancet z roku 1989 (17) navázala práce, která v této oblasti nalezla kladné a příznivé, i když skromné, výsledky. V USA v roce 2004 Carolyn M. Willis et al. cvičili šest kříženců k identifikaci vzorků nádorového onemocnění krve v sedmiúrovňovém rozlišení (19). Ve studii byly použity vzorky moči od 36 hospitalizovaných pacientů (23 mužů a 13 žen) s potvrzeným hematologicko-onkologickým onemocněním oproti 108 negativním vzorkům moči získaných od zdravých osob. Vzorky psi detekovali bezprostředně jednak v této „mokré“ formě, ale také po zmrazení a znovu při pokojové teplotě, tj. jako odpařenou moč na filtračním papíře. Psi označili pozitivní, tj. hledaný vzorek s úspěšností 41 % (tab. 1).

V roce 2004, opět z USA, pochází krátká zpráva Jamese S. Welshe (20) o kazuistice u rakoviny prsu. Rodinný pes označil kontaktně přímo místo, podobně jako u melanomu z první popsané kazuistiky z roku 1989 (17) (tab. 1).

Tab. 1. Chronologický přehled studií – onkologická onemocnění a rozlišování vzorků biologického materiálu psím čichem
Chronologický přehled studií – onkologická onemocnění a rozlišování vzorků biologického materiálu psím čichem

Američan Duane Pickel v roce 2004 (14) předložil srovnání výsledků označování vzorků melanomu v laboratoři ve srovnání s kontaktním označováním míst s lézemi přímo na těle člověka. Při přímém kontaktu člověk – pes však bylo z etických důvodů experimentováno se zdravými lidmi, na jejichž těla byly umístěny bandáže se zasaženou tkání od skutečných pacientů a bandáže bez obsahu nádorové tkáně. Tyto bandáže byly psu viditelné a také skryté. Do studie bylo zahrnuto sedm vzorků od pacientů s biopsií potvrzenou diagnózou melanomu. Vzorky rozlišovali dva psi. Výsledky potvrdily shodu procentuální úspěšnosti při označování psím čichem v laboratoři a při přímém kontaktu s člověkem. Práce potvrdila, že zhoubná tkáň vykazuje specifický pach odlišitelný od zdravé tkáně (tab. 1).

V roce 2006 v Kalifornii publikoval Michael McCulloch (5) výsledky trénování psů k identifikaci pachu karcinomu plic a prsu ze vzorků dechu od pacientů s uvedenými nemocemi. Vzorky vydechovaného vzduchu byly pečlivě odebírány tak, že jedinec 3–5krát vydechl do speciální tuby, která byla vložena do standardizovaného pytlíku. Rozlišovalo celkem 13 psů a studie trvala 6 měsíců. Experiment byl dvojitě zaslepený a jednalo se o 100 pokusů rozlišování za den. Vyšetřena byla skupina 55 nemocných s karcinomem plic (35 mužů a 20 žen) a 31 pacientů s karcinomem prsu (jeden muž a 30 žen) oproti kontrolní skupině 83 dobrovolníků. Bylo prokázáno, že psi přesně označují pach dechu u pacientů s karcinomem plic se specificitou a senzitivitou souhlasně okolo 99 %, přičemž výsledky byly srovnány s konvenční bioptickou diagnózou. Vzorky karcinomu prsu vykázaly specificitu 98% a senzitivitu okolo 88 %. Významným výstupem této studie byly hodnoty senzitivity a specificity překvapivě podobné u všech čtyř stadií obou typů nádorových onemocnění. Tato pilotní práce tedy znovu ukázala oprávněnost užití biologického systému ke zkoušení vydechovaného vzduchu při diagnostice a identifikaci nádorových onemocnění plic a prsu prostřednictvím psího čichu (tab. 1).

