Akateeminen tutkimus

Koirien hajuaisti on todettu erinomaiseksi työvälineeksi varhaisessa tautien diagnosoinnissa. Ulkomailla on tehty tutkimuksia siitä, että koirat voidaan kouluttaa erottamaan positiiviset potilasnäytteet negatiivisista hajuerottelutaitoa hyödyntäen ja joissakin maissa käytetäänkin jo koiria esim. syövän hajuerottelutehtävissä. Suomessa ei tällaista tutkimusta ole vielä tehty eikä koiria vielä koulutettu tämän kaltaiseen työhön ja siksi onkin ajankohtaista tutkia tällaista koiratyösovellutusta terveydenhuollon tueksi.

Hajukoiratutkimusta

Ulkomailla mm. Ruotsissa, Saksassa, Japanissa ja USA:ssa tehdyissä tutkimuksissa on näytetty, että koirat voidaan kouluttaa erottamaan positiiviset syöpänäytteet negatiivisista hajuerottelutaitoa hyödyntäen (Willis ym. 2004, Lesniak ym. 2008, Cornu ym. 2011, Ehmann ym. 2011, Willis ym. 2011, Boedecker ym. 2012, Lippi & Cervellin 2012, Taverna ym. 2014). Raportoiduissa tuloksissa koirien työskentelyn tarkkuus vaihtelee eri tutkimusten välillä.

Tutkittavina syöpinä on ollut keuhkosyöpää (Ehmann ym. 2011, Willis ym. 2011, Boedecker ym. 2012), eturauhassyöpää (Cornu ym. 2011,Taverna ym. 2014) sekä virtsarakkosyöpää (Willis ym. 2004 ja 2011). Näissä näytteinä on käytetty mm. uloshengitysilmaa, virtsaa ja verta. Rintasyövän erottelusta ei tietääksemme vielä ole julkaistu mitään.

Myös erittelevää tutkimusta itse syöpänäytteen koostumuksesta on tehty (Hakim ym. 2012; Szulejko ym. 2010) erottelemalla näytteestä molekyylejä, haihtuvia orgaanisia yhdisteitä (ns. VOC yhdisteitä), proteiineja tai DNA:ta. Tutkimuksissa on käytetty massaspektometriaa, jolloin näyte on pilkottu niin pieniin osasiin, että lopulta on löydetty koirien erittelevä eli syövälle ”haiseva” osanen. Mahdollisena kaupallisena intressinä tässä voisi siis myös olla hajumolekyylien eristäminen, tunnistaminen ja mahdollisesti se voidaan muuttaa digitaaliseen muotoon esim. keinonenän haisteltavaksi.

Uusi monitieteinen tutkimus 2015

Vuoden 2014 lopulla solmitun yhteistyösopimuksen ansiosta on mahdollista myös Suomessa toteuttaa eri sairauksien tutkimusta koirien hajuerottelukyvyn avulla. Tutkimus toteutetaan yhteistyössä Helsingin yliopiston kliinisen hevos- ja pieneläinlääketieteen osaston ja Yliopistollisen eläinsairaalan, HUS syöpäklinikan, HUB Biopankki, Itä-Suomen yliopiston Farmasian laitos sekä Wise Nose – Suomen Hajuerotteluyhdistyksen kanssa.

Tutkimuksessa selvitetään ensin, pystyvätkö erikoiskoulutetut hajutunnistekoirat löytämään ja ilmaisemaan luotettavasti niille opetetun hajun erilaisista eläinnäytteistä ja myöhemmin ihmisnäytteistä (veri, virtsa, sylki, iho, seerumi). Tällä hetkellä meneillään olevassa tutkimusessa tutkitaan hajutunnistekoirien hyödyntämistä koirien nisäkasvaimen tunnistamisessa virtsanäytteestä. Ihmisnäytteistä tutkittava sairaus on ensin eturauhassyöpä, ja tämän jälkeen mahdollisesti myös Borrelioosi ja kilpirauhasenvajaatoiminta eli hypotyreoosi, sillä niiden varhaisdiagnostiikka on myös osoittautunut hankalaksi.

Tutkimuksen tavoitteena on sairauksien diagnosointi mahdollisimman varhaisessa vaiheessa ja kustannustehokkaasti.

Tutkimuksessa keskitytään seuraaviin kysymyksiin:

  • Pystyykö koira ilmaisemaan syöpäkoirapotilaan (ja myöhemmin myös borrelioosi- ja hypotyreoosipotilaan) hajun perusteella?
  • Pystyykö koira ilmaisemaan ihmis-syöpäpotilaan (ja myöhemmin myös borrelioosi- ja hypotyreoosipotilaan) hajun perusteella?
  • Minkä ainesosan koira tunnistaa syöpäpotilaan (ja myöhemmin myös borrelioosi- ja hypotyreoosipotilaan) näytteestä?
  • Mistä näytteestä (veri, virtsa, sylki, iho, seerumi) koira varhaisimmassa vaiheessa/luotettavimmin tunnistaa sairauden?

