Собаки чувствуют рак у людей как

Если собаки могут чувствовать рак, почему их не используют при диагностике болезни?

Благодаря своему развитому нюху собаки могут чувствовать запах пораженных раком клеток в человеческом теле. Таким образом, их можно научить проводить диагностику людей, которые находятся в группе риска, что может принести много пользы, учитывая, что эта процедура, в отличие от традиционных методов, будет неинвазивной. Однако подобной практики в мире нет, что заставляет задаться вопросом: если собаки действительно могут диагностировать рак, почему не использовать это умение?

Острый нюх

Если коротко, то собаки хорошо проявляют себя в ситуациях, когда им приходится помогать правоохранительным органам искать кого-то по запаху или же принимать участие в поисково-спасительных операциях. Однако обнюхивание тысяч образцов тканей, из которых только небольшое количество может быть поражено раком, является более сложной работой для собак. Для обучения таких собак нужно потратить много времени и сил, но, даже несмотря на усиленную подготовку, животные все еще могут диагностировать раковые опухоли неправильно, если в этот день им что-либо будет мешать.

Но это еще не значит, что собаки не могут быть полезными исследователям, которые пытаются разработать искусственные инструменты для скрининга, способные определить запах рака. Ученые уже выяснили, что раковые клетки отличаются уникальным запахом, но они еще не смогли определить конкретных соединений, которые за это отвечают.

Как собаки могут помочь исследователям

С одной стороны, собаки могут помочь ученым выявить специфический запах рака, если давать им нюхать определенные раковые образцы, а затем медленно удалять из них соединения. Когда собака перестанет реагировать на образец, из которого были удалены некоторые компоненты, ученые смогут понять, что соединение, которое было извлечено из образца, является специфическим для рака, объясняет доктор Хилари Броди, профессор кафедры отоларингологии в Калифорнийском университете. Затем исследователи должны будут сделать анализ этих отдельных компонентов и создать биохимические тесты, необходимые для диагностики пациентов.

Многие собаки действительно способны чувствовать рак у людей, но этот показатель не является общим для всего вида, поэтому их нельзя будет использовать для прямой диагностики пациентов.

Первый случай диагностики

В 1989 году в британском журнале The Lancet был опубликован первый отчет о способности собак чувствовать рак. В отчете было описано, как собака ежедневно проводила несколько минут, обнюхивая появившееся пятно на коже бедра своей хозяйки, и даже попыталась укусить это место, когда женщина носила шорты. Ей это показалось странным, и она обратилась к врачу, который диагностировал злокачественную меланому.

Таким образом, собака спасла жизнь своей хозяйки, своим поведением заставив ее обратиться к врачу, когда меланома была на ранней стадии, и ее можно было излечить.

Затем появились другие свидетельства того, что собаки могут чувствовать злокачественную меланому, но только в 2006 году были опубликованы результаты высококачественных двойных слепых исследований, говорит доктор Клаус Хакнер, врач в госпитале Кремс в Австрии. Особенность двойных слепых исследований в том, что ни собаки, ни их дрессировщики не знали, какие образцы были раковыми.

Летучие органические соединения

Вскоре было проведено огромное количество исследований, которые доказали, что собаки могут чувствовать специфические виды рака. Для этого им нужно было обнюхать такие биологические образцы, как дыхание человека или его моча. Это удавалось благодаря тому, что любые клетки, в том числе и раковые, выделяют летучие органические соединения (ЛОС). По словам Хакнера, каждый тип рака, вероятно, имеет отчетливые ЛОС, благодаря чему раковые клетки отличаются по запаху от здоровых.

В носу собаки насчитывается более 220 миллионов рецепторов, ответственных за запах, что делает их отличными животными для определения того, как пахнут болезни. Для сравнения, в носу человека таких рецепторов не более 5 миллионов.

Проблемы с собаками

По словам Хакнера, чтобы обучить одну собаку распознавать запах конкретного вида рака, нужно потратить примерно 6 месяцев. Тем не менее в ходе многих исследований использовался принцип диагностики, который работает в лабораторных условиях, но не в реальном мире. Собакам часто давали нюхать пять образцов, и нужно было определить среди них один раковый. Но в действительности собака может определить четыре раковых образца из тысячи, и это зависит от типа рака.

Если ни собака, ни человек, который с ней работает, не знают, какие образцы являются злокачественными, дрессировщик не может поощрять животное, когда оно делает правильный выбор.

Хакнер говорит, его исследование провалилось именно из-за того, что не был учтен этот основной момент. Результаты его работы были опубликованы в 2016 году в журнале Journal of Breath Research. Даже когда собака находила раковый образец, ей не давали никакого поощрения, поскольку сам дрессировщик не знал, правильный этот результат или нет. В результате такая работа была напряженной как для собак, так и для их дрессировщиков.

