雪貂训练检测禽流感在鸭屎

研究人员训练有素的雄性雪貂来检测特定的粪便气味签名鸭感染低致病性禽流感病毒(LPAI)。该研究发表在《公共科学图书馆•综合》。

驯化男性雪貂被教导要表现出一个“主动抓警戒”以应对感染的粪便野鸭。这气味警报响应被定义为与一个或两个脚掌的雪貂挠金属盒(图1)。

“雪貂在阶段训练来执行这个任务。接近,碰盒子,最后抓票房会导致遥控器和演示的激活一个注射器充满FerretVite作为奖励,”格伦金解释说,科罗拉多州立大学的科学家、该研究的第一作者。

禽流感

禽流感 (AI)的名字是疾病引起的感染禽流感A型病毒。而这些病毒通常不会感染人类和其他哺乳动物,他们在一些野生鸟类和自然发生的国内或商业家禽感染的能力。这种疾病是 从鸟类传播到鸟 通过直接接触或通过受污染的食物、水、体液或粪便。

黄金对全球的影响阐述了病毒:“在2015年的春天,爆发的禽流感病毒(AIV)感染包括传播高致病性AIV商业家禽以及后院的羊群。2015年爆发导致的损失估计超过几十亿美元影响产蛋和餐饮业。”

金解释说,几乎五千万家禽死于疾病或者扑杀,因为病毒。高致病性AIVs被确定在商业家禽,后院的羊群,被鸟类和野生鸟类21个州在疫情。

最近,高致病性H5N8 AIV造成疫情在沙特阿拉伯,印度,东欧和中亚地区。这导致成千上万的野生和养殖的死亡鸟类。最近的一篇文章发表在“视角” 科学 指出,“至少有46个国家报告了高致病性H5N8 AIV爆发。”

“有证据表明人际传播在几个农场工人在俄罗斯,”金说。2021年2月18日,俄罗斯当局 报道 世界卫生组织(世卫组织),H5N8 AIV已经在七个人类临床标本中发现。受感染的人年龄在29日至60年和一个家禽农场工作——这是第一个人类这一毒株的报告病例。

一些LPAI菌株能变异成高致病性毒株,因此,鉴于AIV的潜在影响家畜,商业家禽工业和人类健康,具有成本效益的工具对AIV感染的检测至关重要。

培训驯化雄性雪貂检测禽流感病毒

金和他的同事们决定是否可以用作LPAI biodetectors雪貂。

“化学分析进行的一项研究表明,LPAI感染与3-hydroxy-2-butanone显著增加有关(或乙偶姻)与1-octen-3-ol (octenol)粪便,”金解释说。”这两个化合物的比例也显著大于AIV-infected鸭子的粪便(10-50:1)相比,鸭子pre-infection (1-5:1)。”

图1:训练有素的雪貂执行测试。信贷:格伦金。

研究人员给雪貂用一个盒子包含气味比反映AIV-infected鸭子和奖励他们抓在盒子里。“雪貂会收到五盒四乙偶姻:octenol比率反映”non-infection”和一个乙偶姻:octenol比反映“感染”,[我们]奖励划痕警报框比例很高,忽视警报低比盒子”金说。

雪貂很快意识到,他们只收到了奖励选择框时拿着高乙偶姻:octenol比率。

当设计的研究中,作者被仔细考虑潜在的干扰(如鸭身份,住房和饲料,样本收集(感染后),等等)额外的实验来证实动物选择基于气味的样本只与感染有关。

“最重要的点被认为是雪貂是应对感染状况的气味(不是其他变量如饮食或样本的年龄),这气味提示他们使用特定于代谢的结果被AIV感染,不只是一般的免疫反应产生的气味,可以与其他病原体感染有关,”金说。

团队证明,雪貂可以有效地用于检测感染的粪便样本野鸭和气味签名是使用特定于禽流感病毒。“这气味签名不是物种的妥协,个人身份,饮食,地理位置样本收集或收集样本的时代,“金补充说。

雪貂被选为老鼠和狗之间的“桥梁”的物种概念验证研究提供数据,可以用于检测哺乳动物嗅觉代谢变化带来的病毒感染。根据黄金,团队已经“升级”为优势物种提供了狗如更好的关注,请更大的动机,等等。”

潜在的更广泛的应用和后续步骤

可以训练biodetectors信号响应通过无数的气味与感染有关不同的病原体。动物训练表现出不同的行为反应,以应对不同的目标气味。金提供了一个示例:“狗美国农业部野生动物服务犬类疾病检测项目被训练使用刮警报作为检测样本的行为反应AI-infected鸭和坐警报作为检测样本的行为反应从尾巴鹿朊病毒的感染,导致慢性消耗性疾病(慢性消耗病)。”

下一步,金解释说,这将是有益的知道气味信号用于确定感染的粪便样本可以用来证实感染状况更为复杂的模式的全身气味。“早期试图回答这个问题利用AIV感染鸭胃肠道收获表明这是可能的。慢性消耗性疾病(慢性消耗病)的白尾鹿,biodetectors能够识别在尸体或活鹿将提供非侵入性,慢性消耗性疾病早期检测,”金说。

“早期发现是另一个使用训练biodetectors有益。雪貂是能够识别样本AIV-infected个人病毒之前和之后都摆脱目前的实验技术(即到。PCR)。其他感兴趣的领域包括歧视之间的低和高致病性禽流感病毒毒株和不同的AIV毒株,”结论是金色的。

参考: 黄金GJ, Grady MJ,他麦克莱恩,et al。Biodetection特定气味的签名野鸭粪便与感染有关的低致病性禽流感病毒。PLoS ONE。16 (5):2021;e0251841。doi: 10.1371 / journal.pone.0251841

格伦金与劳拉·伊丽莎白·兰斯顿说,总编辑技术网络。188金宝搏备用