냄새 나는 과학 : 왜 개가 위대한 질병 탐지기인가?

냄새 나는 과학 : 왜 개가 위대한 질병 탐지기인가?

2016 년 11 월, 감비아의 의학 연구위원회 (Medical Research Council) 과학자 팀이 수백 개의 베이지 색 나일론 양말로 무장 한 초등학교를 방문했습니다. 그곳에있는 아이들에게 5 ~ 14 세의 어린이들을 양손으로 보냈다. 연구자들은 양말을 밤새도록 착용하라고 지시했다. 다음날 그들은 더러운 세탁물을 모아서 분류하고 우편으로 영국인 자선 단체에 보냈다. 다음 4 개월 동안 개 를 훈련 시켜 인간의 코에 지각 할 수없는 냄새를 알아 냈다. 말라리아의

개는 가장 진보 된 인공 악기보다 몇 배 더 민감한 냄새 감각을 가지고 있습니다. 푸줏간 주인은 얼마나 강력합니까? 올림픽 규모의 20 개의 수영장에서 액체 1 방울 당 1 조분의 1 농도의 물질을 검출 할 수있을 정도로 강력합니다. 훈련을하면 개들은 폭탄과 마약을 냄새 맡고 용의자를 추적하며 시체를 발견 할 수 있습니다. 점점 더 많은 사람들이 암, 당뇨병, 결핵 및 말라리아와 같은 인간의 질병을 실험적으로 탐지하기 위해 실험적으로 사용되고 있습니다.

월요일에 연구자들은 New Orleans의 열대 의학 및 위생 연례 학회에서 이러한 최신 결과를 발표했습니다. 이중 맹검 실험실 검사에서 두 마리의 개는 말라리아 기생충에 감염된 어린이 의 향기를 70 % 정확하게 추출 할 수 있음이 입증되었습니다 . 모든 학생들이 건강하게 보였으 나 현장에서 혈액 검사를 실시한 결과 실제로 30 명의 어린이가이 질병을 앓고있는 것으로 나타났습니다. 이 작업은 단지 개념의 증거 일 뿐이지 만, 말라리아를 원인으로하는 기생충의 무증상 적 보균자를 예방하기 위해 어느 날 biodetection 개가 공항, 진입항 또는 기타 국경 통과에 배치 될 수 있다는 희망이 있습니다. 이 질병은 근절되었습니다.

이 연구는 빌 & 멜린다 게이츠 재단 (B & Melinda Gates Foundation)으로부터 10 만 달러의 보조금을 지원 받았으며 최근 말라리아를 우선 순위로 삼았으며 심지어 크리스프 편집 된 모기로이 질병을 근절하기위한 야심적인 노력을 주도하고있다 . 세계 보건기구 (WHO)는 최근 말라리아 보고서에서 수십 년 동안이 질병과의 전쟁 진전이 지연되어 역전 될 위험에 처해 있다고 경고했다. 해마다 50 만명, 대부분 어린이들이 사망합니다.

"다음 단계는 강아지가 실제 사람들과 자연 환경에서 얼마나 잘 할 수 있는지를 파악하는 것"이라고 런던의 위생 및 열대 의학 학교의 질병 통제 부서 책임자 인 제임스 로간 (James Logan)은 말했다. 그들이 충분히 숙달 되었다면 개들은 일상적이고 비침 범적 검사 도구가 될 수 있습니다. 건조한 달에는 모기가 거의없고 전염되지 않을 때 특히 유용 할 수 있지만 기생충은 아무런 증상도 나타내지 않는 인간 숙주에 숨어 있습니다. "그 개인을 찾는 것은 현재 매우 어렵습니다."라고 Logan은 말합니다.

곤충 학자 인 트레이시 로간 (Logan)은 초기 몇 년 동안 자신의 경력 중 일부를 다른 사람들보다 모기에 더 매력적으로 여긴지 이해하려고 노력했습니다. 몇 년 전, 그는 말라리아를 유발하는 Plasmodium 이 감염된 사람을 날개 달린 피를 빨갛게 냄새 맡게하는 방법을 가지고 있었 는지 궁금해하기 시작했습니다 . 일련의 실험을 통해 그의 연구 그룹은 실제로 기생충에 감염된 사람들이 보습제를 보냈던 독특한 향기를 내뿜는 것을 보였다. 그들은 모기를 유치하기위한 강력한 물약을 증명하는 휘발성 화합물의 칵테일을 확인했습니다.