V Kalifornii byl v roce 2008 pod vedením Roberta T. Gordona proveden výzkum u pacientů s karcinomem prsu a prostaty (9). Do studie byly použity vzorky moči od 62 osob s karcinomem plic a od 188 zdravých jedinců jako kontrolní soubor. U celkem 57 pacientů s karcinomem prostaty byly vyšetřovány vzorky moči a srovnávány se souborem 186 kontrolních zdravých osob. Pro identifikaci bylo trénováno celkem deset psů. Autoři ve studii zmiňují limitaci v managementu vzorků a také u protokolu o výcviku psů (tab. 1).

Také v roce 2008 publikoval György Hortvath švédskou studii (10) o karcinomu vaječníků. V jedno- a v dvojitě zaslepeném pokusu byla senzitivita 100 % a specificita 97,5 %. Testování se účastnilo 31 žen, resp. byly použity vzorky 31 různých histopatologických typů a fází karcinomu vaječníků. Odebraná tkáň byla pro vlastní detekci zmrazena a pro detekci psím čichem byla použita znovu rozmrazená na pokojovou teplotu. Rozlišoval jeden pes. Celkem bylo testováno 100 vzorků v jednoduše zaslepené studii a také 100 vzorků ve dvojitě zaslepené studii (tab. 1).

V roce 2010 opět ve Švédsku znovu trénoval psy György Hortvath (11) k detekci karcinomu. Ve dvojitě zaslepené studii byli psi schopní správně detekovat všechny pozitivní vzorky od normálních tkání se 100% senzitivitou a s 97,5% specificitou. Dokonce bylo prokázáno i rozlišení karcinomu vaječníků od jiného zhoubného onemocnění gynekologické podstaty se senzitivitou 100 % a specificitou 97 %. Biologickým materiálem byla tkáň a krevní plazma od 40 pacientek. Rozlišovali dva psi. Uvedené závěry měly dopad na další trénink psů pro detekci karcinomu a současně pro potřeby dalšího zkoumání (tab. 1).

V roce 2011 Ital Jean-Nicolas Cornu (4) si dal za úkol vyhodnotit účinnost detekce karcinomu prostaty z lidské moči a zjistit, zda psím čichem označené organické proměnlivé sloučeniny v moči mohou být biomarkery nádorového bujení. Nalezená senzitivita a specificita zde vykázala shodně 91 %. Během experimentu pes jako pozitivní označil 3krát vzorky od osob z kontrolní skupiny. Tato tři pozitivní označení byla původně v experimentu vyhodnocena jako chybná. Avšak z kontrolních důvodů byly tyto zdánlivě tři „špatné“ případy znovu biopticky posouzeny na karcinom prostaty. Nově a překvapivě se u jednoho pacienta prokázalo, že výsledkem následného opakování bioptického vyšetření byla opravdu diagnostikována přítomnost karcinomu prostaty. Zbývající dva vzorky byly falešně pozitivní. Studie zahrnovala 33 mužů s biopsií potvrzeným karcinomem prostaty a 33 opět biopticky vyšetřených mužů, ale podle výsledku vyšetření zdravých osob. Celkový počet vzorků moči pro testování byl 108, z toho 26 s prokázaným karcinomem prostaty a 16 kontrolních vzorků. Tyto vzorky od všech 66 mužů byly označovány ve dvojitě zaslepeném pokusu. Vzorky rozlišoval jeden pes (tab. 1).

Předchozí studie ukázaly, že pes rozliší i stadia zhoubného bujení v těle člověka, ale Jean-Nicolas Cornu (4) a následně i Giuseppe Lippi (13) navíc poukázal i na další skutečnost, kdy při detekci pachu karcinomu prostaty má pes schopnost současně označit i existenci dosud neznámých sloučenin. To vše odráží existenci specifického pachu vázaného jednak na karcinom prostaty a dále korespondujícího s rozličnými proměnlivými organickými sloučeninami. Dosud neznámé látky by mohly zkompletovat metabolické studie a stanovení těkavých molekul karcinomu prostaty.

