Zachránci lidských životů: Krysí pyrotechnici a laboranti v lidských službách

V roce 1989 publikoval prestižní lékařský časopis The Lancet zprávu o ženě, jejíž pes neustále čichal ke znaménku na její noze a dokonce se jej snažil odkousnout. Když si dáma nechala znaménko vyšetřit, ukázalo se, že jde o zhoubný melanom. Po odoperování pacientka netrpěla žádnými obtížemi. V roce 2001 byl popsán obdobný případ, kdy labrador pojmenovaný Parker „vyčichal“ svému pánovi tzv. bazaliom, což je typ rakoviny kůže. Operace zbavila i Parkerova „páníčka“ dalších možných problémů. Tyto ojedinělé ale dobře zdokumentované případy zavdaly podnět k využití psů pro zjištění rakoviny. 

Zatímco ale nasazení nejlepšího přítele člověka jako detektoru počátečních fází zhoubného bujení se zatím nepodařilo dobře podchytit a využít, velmi dobře funguje projekt, který využívá čichových schopností krys obrovských (Cricetomys ansorgei). Tito v Africe žijící hlodavci dokážou s vysokou spolehlivostí najít nášlapné miny nebo určit vzorek pacienta nakaženého tuberkulózou. 

To je ale pitomost!

Zakladatelem společnosti APOPO, která krysy obrovské trénuje a využívá jejich schopností v několika zemích světa, je Belgičan Bart Weetjens, jemuž jako malému klukovi učarovali hlodavci. Choval doma myši, krysy, křečky i veverky, ale svou chovatelskou zálibu během dospívání opustil. Na hlodavce si vzpomněl až o mnoho let později, když vystudoval design a v myšlenkách se často zaobíral problematikou nášlapných min. V té době se na snaze vyčištění minových polí v Angole a Kambodži podílela například princezna Diana a Bart stále přemýšlel o vhodném technickém postupu, který by problém vyřešil. 

Když Weetjens potkal nizozemského vědce, jenž chtěl pro detekci TNT obsaženého v minách využít šváby, vzpomněl si na svoje dětské chovatelské zkušenosti a na hlodavce, o jejichž inteligenci a mimořádném čichu byl přesvědčen. Myšlenka byla originální i v tom, že nespoléhala na složitou techniku, ale měla využít „lokální zdroje“ a slibovala práci s podstatně nižšími náklady než ostatní uplatňované technologie. V roce 1997 obdržel Bart výzkumný grant od belgické organizace, jejíž pracovník mu při schvalovacím procesu s nadšeným obličejem řekl: „To je ale pitomost! Pusťme se do toho!“

Lepší než detektor kovů

Weetjens hledal nějaký druh hlodavce, který by žil v subsaharské Africe (kde bylo v té době mnoho zemí zamořeno minami), netrpěl by chorobami přenosnými vzduchem a zároveň žil dost dlouho, aby jej bylo možné vycvičit. Evoluční profesor biologie profesor Ron Verhagen, který už dlouhá léta působil v Tanzanii, jej pak upozornil na krysy obrovské, které všechny podmínky splňovaly. 

Weetjens a jím založená organizace APOPO se spojili s tanzanskou armádou a tanzanskou univerzitou ve městě Sokoine a ve městě Morogoro tak vznikla základna hledačů min a jejich výcvikové středisko. Krysy v průměru váží asi jeden kilogram, takže jejich hmotnost nemůže způsobit nezamýšlenou detonaci a během 20 minut dokážou prohledat 200 metrů čtverečních. Naproti tomu člověk vybavený detektorem kovů by na stejnou plochu potřeboval 25 hodin. Na rozdíl od něj dokážou krysy navíc odhalit i ty miny, při jejichž výrobě nebyl použit kov. 

Výcvik chlupatých „minolovek“

Výcvik každé krysy obrovské, jíž se v češtině říká také křečkomyš, začíná při dosažení věku čtyř týdnů a zabere zhruba dalších devět měsíců. Křečkomyši jsou pravidelně převáženy na tréninkové pole, které leží nedaleko od základny APOPO v Morogoro. Zde je v hloubce až 30 centimetrů zakopáno 1 500 deaktivovaných min a celá plocha je rozdělena na obdélníky od velikosti 5 × 3 metry až po políčka 10 × 20 metrů. 