이 분자 귀환 신호가 나오는 곳은 여전히 ​​수수께끼입니다. Logan은 세 가지 가능성을 제시합니다. 기생충이 생성 될 수 있고, 신체에 기생충을 가지고 있다는 스트레스가 사람 세포에 분비를 유도하거나 감염으로 인해 사람들의 피부에 서식하는 세균 공동체가 바뀌어 서명 향기가납니다. 그들의 연구의 다음 단계는 세부 사항을 더 이해하려고 노력하는 것입니다, 그래서 그들은 언젠가 푸줏간 주저없이 강아지의 코의 일을하는 장치를 개발할 수 있습니다. 그리고 그동안 그들은 개가 양말뿐만 아니라 사람들과 어떻게 다른지보기 위해 실제 세계에서 시련을 시작할 계획입니다.

그렇다면 질병을 감지하기 위해 개를 훈련시키는 방법은 무엇입니까? 화약이나 헤로인을 골라내는 것과 같은 방식입니다. 당신은 그들에게 sniff-and-seek 게임을 가르치는 것으로 시작합니다.

"개들은 신생아라는 새로운 호기심에 끌리는 새로운 호기심을 가지고 있습니다"라고 개 탐지 수술에 관한 연구를 지원하는 10 년 된 자선 단체 인 Medical Detection Dogs를 운영하는 Claire Guest는 말합니다. 인간의 트레이너들은 런던 바깥에있는 한 시간에 작은 유리 용기에 표준 훈련 액체를 몇 방울 떨어 뜨립니다. 그것들은 다른 쪽 옆에 줄 지어 서있는 팔에 부착 된 금속 화격자 뒤에 잘립니다. 개들은 줄을 걸어 내려 와서 각각 하나씩 냄새를 맡으라고 명령합니다. 그들이 새로운 냄새를 멈추면 조련사는 "그건 좋은 강아지예요."라고 물었습니다. 곧 그들은 멈추어 서 오른쪽 병을 가리키면 치료를 받게 될 것입니다.

개는 시설에서 살지 않습니다. 지역의 가족과 함께 거주하며 매일 몇 시간 동안 일합니다. 따라서 게임의 기본 규칙을 익히려면 몇 주가 걸릴 수 있습니다. 그러나 일단 끝나면 학교 양말과 같은 다른 냄새로 전환 할 수 있습니다. MDD는 말라리아 검출을 위해 3 마리의 개를 훈련 시켰습니다. 프레야 (Freya), 샐리 (Sally), 래브라도 (Labrador), 그리고 래시 - 골든 리트리버 (Lab-Golden Retriever) 믹스 인 렉시 (Lexi) 그들은 현재 조직에서 일하는 38 마리 중 3 마리입니다. 다른 사람들은 전립선 암, 대장 암, 당뇨병, 파킨슨 병, 그리고 최신 임상 시험에서 요로 감염을 일으키는 박테리아를 냄새 맡는 법을 배우고 있습니다. 각 개는 하나의 질병 징후에 대해서만 훈련 받았지만 둘 이상을 배울 수 없기 때문에 아닙니다. 그들의 인간 처리기는 어느 것이 어느 것이 었는지 알지 못합니다.

이 모든 작업은 몇 년 전 파킨슨 병으로 진단받은 아버지의 개인적인 면모를 심어줍니다. 2009 년 자신의 개 인 데이지 (Daisy)는 유방암으로 밝혀진 덩어리가 나오지 않도록 반복적으로 가슴을 두드렸다. 그러나 그녀는 조직의 더 많은 외부 연구에 대해 가장 흥분하고 있습니다. MDD는 멕시코 시티의 한 과학자와 협력하여 냄새를 통해 암을 탐지 할 목적으로 바이오 전자 코 를 만들었 습니다 . 그러나 그 알고리즘은 악성 조직의 냄새를 어떻게 배울 필요가 있습니다. 그것은 개가 들어오는 곳입니다. "우리는 강아지에게 '가장 강한 냄새가 나는 10 가지 암'을 말할 수 있습니다. 그런 다음 AI에 데이터를 제공합니다."라고 게스트는 말합니다. "기계가 냄새가 무엇인지를 이해할 수 있다면 미래에 우리에게 훨씬 더 강력한 도구가 될 것입니다."