V roce 2011 Hideto Sonoda (16) publikoval výsledky svého výzkumu v Japonsku u pacientů se zhoubným nádorovým onemocněním tlustého střeva. Pro testování byly použity vzorky dechu a vodného roztoku stolice. Studie ukázala, že pro karcinom specifické sloučeniny mohou cirkulovat v celém těle a označování vzorků psy nebylo ovlivněno aktuálním kouřením, nezhoubnou nebo jinou zánětlivou nemocí v tlustém střevě. Ve srovnání s kontrolní skupinou, která byla ověřena prostřednictvím kolonoskopie, byla u těchto pacientů s kolorektálním karcinomem senzitivita označení psy u vzorků vydechovaného vzduchu 91 % a specificita 99 %. U vzorků vodné stolice těchto stejných pacientů byla senzitivita označení psím čichem 97 % a specificita 99 %. Přesnost označení vzorků byla významně vysoká i pro časná stadia karcinomu tlustého střeva. U vydechovaného vzduchu byl počet vzorků 33 od pacientů s prokázaným karcinomem tlustého střeva a pro kontrolní soubor bylo získáno 132 vzorků stolice od zdravých dobrovolníků bez předchozího onkologického nálezu. Dalších 37 vzorků vydechovaného vzduchu pocházelo od pacientů s prokázaným karcinomem tlustého střeva a k nim se přiřadila skupina 148 vzorků vydechovaného vzduchu od kontrolních zdravých dobrovolníků. Testování prováděl jeden pes (tab. 1).

V roce 2012 Němec R. Ehmann (6) publikoval svou studii, kdy testoval vzorky dechu od pacientů s karcinomem plic pomocí psího čichu. Jednalo se o dvojitě zaslepenou studii, dělenou na tři skupiny. Dvě skupiny vykazovaly onemocnění plic a jedna skupina byla bez přítomnosti nemoci. Karcinom plic byl identifikován s celkovou senzitivitou okolo 71 % a specificitou okolo 93 %. Detekce karcinomu plic byla závislá od existence chronické obstrukční pulmonární nemoci a rovněž od přítomnosti tabákového kouře a pachu z jídla. Dalším experimentálním krokem byly identifikovány dva užívané léky jako potenciální odchylka. Bylo potvrzeno, že odolné nebo specifické proměnlivé organické sloučeniny jsou součástí dechu pacientů s karcinomu plic. Byly testovány vzorky vydechovaného vzduchu od 220 dobrovolníků, u kterých bylo jak potvrzeno onemocnění plic, tak zde byly vzorky i od zdravých osob. Celkem 60 vzorků bylo od osob s diagnostikovaným karcinomem plic, 50 vzorků od pacientů s potvrzenou chronickou obstrukční pulmonární nemocí a jako kontrola bylo do testování zahrnuto 110 vzorků vydechovaného vzduchu od zdravé skupiny z řad dobrovolníků. Vzorky vydechovaného vzduchu byly uzavřeny ve speciálních vzduchotěsných skleněných tubách, do kterých osoba 5krát vydechla. Rozlišování prováděli čtyři psi (tab. 1).

V roce 2013 ve Velké Británii Leon Frederick Campbell (3) referoval o další kazuistice melanomu. Rodinný pes upozornil svého pána na lézi na hlavě (tab. 1).

V roce 2014 Kewin R. Elliker (7) publikoval dvojitě zaslepenou kontrolovanou studii. Pro testování byla stanovena moč. Zahrnuto bylo 50 pacientů s karcinomem prostaty oproti kontrolnímu souboru s 67 prokázanými negativními vzorky. Pro rozlišování byli použiti dva psi. Rozlišování mělo svůj protokol a sestávalo ze sad testů v různých návaznostech. Výsledná senzitivita byla 13–25%, specificita 71–75% (tab. 1).