Každá krysa má dva trenéry, kteří stojí na protilehlých stranách pole a pomocí miniaturního postroje a jednoduchého systému složeného z napnutého lanka a vodicích popruhů vymezují zhruba půlmetrový pás, který zvířátko propátrává. Když je pruh prohledán, postoupí trenéři o půl metru dál a krysa začne zkoumat další půlmetrový úsek. Takto tříčlenný tým z vymezené plochy postupně ukrajuje až ji prozkoumá celou.

Trenéři vědí, kde jsou jednotlivé miny ukryty a když se křečkomyš zastaví na správném místě a začne na něm hrabat, jeden z koučů vyloudí ostrý zvuk pomocí „klikru“. Kliknutí má tvoreček již z předchozího tréninku spojené s odměnou při žádoucím chování, a tak se rozběhne zpátky za trenérem pro odměnu, což je obvykle kousek banánu nebo oříšek. 

Los do minového pole

Aby krysa dostala „výuční list“ spolehlivého hledače min, musí během jedné plynulé detekční akce odhalit na testovacím poli veškeré ukryté výbušniny. Omyly jsou v tomto případě vyloučeny. Abdullah Mchomvu, který vede celý tréninkový tým, se ke schopnostem svých chlupatých svěřenců vyjadřuje takto: „Musíte být trpěliví. Někteří se učí rychleji, někteří pomaleji – ale nakonec obvykle všichni dosáhnou požadovaného cíle.“

Když dojde na skutečné hledání min, musí být nejprve cesty pro lidské trenéry vyčištěny pomocí detektoru kovů a pak pátrání pokračuje nacvičeným způsobem. Ve chvíli, kdy krysa začne na nějakém místě hrabat, ji trenér opět s doprovodem kliknutí odmění a následně bod označí. Jakmile je celá oblast prozkoumána, nastupuje pyrotechnik s detektorem kovů a soustředí se už jen na označená místa. Týmy APOPO byly nasazeny v Angole, Kambodži, Thajsku, Vietnamu a Laosu, kde vypátraly nejen miny, ale i další munici. Vláda Mozambiku mohla z velké míry právě díky tomuto programu v září 2015 vyhlásit, že země je od min úplně vyčištěna.

James Pursey, jenž je odpovědný za komunikaci s veřejností, byl aktérem příběhu, který činnost „krysích pyrotechniků“ dobře dokresluje: „U jedné školy v Angole mi ředitel ukazoval místo hned vedle budovy, kde kdysi vybuchla mina. Zároveň popisoval, jak kluci vždy losují, když se jim tam při fotbale zakutálí balon. Ten, kdo si vytáhne nejkratší stéblo, jde pro míč. Nikdo z kluků naštěstí nebyl nikdy zraněn, ale když naše krysy místo prohledaly, našly ještě jednu nášlapnou minu.“

Nos, který se nedá napálit

Program hledání min v roce 2000 úspěšně odstartoval a Bartu Weetjensovi a jeho týmu osud nedlouho na to přihrál další příležitost, jak zcela jiným způsobem zachraňovat lidské životy. Ve stejnou dobu, kdy se tým krysích nováčků učí vyčenichat stopové prvky TNT na tréninkovém poli, se nedaleko od nich jiné křečkomyši trénují v práci specializovaných laboratorních techniků. V budově, která je součástí základny APOPO, ladí svůj čich na specifický zápach, který vydává působení bakterií Mycobacterium tuberculosis, jež jsou původcem tuberkulózy. 

Celosvětově se tuberkulózou každý rok nakazí devět milionů lidí, čtvrtina z nich žije v Africe. Zároveň je tady i největší procentuální podíl lidí, které nákaza stojí život. Antibiotika totiž mohou nemoc zlikvidovat, ale kvůli prastaré metodě testování, při níž se mikroskopicky zkoumá vzorek pacientova hlenu, je nemoc zjištěna jen asi u 60 % nemocných. V případě, že je pacient zároveň HIV pozitivní, klesá pravděpodobnost zjištění tuberkulózy na pouhých 20 %. Kvůli oslabení imunity se totiž lidé s HIV nakazí tuberkulózou už při mnohem menším množství bakterií v organismu. Tím pádem je i v jejich vzorku přítomno méně bakterií a člověk s mikroskopem má mnohem menší šanci, že je objeví.

