Des chiens entraînés pour détecter la COVID-19

Une étude scientifique à laquelle participent des chercheurs de l'ULiège démontre l'efficacité de la détection de la COVID par des chiens entraînés. Une efficacité de près de 95% sur des échantillons de sueur de personnes positives et négatives au virus.

L

ors de la première épidémie de COVID-19 en Europe début 2020, une étude dirigée par le Prof. Dominique Grandjean (ENVA & Nosaïs) a été menée sur un certain nombre de chiens afin d’évaluer leur capacité de détection de personnes atteintes par la COVID. À cette fin, des échantillons de sueur ont été prélevés grâce à des compresses appliquées pendant quelques minutes au niveau des aisselles.

Puisqu'aucun virus n'est excrété dans la sueur, cette méthode a été considérée comme sûre pour les chiens et ceux qui manipulent les échantillons. Les résultats ont été publiés en décembre 2020 (PLoS One). Entretemps, d’autres équipes de recherche se sont également déployées dans divers pays. En moyenne, les résultats ont été observés avec une précision de 90%, une sensibilité allant jusqu’à 100% et un taux de réussite de 83 à 100%. En Finlande, aux Émirats Arabes Unis, au Chili et au Liban, les chiens sont déjà utilisés de manière opérationnelle à la frontière ou dans les aéroports. Des échantillons de sueur des voyageurs sont alors présentés aux chiens. Dans le projet actuel, il a été étudié si les chiens de détection en Belgique pouvaient être recyclés afin de pouvoir faire la distinction entre des patients COVID-19 positifs et négatifs.

Comité de pilotage

• Prof. Frank Gasthuys, Faculté de médecine vétérinaire, UGent
• Prof. Hugues Guyot, Faculté de médecine vétérinaire, ULiège
• Dr. Chris Callewaert, Faculté de génie des biosciences, UGent
• Dr. Miguel Stevens, ancien président de l'International Working Dog Breeding Association
• Premier commissaire divisionnaire Rony Vandaele, directeur du centre d’appui canin de la police fédérale

Par la suite, tous les organismes publics travaillant avec les chiens (Défense, Pompiers, Police fédérale, Protection civile) se sont réunis pour la première fois en mai 2020 à l'initiative du comité de pilotage, où il a été décidé d'unir toutes les forces pour valider ces tests. Un protocole a été rédigé comprenant un budget dans lequel il a été décidé de permettre à toutes les formations de se dérouler au Centre de Formation et d’Accréditation de la Police Fédérale à Neerhespen. Il a également été décidé de travailler en 2 phases :

• Une première phase au cours de laquelle la méthode et le protocole devaient être validés. Pour cette phase, un budget de 60.000 € a été établi pour l'achat du matériel et la réalisation des analyses nécessaires.
• Une seconde phase au cours de laquelle le nombre requis de chiens devra être dressé pour une utilisation opérationnelle.

L'approbation du gouvernement fédéral pour démarrer ce projet a été obtenue à la mi-novembre 2020, par lequel un projet d'Arrêté Royal (A.R.) a été rédigé par le ministère de la Santé pour l'allocation du budget requis. Cet A.R. a été publié à la fin du mois de janvier. Par ailleurs, l’approbation des commissions d’éthique animale et humaine a été obtenue avant de commencer l’étude. Des échantillons de sueur provenant de patients positifs (et négatifs) au COVID-19 ont été récoltés grâce à la collaboration d’une vingtaine hôpitaux en Wallonie et en Flandre, dont UZGent, CHU Saint Pierre Bruxelles, CHU Liège, CHU-Liège Bruyères, AZ Glorieux Ronse, hôpital OLV Alost, hôpital Jan Yperman Ypres, hôpital Jan Palfijn Gand, hôpital AZ Maria Middelares Gand, AZ Sint- Hôpital Vincentius Deinze, hôpital Saint-Pierre Ottignies, AZ Oudenaarde, ZNA Stuivenberg Anvers, GZAAntwerpen, AZ Jan Portaels Vilvoorde. Le comité de pilotage souhaite d’ailleurs remercier chaleureusement les médecins et le personnel infirmier de ces hôpitaux. Des échantillons ont également été prélevés dans divers centres de soins résidentiels, notamment Curando Ruiselede, Armonea Wilrijk et Armonea Asse.