V Norsku byla v roce 2014 Tore Amundsenem (1) publikována studie, kdy byli psi využiti pro včasný záchyt nádorového onemocnění při rozlišování vzorků vydechovaného vzduchu a moči u karcinomu plic u předem nevybíraných pacientů, tj. u lidí, u nichž bylo pouze podezření na karcinom plic. Senzitivita zde byla 99% u rozlišení přítomnosti nemoci od zdravých kontrol. Pro různorodou populační skupinu, kdy u některých pacientů bylo pouze podezření na zhoubné bujení, byla pro vzorky vydechovaného vzduchu i moči senzitivita od 56 % do 76 % a specificita od 8,3 % do 33,3 %. Tato studie poukázala na důležitost výběru skupiny testovaných osob a na stanovení managementu testů do budoucna. Ukázaly to zejména výsledky specificity, protože do testů byli zahrnuti pacienti jak s prokázaným nádorovým onemocněním plic, tak právě v kombinaci se subjekty s pouhým podezřením na nějaké onemocnění plic (tab. 1).

PSÍ ČICH A NENÁDOROVÁ ONEMOCNĚNÍ

Dalším potvrzením o prověření čichových schopností psů v lékařství byl článek Holanďanky Marije Kristianne Bomers publikovaný v roce 2012 v časopise BMJ (2). Měl jedno unikum: Byla to zcela první publikovaná studie o detekci přítomnosti bakterie jinak než laboratorním vyšetřením. Přímo v nemocnici v Amsterdamu pes detekoval ve stolici pacientů přítomnost bakterie Clostridium difficile, tedy patogenu, který je původcem závažných nozokomiálních infekcí. Včasné a rychlé zjištění této bakterie je velice důležité k prevenci a léčbě, protože kmen při přemnožení uvolňuje nebezpečné toxiny a způsobuje akutní průjmy, těžké střevní záněty, ba dokonce i smrt. Pro testy pomocí psího čichu bylo připraveno 100 vzorků stolice, z toho 50 s laboratorně potvrzeným pozitivním nálezem na přítomnosti bakterie Clostridium difficile a 50 vzorků s negativním nálezem. Pes jako „pozitivní“ označil všech 50 vzorků ze skupiny s potvrzenou přítomností bakterie a potvrdil 47 negativních vzorků (z 50 celkem) z kontrolní skupiny. Lze tedy jen spekulovat, že psí nos označil opět cosi více, než ukázalo laboratorní vyšetření. Pes označoval vzorky stolice se senzitivitou 100 % a specificitou 94 %.

Velikou předností použití čichu psů pro identifikaci pozitivních nálezů je zejména rychlost získání výsledků. Oproti leckdy dlouhému času, někdy i několika dnů, nezbytného pro kultivaci kmenů bakterií v laboratoři, pes dokáže bakterie odhalit za méně než 10 minut. V souvislosti s možností okamžitého zahájení cílené léčby na základě výsledků detekce psím čichem jsou výsledky pádným argumentem pro další výzkumná ověřování a plánování budoucích záměrů, experimentů a studií s psím čichem.

DISKUZE

Výše uvedené studie naznačily, že je opravdu možné vhodným tréninkem psů vytříbit jejich schopnost rozlišení a označení nádorové tkáně. Bylo by však neuvážené spoléhat na psí čich jako na diagnostický nástroj nádorových onemocnění, protože ne veškeré zkoumání mělo pozitivní výsledky. Byly také publikovány experimenty s nejasnými výsledky, například když psi jako pozitivní označili vzorek od lidí s pachem vzniklým případně z jiného onemocnění, myšleno ze zánětu nebo s původem různé metabolické produkce. Ovšem všeobecně platí, že při vzniku a růstu maligního nádoru se produkuje v těle nespočet rozličných sloučenin a těkavých látek, které lze analyticky detekovat a vyhodnocovat. Ať již přístrojově nebo experimentálně a alternativně prostřednictvím psů.