Ситуацию можно исправить, если дрессировщик будет знать, какой образец в выборке является раковым, и сможет давать собаке вознаграждение, чтобы она не скучала после обнюхивания тысячи нечетких образцов от пациентов.

Самочувствие и настроение животных

Но даже если изменить это условие исследований, собаки все-равно не смогли бы проводить скрининг пациентов. Необходимо потратить огромные ресурсы, чтобы обучить даже одну собаку распознавать многие виды рака, которые могут развиваться в теле человека. Кроме того, хотя современные методы для диагностики рака и не являются совершенными, врачи, по крайней мере, знают, насколько точно работают различные тесты и по какой причине могут происходить ложные срабатывания. Но если скрининг будут проводить собаки, причины ложных срабатываний будут зависеть от каждого конкретного животного. Кроме того, собаки могут заскучать, чувствовать голод, быть в плохом настроении (точно так же, как и люди). Это значит, что дрессировщикам придется тщательно следить за их настроением и самочувствием на протяжении всего цикла диагностики.

Электронные носы

Однако собаки оказались незаменимыми помощниками для исследователей при создании и усовершенствовании биохимических гаджетов, известных как электронные носы, которые могут обнюхать пациентов и поставить диагноз. С помощью этих гаджетов уже сейчас можно диагностировать определенные болезни, но благодаря собакам их можно сделать более чувствительными и применять для скрининга большего количества проблем со здоровьем.

Преждевременные заявления

В одном исследовании Броди и его коллеги изучали, могут ли собаки обнаруживать летучие органические соединения у пациентов с раком головы и шеи. Для этого им нужно было обнюхать образцы дыхания пациентов. Но исследователям пришлось свернуть проект, после того как дрессировщица собак еще до получения результатов заявила, что ее животные могут чувствовать рак.

«Мы не хотели быть с этим связаны, — сказал Броди. — Мы хотели доказать, что собаки могут почувствовать рак, а не сначала заявить об этом, и только потом доказывать. Наука должна быть на первом месте».

Источник

Собаки – детекторы раковых опухолей

Автор Баскина Софья Статья впервые опубликована в журнале Мой Друг Собака №8-2010
В 1989 году в журнал Lancet пришло письмо от двух ученых Вильямса и Пемброка, которые предлагали обсудить интересный случай: женщина заметила, что ее собака проявляет необычайное внимание к пигментному, как ей казалось, пятнышку у нее на коже. Анализ клеток с этого пятнышка показал, что это ничто иное как злокачественная меланома, другое название которой – «черный рак».

Вслед за публикацией письма в Lancet, стали появляться аналогичные сообщения о случаях, когда собаки проявляли необычное поведение, чувствуя рак крови, легких, простаты или яичников у своих хозяев, причем на самых ранних стадиях развития опухолей.Чем раньше становится известно о том, что человек болен, тем больше шансов его спасти. В современной медицине существуют методы, которые позволяют ставить точный диагноз на ранних стадиях болезни – это рентгеновская компьютерная томография (CT), магнитно-резонансная томография (MRI), позитронно-эмиссионная томография (PET). Однако они очень дороги и в некоторых случаях сами представляют риск для здоровья человека. Рентгеновская компьютерная томография, например, связана с радиационным излучением и если его назначают несколько раз, то у врачей возникают сомнения – не метод ли диагностики вызвал перерождение доброкачественной опухоли в злокачественную[5]. Есть и более безопасные методы, но они не так точны и зачастую не позволяют выявлять болезнь на ранних стадиях. Поэтому новость о том, что собаки возможно способны по запаху замечать развитие раковой опухоли, была воспринята исследователями с воодушевлением.

Воодушевления хватило на 531 работу из которых только 11 были доведены до полностью законченной научной публикации [5]. Эти цифры говорят не о лености ученых, это нормальная скорость для науки, тем более, что исследователям предстояло и еще предстоит в будущем ответить на множество жизненно важных вопросов.

Какие собаки могут стать детекторами рака?

К сожалению, не во всех научных статьях сообщается о том, каких именно собак обучали распознавать рак. Интересно, впрочем, что в большинстве случаев это были собаки-домашние любимцы, чьи хозяева жили неподалеку от больниц или университетов, в которых проводилось исследование. Только в одном исследовании привлекали владельцев спортивных собак, чемпионов по послушанию. В работах, где были получены самые высокие результаты, ученые использовали золотистых ретриверов, лабрадоров, португальских водяных собак, ризеншнауцера и миттельшнауцера [3,4,6]. В работах, где собаки не способны были «поставить диагноз», ученые скромно умолчали о породной принадлежности питомцев, тем более, что в одной из работ это были собаки, принадлежавшие тренерам [2].