Cela a permis d'obtenir des échantillons de plusieurs centaines de patients. Le comité remercie enfin toutes les personnes qui ont pu aider directement ou indirectement ce projet. Des échantillons de sueur ont aussi été prélevés sur 550 volontaires via le club de service KIWANIS, chacun confirmé par un résultat PCR. La plupart étaient négatifs bien qu’une dizaine d'échantillons positifs aient été également trouvés (vraisemblablement des porteurs asymptomatiques). Tous les échantillons de sueur étaient accompagnés d'un questionnaire médical et ils ont été stockés et transportés dans un congélateur, à -20°C. Le comité de pilotage remercie aussi les organisateurs et les bénévoles pour ces journées de prélèvements.

Tous les chiens de la première phase de ce projet avaient déjà une formation préalable de chien pisteur, mais sur d'autres odeurs (explosifs, odeur humaine pour la recherche et le sauvetage). À la midécembre 2020, 11 équipes de chiens (chien avec maître) de la police fédérale, de la défense, des pompiers et de la protection civile ont commencé à entraîner des chiens à détecter le Sars-Cov-2 sur des échantillons de sueur humaine. Celles-ci ont été limitées à 6 chiens dans une étape ultérieure, en raison du manque d'échantillons positifs et pour pouvoir entraîner les chiens de manière plus intensive. Les chiens sont âgés de 1 à 7 ans, dont 1 Springer, 1 Border Collie et 4 Berger Malinois.

Une formation en plusieurs étapes

1. De mi-décembre à mi-janvier, seuls des échantillons de sueur provenant de patients positifs à la COVID ont été présentés aux chiens afin de les imprégner de l'odeur.
2. Au cours de la première quinzaine de janvier, en plus des échantillons positifs, les chiens ont également reçu des échantillons « à blanc » (aucune odeur sur la compresse), suivis par deséchantillons négatifs. À la mi-janvier, il y avait déjà des indications que certains chiens pouvaient trèsclairement faire la distinction entre les échantillons COVID négatifs et positifs, confirmant l'hypothèse qu'il existe effectivement un composant volatil dans la sueur qui diffère entre ces patients.
3. Dans les semaines suivantes, en plus des échantillons positifs confirmés, des échantillons négatifs confirmés ont également été proposés pour entraîner les chiens à les discriminer. Les échantillons blancs ont été retirés afin de continuer à travailler uniquement sur les échantillons positifs et négatifs.Les chiens dressés en tant que chiens détecteurs d’explosifs ont montré des capacités d’apprentissage plus rapides que les chiens dressés en « recherche et sauvetage ».
4. Début février, les 6 chiens ont continué leur travail par équipes de deux, permettant ainsi de faire contrôler les échantillons de la même personne par deux chiens. Après une période d'entraînement intensif de 4 semaines, il a été déterminé que ces chiens pouvaient distinguer les échantillons positifs des négatifs, mais un entraînement supplémentaire était nécessaire pour perfectionner leur précision, avant leur validation. L'importance d'un échantillonnage approprié de sueur chez les patients atteints de COVID-19 avec confirmation d'une PCR positive était cruciale à ce stade.

Des résultats très prometteurs

Les résultats de ces 6 chiens sont très bons et prometteurs, et sont en accord avec ce qui a déjà été obtenu dans d’autres pays. Le diagnostic de COVID-19 en utilisant des chiens détecteurs de COVID-19 en Belgique présente un grande sensibilité et spécificité :

• La spécificité moyenne est de 98% (avec 2 chiens atteignant 100%, c'est-à-dire qu'ils ne marquent jamais comme positif un échantillon négatif). La spécificité est la probabilité sur 100 personnes que le test produise un résultat négatif chez des individus qui ne sont pas infectés par le coronavirus. C'est donc la probabilité, sur 100 personnes, de détecter des patients non malades. La spécificité de détection des chiens COVID atteignant 98%, cela signifie également qu’un maximum de 2% des tests donne un résultat positif, alors que les personnes ne sont pas infectées par le Sars-Cov2. Ce sont des résultats faux-positifs. La probabilité que les chiens obtiennent un résultat faux-positif est donc minime.
• La sensibilité moyenne est de 81% (entre 76% et 94% selon les chiens), c'est-à-dire qu'ils indiquent généralement correctement les échantillons positifs (sur la base du résultat de la PCR). Parfois, un échantillon positif n'est pas indiqué, et cela peut être dû au fait que l'odeur du coton s'est déjà évaporée ou que l'échantillon de coton n'a pas été correctement placé sous l'aisselle. La sensibilité est la probabilité sur 100 personnes qu'un test donne un résultat positif chez les patients infectés par le Sars-Cov2. C'est donc la probabilité sur 100 personnes de détecter des gens malades (ou contagieux). Il indique aussi la part des faux-négatifs. Il demeure une petite marge d'erreur qui peut être réduite avec plus de formation et d'expérience.

