Possibilities and limitations of the deployment of SARS-CoV-2 scent detection dogs

Das Hauptziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, ob medizinische Spürhunde als zuverlässiges diagnostisches Testsystem für das Screening auf SARS-CoV-2 Infektionen eingesetzt werden können und welche Möglichkeiten und Grenzen mit dem Einsatz von SARS-CoV-2-Spürhunden verbunden sind.

Im ersten Teil dieses Dissertationsprojektes wurden die Fähigkeit von 12 Hunden überprüft, SARS-CoV-2 von weiteren Coronaviren und anderen Viren, welche Infektionen der Atemwege verursachen, zu unterscheiden. Dazu wurden drei Szenarien mit randomisiertem, doppelblindem Studiendesign durchgeführt. Die Hunde wurden zuvor mit Speichelproben von SARS-CoV-2 positiven Personen und Kontrollproben von nicht-infizierten Personen beziehungsweise mit Überstand von SARS-CoV-2 Zellkulturen als Positivproben und nicht-infizierten Zellkulturen als Negativproben trainiert. In Testszenario I wurden Tupferproben von Personen, die mit anderen Viren als SARS-CoV-2 infiziert waren, als Distraktoren verwendet.  Die Hunde erreichten in diesem Szenario eine mittlere diagnostische Sensitivität von 73,8% (95% Konfidenzintervall (CI): 66,0-81,7%) und eine Spezifität von 95,5% (95% CI: 92,6-97,7%). In den Testszenarien II und III wurden Zellkulturüberstände von Zellen, die mit SARS-CoV-2 infiziert waren, Zellen, die mit anderen Coronaviren infiziert waren, und nicht infizierten Zellen präsentiert. Dabei erreichten die Hunde eine mittlere diagnostische Sensitivität von 61,2% (95% CI: 50,7-71,6%, Testszenario II) bzw. 75,8% (95% CI: 53,0-98,5%, Testszenario III). Die diagnostische Spezifität betrug 90,9% (95% CI: 87,3-94,6%, Testszenario II) bzw. 90,2% (95% CI: 81,1-99,4%, Testszenario III). Diese Werte zeigen deutlich, dass die Hunde dazu in der Lage waren, SARS-CoV-2 Infektionen von anderen viralen Atemwegsinfektionen abzugrenzen. Dennoch liegen die diagnostischen Genauigkeiten unter denen, welche in vorherigen Studien gefunden wurden (Jendrny et al., 2020 und 2021b). Dies deutet darauf hin, dass die Abgrenzung zu anderen Infektionen eine Herausforderung für die Hunde darstellt. Daher ist zu empfehlen, bereits im Training Proben von anderen respiratorischen Virusinfektionen zu präsentieren um eine erfolgreiche Diskriminierung und damit ein erfolgreiches Training auf den speziellen Geruch einer SARS-CoV-2 Infektion zu gewährleisten.

Im zweiten Teil wurden SARS-CoV-2 Spürhunde in einer großen Real-Life Studie zum Screening von Besuchern von Großveranstaltungen eingesetzt. Es wurden vier Konzerte mit insgesamt 2802 Teilnehmenden veranstaltet, welche durch acht SARS-CoV-2 Spürhunde auf eine Infektion mit SARS-CoV-2 untersucht wurden. Dazu mussten alle Teilnehmenden Schweißproben durch Abstreifen der Armbeugen mit einem Wattepad abgeben, welche dann von den Hunden olfaktorisch untersucht wurden. Zur Probenpräsentation wurden zwei Line-ups à 20 Proben verwendet. Zusätzlich wurde von allen Proband:innen ein Antigenschnelltest sowie eine RT-PCR durchgeführt. Die diagnostische Sensitivität des „Canine Tests“ lag bei 81,58% (95% CI: 66,58-90,78) und die Spezifität bei 99,93% (95% CI: 99,74–99,99%). Die Rate übereinstimmender Ergebnisse mit den RT-PCR Tests lag bei 99,68%. Die Leistung der SARS-CoV-2 Spürhunde wurde weder von chronischen Erkrankungen, Langzeitmedikation, SARS-CoV-2 Impfstatus, noch von vorheriger SARS-CoV-2 Infektion oder Post-COVID-19 Kondition der Proband:innen beeinflusst. In dieser Studie wurde besonders deutlich, wie schnell ein Screening durch medizinische Spürhunde erfolgen kann. Pro Probe haben die Hunde nur etwa 1 bis 2 Sekunden gebraucht, weshalb die Teilnehmenden ihr Ergebnis innerhalb weniger Minuten erhalten konnten. Unsere Studie zeigt deutlich, welche großartigen Möglichkeiten Spürhunde aufgrund ihres herausragenden Geruchssinnes in der medizinischen Diagnostik und insbesondere im schnellen Screening großer Menschenmengen bieten können.

Um SARS-CoV-2 Spürhunde als verlässliches Testsystem zur Detektion von SARS-CoV-2 Infektionen zu verwenden sollten Auswahl und Ausbildung der SARS-CoV-2 Spürhunde, sowie Einsatzszenario und Probenverwendung standardisiert werden und Vorgaben für eine Zertifizierung und Rezertifizierung von Spürhund und Hundeführer:in geschaffen werden. Mit solchen Strukturen können SARS-CoV-2 Spürhunde ein verlässliches Werkzeug zum Screening auf SARS-CoV-2 Infektionen darstellen und so einen großen Beitrag zur Bewältigung der COVID-19 Pandemie und möglicher weiterer Pandemien leisten.