V Německu v roce 2012 popsal R. Ehman (6) další paralelní výzkum inspirovaný nedozírnou schopností psího čichu. Ve své práci hodnotil výzkum, který probíhá již od roku 1982, kdy se vědci snaží o vývoj tzv. elektronického nosu. Diskutoval rovněž, zda-li by se tento elektronický přístroj s pracovním názvem „elektronický nos“ mohl zařadit mezi neinvazivní a levné nástroje k identifikaci nádorů a vycházel ze skutečnosti, že z chemického hlediska nádorové buňky produkují typické těkavé sloučeniny. Vývoj elektronického nosu je však limitován tím, že přístroj je zatím schopen reagovat na již známé a zadané látky. Čichový aparát psů může být využit k časné detekci i jiných nenádorových onemocnění, které jsou také charakterizovány specifickým pachem. Může se jednat o infekce močových cest, gastroenterologické nemoci (včetně Helicobacter pylori), diabetes, psychické či endokrinologické nemoci, dále onemocnění štítné žlázy, jícnu, cirhózy, sinusitidy, alkoholismu, a možná také mnoho dalších. Výstupem by mohlo být nalezení účinné, současně levné a dostupné strategie pro včasnou diagnostiku celé řady onemocnění. Úspěšnost rozlišování pachů, publikovaná ve studiích, nahrává cvičeným psům, resp. jejich bystřeného čichu pro využití i v lékařství.

ZÁVĚR

O tom, že oblast rozlišování vzorků biologického materiálu psím čichem je opravdu diskutované téma, svědčí skutečnost, že příslušné studie byly publikovány v prestižních časopisech: Lancet, Science, BMJ, BMC Cancer, BMC Urology, European Respiratory Journal, European Urology, Gut, Integrative Cancer Therapies, The Journal of Alternative and Complementary Medicine, Applied Animal Behaviour Science a další (tab. 1). Současně se publikují další články a studie o genetickém uspořádání čichového aparátu psa, o využití psího čichu také u nenádorových či civilizačních nemocí nebo o dalších využitelných schopnostech psů, resp. zvířat. V této oblasti se nejedná jen o oblast lékařství či biomedicínského zaměření, ale zájem na výzkumu mají potřeby rovněž ozbrojené složky.

Jak je patrné, oblast vědeckého vyhodnocení využití čichu psů pro účely případného včasného záchytu nádorových onemocnění člověka potřebuje ještě další výzkumné úsilí. Ideálním výsledkem pak bude vytvoření standardizovaných metod práce provedených na vysokém počtu účastníků a rozšíření této metody u různých druhů nádorových onemocnění. V neposlední řadě by bylo ideální prověřit nádorové bujení komplexně vždy u jednoho pacienta, tj. provést detekci přítomnosti určitých, pro nádorová onemocnění typických sloučenin současně ze vzorků dechu, kůže a tělních tekutin. Také je nutné stanovit způsob sběru souborů vzorků, jejich skladování a doručování na místa testování, určit společnou metodiku trénování psů a předejít případným omylům při používání srovnatelných kontrolních vzorků.

Práce byla podpořena grantem „Secondary prevention for cancer in a general practitioner’s office in the Czech Republic“ nadace Vaduz.

Střet zájmů: žádný.

ADRESA PRO KORESPONDENCI:

RNDr. Dana Šubová, Ph.D.

Ústav preventivního lékařství LF UP

Hněvotínská 3, 775 03 Olomouc

e-mail: dana.subova@upol.cz


Zdroje

1. Amundsen T, Sundstrom S, Buvik T, et. al. Can dogs smell lung cancer? First study using exhalted breath and urine screening in unselected patients with suspected lung cancer. Acta Oncologica 2014; 53(3): 307–315.

2. Bomers MK, van Agtmael MA, Luik H, et al. Using a dog’s superior olfactory sensitivity to identify Clostridium difficile in stools and patients: proof of principle study. BMJ 2012; 345: e7396.

3. Campbell LF, Farmery L, George SCG, et al. Canine olfactory detection of malignant melanoma. BMJ Case Report 2013 [online] [cit. 2014-04-23]. Dostupné z: http://casereports.bmj.com/content/2013/bcr-2013-008566.full.pdf.

4. Cornu JN, Cancel-Tassin G, Ondet V, et al. Olfactory detection of prostate cancer by dogs sniffing urine: a step forward in early diagnosis. Eur Urol 2011; 59(2): 197–201.