Le groupe de pilotage recommande donc de travailler simultanément avec deux chiens dressés:  dans l’unique condition où les deux chiens donnent une indication positive, alors un résultat positif est noté. Cela réduit la marge d'erreur et augmente la sensibilité du test. Il est également recommandé de confirmer par PCR (ou autre test rapide) tout résultat positif indiqué par les chiens. Dans les tests PCR classiques, il existe une marge d'erreur de sensibilité de 2% à 33%, principalement parce que les particules virales sont très instables et sont détruites immédiatement si elles ne sont pas stockées à -80 ° C. Au début de l'infection, il n'y a pas non plus assez de particules virales disponibles pour donner un signal positif. Le changement d'odeur dans le système immunitaire peut être beaucoup plus rapide, de sorte que les chiens donnent un résultat positif plus rapidement par rapport au test PCR classique (comme le montrent les données de l'étude Finlandaise).

En général, les chiens détecteurs COVID obtiennent de très bons résultats, avec une précision moyenne de 95% (combinaison de spécificité et de sensibilité). Cependant, le test PCR reste la référence (« goldstandard »). Les chiens détecteurs COVID constituent toutefois une aide très précieuse.

Les avantages d'un tel moyen de détection

L'utilisation des chiens détecteurs COVID offre également de nombreux avantages pratiques:

1. Résultat très rapide.
2. Les résultats sont obtenus « sur le terrain », ce qui est important pour de nombreux secteurs.
3. Résultat fiable.
4. De grands groupes de personnes peuvent être testés. Il suffit de quelques secondes à un chien pour analyser un échantillon (La plupart du temps supplémentaire pour ce test vient de la collecte de l’échantillon, de la mise en place de l’échantillon, du nettoyage, etc.)
5. Le test avec les chiens est moins invasif que le test PCR classique. Aucun écouvillon ne doit être mis dans le nez, ce qui peut induire des effets secondaires désagréables chez certaines personnes (ycompris des maux de tête). Une boule de coton sous l'aisselle est bien plus agréable à ce point de vue.
6. Le test avec les chiens n’est pas cher.
7. Il peut servir de dépistage initial de grands groupes de personnes. Si l'indication est positive, un test supplémentaire peut apporter une réponse définitive.
8. En cas d'infection, le test du chien pourrait donner des résultats plus rapides que le test PCR.

Pour le moment, le groupe de pilotage est également occupé à analyser les composants organiques volatils (COV) dans les échantillons de sueur positifs au COVID-19. Cela n'est possible que dans des laboratoires spécialisés avec lesquels le comité de pilotage est en contact et pour lesquels une partie du budget disponible est réservée.

Une enquête est également menée auprès de la population belge afin d’évaluer l'acceptation générale des chiens détecteurs COVID, via des questions telles que :

• Etes-vous prêt à donner un échantillon de sueur ?
• Feriez-vous confiance au test de détection COVID par un chien ?
• Avez-vous peur des chiens ?
• Etc.

Repondre à l'enquête

Les premiers résultats montrent par exemple que 10% de la population a peur des chiens. C'est pourquoi nous recommandons que le test du chien soit installé derrière un mur hors de la vue des personnes testées, afin que les gens ne soient pas inutilement effrayés par les chiens.

Tous les résultats des chiens détecteurs COVID belges sont maintenant consignés dans une publication scientifique et seront envoyés à une revue scientifique internationale de qualité. Le comité de pilotage est actuellement en consultation avec les autorités et toutes les parties prenantes à propos de la manière d’utiliser ces chiens dans le cadre de la lutte contre la pandémie.