Как обучать собак?

Во всех случаях ученые использовали для обучения собак «кликер-тренинг». В нем собака обучается методом «проб и ошибок». Дрессировщик наблюдает за ней и в тот момент, как она делает нужное движение, он щелкает кликером и затем дает лакомство. Щелчок кликера как указка показывает собаке за какое именно действие ее хозяин даст ей лакомство. Если собака ошибается, ее не поправляют, но и не поощряют.

Последовательность обучения обычно такая: перед собакой раскладывают несколько предметов, обычно намертво закрепленных или очень тяжелых, чтобы у собаки не возникло желания их хватать или играть с ними. Среди этих предметов помощник кладет небольшую тряпочку, которую дрессировщик до этого держал в руках. Собака с небольшого расстояния наблюдает за этим, дрессировщик стоит рядом с ней. Потом он дает собаке понюхать свою ладонь и дает ей команду «Ищи!». Он бежит вместе с собакой к предметам. Обычно собака, учуяв знакомый запах, останавливается и начинает с интересом нюхать тряпочку. В этот момент дрессировщик щелкает кликером и дает собаке лакомство. Через несколько повторений дрессировщик, после щелчка кликера и дачи лакомства, начинает усаживать собаку возле тряпочки, снова щелкает и снова дает лакомый кусочек. Получается, что каждый раз, когда собака нашла тряпочку с запахом, она получает два кусочка – за то, что нашла, и за то, что села.

После многих повторов собака, найдя тряпочку, начинает время от времени сама садиться рядом с ней, а потом уже делает это каждый раз. Тогда дрессировщик посылает ее искать с небольшого расстояния, а сам не торопится бежать за ней. Если она нашла тряпочку и села, то он щелкает ей кликером, а затем подходит и дает лакомство.

Следующий этап – среди неподвижных предметов кладут тряпочку, пропитанную каким-либо незнакомым собаке запахом. Такой же образец – в руках дрессировщика. Он предлагает ей понюхать образец, затем дает команду «Ищи!» и поощряет, если она сядет рядом с искомой тряпочкой. Если собака освоилась на этом этапе, то ей предлагают выбрать среди нескольких тряпочек, лишь одна из которых обладает тем же запахом, что и образец в руках дрессировщика.

На последнем этапе собаку обучают выбирать по запаху не только тряпочки, но и другие предметы. При обучении собак-детекторов рака это были фильтровальные бумажки или губки в банках Петри, пробирки с жидкостью и пр. Впрочем собаки любят нюхать от природы, и делают это с удовольствием, не только ради поощрения. В одном из исследований собаки раз за разом указывали на одну пробирку среди прочих, хотя им не давали поощрения за это. Пробирка содержала мочу здорового, как полагали ученые, человека. Настойчивость животных заставила врачей тщательнее обследовать человека и, к несчастью, оказалось, что правы были собаки.

Кликер-тренинг использовали для обучения всех собак–детекторов во всех исследованиях, но длительность и режим занятий различались очень сильно. Невозможно сказать, как это отразилось на результатах. Например, тренируя собак в течении 3 недель ежедневно и устраивая им короткие занятия по 20 раз в день, американские ученые получили очень высокие результаты. Такого же уровня достигли шведские ученые, занимаясь с собаками в течение года. Тренировки по 4-7 месяцев от 1 до 7 раз в неделю были практически безрезультатными, например, когда собаки делали правильный выбор лишь в 18% случаев. Однако нужно заметить, что и способы приготовления образцов запаха в этих работах существенно различались, а это могло сказаться на результатах сильнее, чем режим тренировок.

Не «лжет» ли собака?

Чтобы избежать ошибок в обучении собак кинологи используют «двойной слепой метод».

Все мы знаем, насколько внимательны собаки к лицу своего хозяина, к самым малейшим движениям своего дрессировщика. Бывает, что они выбирают образец не по запаху, а угадывая желание своего хозяина. Чтобы избежать таких ошибок кинологи используют «двойной слепой метод». В этом случае ни дрессировщик, ни наблюдатель не знают, какой из образцов, выбранных собакой, правильный, это выясняется после того, как собака прошла серию опытов. Закладывает образец «подозрительного» запаха и контрольные образцы (взятые от здоровых людей) человек, который не присутствует при тренировке и работе собаки. Тогда никто не может «подсказать» собаке и можно быть уверенным, что если она сделала правильный выбор, то сделала его благодаря своему нюху, а значит ее выбору можно доверять. Из 11 работ по определению собаками раковых опухолей только в 2 был использован двойной слепой метод [3,4].

Какие опухоли распознают собаки?