5. McCulloch, M, Jezierski, T, Broffman, M, et al. Diagnostic accuracy of canine scent detection in early- and late-stage lung and breast cancers. Integrative Cancer Therapies 2006; 5(1): 30–39.

6. Ehmann, R, Boedeker, E, Friedrich, U, et al. Canine scent detection in the diagnosis of lung cancer: revisiting a puzzling phenomenon. Eur Respir J 2012; 39(3): 669–676.

7. Elliker RK, Sommerville BA, Broom DM, et al. Key considerations for the experimental training and evaluation of cancer odour detection dogs: lessons learnt from a double-blind trial of prostate cancer detection. BMC Urol 2014; 14: 22. Dostupné z: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3945616/pdf/1471-2490-14-22.pdf.

8. Findejs J. Nedostižitelný čich psa. [on line] [cit. 2014-04-23]. Dostupné z: http://enssonbohemia.cz/index.php?option=com_content&task=view&id=148.

9. Gordon RT, Schatz CB, Myers LJ, et al. The use of canines in the detection of human cancers. J Altern Complement Med 2008; 14(1): 61–67.

10. Horvath G, Järverud GA, Järverud S, et al. Human ovarian carcinomas detected by specific odor. Integr Cancer Ther 2008; 7(2): 76–80.

11. Horvath G, Andersson H, Paulsson G. Characteristic odour in the blood reveals ovarian carcinoma. BMC Cancer 2010; 10: 643.

12. Jezierski,T, Górecka-Bruzda A, Walczak M. Operant conditioning of dogs (Canis familiaris) for identification of humans using scent lineup. Anim Sci Pap Rep 2010; 28(1): 81–93.

13. Lippi G, Cervellin G. Canine olfactory detection of cancer versus laboratory testing: myth or opportunity? Clin Chem Lab Med 2012; 50(3): 435–439.

14. Pickel D, Manucy PG, Walker DB, et al. Evidence for canine olfactory detection of melanoma. Appl Anim Behav Sci 2004; 89(1–2): 107–116.

15. Serpell J. Beneficial effects of pet ownership on some aspects of human health and behaviour. J R Soc Med 1991; 84(12): 717–720.

16. Sonoda H, Kohnoe S, Yamazato T, et al. Colorectal cancer screening with odour material by canine scent detection. Gut 2011; 60(6): 814–819.

17. Williams H, Pembroke A. Sniffer dogs in the melanoma clinic? Lancet 1989; 8640: 734.

18. Williams M, Johnston JM. Training and maintaining the performance of dogs (Canis familiaris) on an increasing number of odor discriminations in a controlled setting. Appl Anim Behav Sci 2002; 78(1): 55–65.

19. Willis CM, Church SM, Guest CM, et al. Olfactory detection of human bladder cancer by dogs: proof of principle study. BMJ 2004; 329(7468): 712.

20. Welsh JS. Olfactory detection of human bladder cancer by dogs: another cancer detected by „pet scan“. BMJ 2004; 329(7477): 1286–1287.

Štítky
Praktické lékařství pro děti a dorost Praktické lékařství pro dospělé

Článek vyšel v časopise

Praktický lékař

Číslo 2

2015 Číslo 2

Nejčtenější v tomto čísle

Tomuto tématu se dále věnují…


Kurzy

Zvyšte si kvalifikaci online z pohodlí domova

Diabetická neuropatie a její léčba
nový kurz
Autoři: MUDr. Michal Dubský, Ph.D.

Mnohočetný myelom: Úvodní léčba netransplantovatelných pacientů
Autoři:

Proč v prevenci zubního kazu kartáček nestačí?
Autoři: doc. MUDr. Romana Koberová – Ivančaková, CSc.

Hypersenzitivita dentinu jako příznak poškození tvrdých zubních tkání
Autoři: MUDr. Erika Lenčová, Ph.D.

Cesta pacienta s CHOPN
Autoři: doc. MUDr. Vladimír Koblížek, Ph.D.

Všechny kurzy
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se