Lisäksi dokumentoidaan koiran oppimista ja koiran kouluttamista hajutyöskentelyyn tieteellisin keinoin, jotta jatkossa lisää koiria voisi kouluttaa mahdollisimman hyvin ja tehokkaasti.

Hajukoirat

Suomen Hajuerotteluyhdistyksen työryhmän tehtävänä on kouluttaa koirille hajuerottelumenetelmää hyväksikäyttäen Helsingin yliopiston kliinisen hevos- ja pieneläinlääketieteen osaston ja Yliopistollisen eläinsairaalan erittelemiä hajunäytteitä.

Voima-analyysilaskelmien perusteella tutkimus toteutetaan 10-12 koiralla. Vaikka muissa tutkimuksissa koirien lukumäärä on ollut huomattavasti pienempi, koirien lukumäärä tässä on perusteltua olla näin suuri, jotta luotettavuus koirien toiminnasta ja niiden tuloksista on osoitettavissa koirien työskentelyä vertailemalla. Koirien koulutusvaiheita ja etenemistä arvioidaan toistettavaa hajuerottelutestiä käyttämällä. Koira osaa työskennellä, kun se selviytyy kaksoissokkotutkimuksesta. Sinä vaiheessa koiran lisäksi myöskään koiran ohjaaja ei tiedä positiivisen näytteen sijaintia hajuradalla vaan työskentelyn tallennus tapahtuu tutkimusassistentin toimesta.

Koulutusmenetelmän ympärille luodaan verkkoympäristö, joka mahdollistaa tutkimuksen tehokkaan dokumentoinnin ja eri koulutusvaiheiden sekä koiran edistymisen analysoinnin. Dokumentointi tapahtuu tätä tarkoitusta varten suunnitellun mobiilitallennusmenetelmän avulla, jossa videokuvan lisäksi on mahdollista seurata mm. koiran onnistumisprosenttia koulutuksen edetessä. Prototyyppi on jo olemassa ja ryhmän käytössä. Jokaiselle koiralle luodaan täten omalle laitteelle oma passi ja kaikkien tutkimusryhmän koiraohjaajajäsenten on mahdollista tilata jokaisen koiran passi erikseen tarkempaa tutkiskelua varten. Tutkimustuloksen luotettavuus paranee, kun koiran suoritus tallentuu automaattisesti suorituksen yhteydessä, eikä ohjaajan ole sitä mahdollisuutta jälkikäteen muokata. Tämä tekee myös sen, että tutkimustuloksia voi julkaista hyvissä vertaisarvioiduissa lehdissä.

Näytteet

Tutkimus aloitetaan syöpänäytteillä. Testissä käytettävät potilasnäytteet ovat positiivisia, eli syöpää sairastavien koirien näytteitä ja negatiivisia, eli terveiden koirien näytteitä, jotka kerätään Helsingin yliopiston kliinisen hevos- ja pieneläinlääketieteen osaston ja Yliopistollisen eläinsairaalan normaalista potilasvirrasta.

Tutkimuksen toisessa osassa käytetään Helsingin Urologisen Biopankin (HUB) ihmisnäytteitä.

Kliininen merkitys ja jatkotutkimukset

Muualla tehtyjen tutkimusten perusteella koiran hajuerottelutaidon avulla voidaan havaita taudinaiheuttaja sairauden varhaisessa vaiheessa luotettavasti, edullisesti, helposti ja nopeasti. Varhaisen diagnosoinnin onnistumisen myötä on mahdollisuus päästä myös paraneviin ennusteisiin, joita syöpäsairauksista toipuville potilaille voidaan antaa. Tiedon soveltamismahdollisuuksia on esim. olla koirien kanssa terveydenhuollon ja sen syöpäseulontajärjestelmien apuna. Koirien työskentelyyn
tarvittava laboratorio voidaan perustaa nopeasti ja edullisesti. Kun tutkimus selvittää, mitkä ainesosat koira näytteestä tunnistaa, on tietoa mahdollista hyödyntää myös keinonenätutkimuksessa.

Tutkimusta johtaa ELT Dosentti Anna Hielm-Björkman.

Artikkeli perustuu tutkimussuunnitelmaan ”Sairauksien tunnistaminen koirien avulla” (31.12.2014)

Tutustu ulkomaisiin toimijoihin

Medical Detection Dogs, Iso-Britannia
InSitu Foundation, Yhdysvallat