Только в одной работе собак тренировали определять по запаху рак крови. Образец приготавливали так: мочу пациента с известным диагнозом высушивали, затем снова разводили. Раствор наносили на фильтровальную бумагу. Точность, с которой собаки определяли запах ракового больного была всего 41% [7]. По расчетам стало ясно, что собаки улавливают запах, их выбор не был случайным, но все же собак нельзя использовать как биодетекторов. При таком подходе больше половины пациентов просто бы не узнали о своем заболевании.

В другой работе собакам предлагали определить, есть ли у женщины рак молочной железы, а у мужчины рак предстательной железы по запаху их мочи (в этом случае образцы не высушивали, а разливали в пробирки). В результате выяснилось, что собаки показывают образцы случайным образом, а не выбирают их по запаху [2]. Возможно, никакого специфического запаха заболевания они просто не обнаруживали. А может быть, наоборот, они показывали больше, чем ученые на тот момент способны были оценить, т.к. в то время у науки еще не было возможности определить особую форму, так называемую «агрессивность» рака предстательной железы, которая, возможно, дает специфический запах и хорошо заметна для собак [5].

Впечатляющие результаты были получены тогда, когда собакам давали понюхать образцы клеток меланомы. На злокачественную опухоль, развившуюся на коже человека, накладывали липкий бинт, затем его давали обнюхивать собакам. Одновременно с этим им давали обнюхивать бинты с образцами клеток кожи здоровых людей. В 75-86% случаев собаки были способны правильно показать образец запаха больного человека [6].

Рак молочной железы собаки определяли в 98% случаев, а рак легких в 99%.

Майкл МакКуллоч, Тадеуш Джезерски, Майкл Брофман вместе со своими коллегами предложили собакам определить рак молочной железы и рак легких по запаху выдыхаемого пациентами воздуха, собранного на полипропиленовые губки и хранившегося 60 дней при комнатной температуре. Рак молочной железы собаки определяли в 98% случаев, а рак легких в 99% — поистине потрясающая точность! [4] Аналогичного результата (97,5%) достиг Джорджи Хорват и его коллеги из Швеции, когда приготовили в качестве образцов для определения кусочки ткани здорового яичника и пораженного опухолью [3].

Могут ли собаки отличить запах рака от запаха другой болезни того же органа?

В 3 из работ ученые проверяли, насколько легко запутать собаку. Они поставили эксперименты, где собаке давали нюхать образцы запаха людей, пользующихся сильными духами или курящих, людей, страдающих диабетом или кариесом. В случаях, когда собакам давали нюхать выдыхаемый человеком воздух, собранный на полипропиленовую губку, никакие посторонние запахи не могли сбить их с толку [4]. В одном из исследований все образцы высушенной и заново разведенной мочи были взяты от пациентов с различными заболеваниями почек и мочевого пузыря [7]. В результате собаки все же справились с задачей, они выбирали образцы мочи раковых больных и не обращали внимания на образцы мочи с ненормальным химическим составом из-за других заболеваний. Однако при попытках определить рак молочной железы и рак предстательной железы, собаки показали очень низкие результаты. Невозможно сказать, повлиял ли на их выбор запах пищи, которую употребляли люди перед тем, как сдавать анализы [2].

Что же дальше?

Если раковое заболевание дает специфический запах, это означает что существуют какие-то химические элементы, его определяющие, что и было доказано экспериментально [1]. Природа наделила собаку уникальным чутьем. Ей не нужна химическая лаборатория, для того, чтобы различить по запаху один химический элемент от другого и эти два элемента от их соединения. К тому же, собака всей душой стремится быть полезной своему хозяину и, если только мы научаемся ее слушать, предупреждает нас о всевозможных опасностях. И все же собаке не так просто рассказать хозяину, что она чувствует. Если мы хотим быть уверенными в том, что мы поняли ее правильно, нужны постоянные проверки и тренировки. Это не может стать частью больничной практики – слишком хлопотно и ненадежно.

Гораздо больше перспектив в этом отношении оказывается у «искусственного носа» – прибора, улавливающего и анализирующего различные запахи. В отличие от собаки, «искусственный нос» не устает, не требует «двойного слепого метода» или набора образцов с запахами здоровых людей. Такие приборы, улавливающие опасные газы, например, в шахте. Но «искусственный нос» по определению показывает наличие в воздухе только того вещества, к которому у них есть встроенный сенсор. Для того, чтобы сконструировать прибор для определения раковой опухоли, как минимум нужно знать, какое химическое вещество он должен улавливать, а для этого — где такое вещество искать и можно ли отличить его от запахов других заболеваний. И это именно то, о чем собаки могут рассказать нам в будущих исследованиях.

Источник