Ani krysy nejsou neomylné, ale správně určí diagnózu s větší přesností a bez ohledu na souběh s onemocněním HIV. V Tanzanii, kde z každých deseti nemocných tuberkulózou jsou čtyři zároveň HIV pozitivní, to znamená zcela zásadní rozdíl. 

Lepší než mikroskop

Stejně jako v případě hledačů min, i krysy „laborantky“ jsou cvičeny prostřednictvím systému odměn spojených s klikáním, jestliže správně určí tuberkulózou nakažený vzorek. Výcvik trvá opět devět měsíců a když je zvíře připraveno, je mu předloženo 30 vzorků, z nichž osm je pozitivních. Úspěšný absolvent musí správně označit sedm z osmi vzorků a zároveň nesmí určit žádný z negativních vzorků jako nakažený, případně určit osm z osmi pozitivních s jednou povolenou nesprávnou indikací zdravého vzorku.

Když jsou pak krysy nasazeny do ostrého výkonu služby, každý den je jim předloženo přinejmenším 100 vzorků z nemocnic v celé Tanzanii. V každé sadě deseti vzorků jsou vždy obsaženy dva nemocnicí určené pozitivní vzorky, aby se křečkomyš nadále upevňovala ve správném návyku. Jestliže začne hrabat u prokázaného pozitivního vzorku, dostane odměnu. Stejnou odměnu dostane také tehdy, když zahrabe u vzorku, který nemocnice zatím detekovala jako negativní. U většiny vzorků, které krysy označí, se v následné důkladnější mikroskopické kontrole ukáže, že lidé byli opravdu tuberkulózou nakaženi a může začít jejich včasná léčba.

Aby potvrdil spolehlivost krysích laborantů, provedl doktor Georgies Mgode ze zemědělské univerzity v Sokoine jednoznačný test. Postupně předložil krysám 982 vzorků dětí ve věku do pěti let, u nichž byla tuberkulóza zjišťována. Dřívějším mikroskopickým výzkumem bylo u 34 z nich diagnostikováno nakažení bakterií Mycobacterium tuberculosis. Jenže křečkomyši ve vzorcích odhalily 57 pozitivních případů, které byly posléze potvrzeny. To je o 23 případů, respektive 68 % víc.

Rychlejší, levnější, nenáročné

Použití krysích pomocníků při diagnostice tuberkulózy, stejně jako v případě jejich nasazení do úlohy hledačů min, daný proces zrychluje, zefektivňuje a zlevňuje. Technologie nazvaná GeneXpert, jenž je postavena na analýze DNA a kterou doporučuje Světová zdravotnická organizace, je v porovnání s „krysí diagnózou“ neomylná – neunikne jí žádný pozitivní vzorek a nestane se, že by byl s její pomocí některý z negativních vzorků označen jako nakažený. Jenže tento postup je nákladný a zdlouhavý. 

Zatímco vycvičení křečkomyši stojí 6 500 USD a trénované zvířátko dokáže vyhodnotit sto vzorků během 20 minut, automatizovaný systém GeneXpert přijde na 17 000 USD a jediný vzorek analyzuje dvě hodiny! Prověření vzorku křečkomyší přijde na jeden dolar; u GeneXpert je to deset dolarů. A v neposlední řadě, zatímco GeneXpert vyžaduje stabilní přívod elektřiny a regulovanou okolní teplotu, krysám stačí jídlo, voda a klece, v nichž mohou žít a hrát si.

Ačkoli tedy krysy nejsou stoprocentně spolehlivé, především v diagnostice tuberkulózy v chudých zemích mohou hrát zcela zásadní roli jako včasní zachránci lidských život. Své schopnosti a potenciál, které mohou dát do služby člověku, už nade vši pochybnost prokázaly. 

Výsledky na poli pyrotechnickém i lékařském

Od roku 2000 v APOPO vychovali a vytrénovali stovky krys obrovských, které k červenci 2022 vypátraly 27 057 nášlapných min, 88 325 nevybuchlých raket, bomb, granátů apod. a 35 205 nábojů a malých střelných zbraní. Díky krysám se zatím podařilo prohledat a vyčistit skoro 71 milionů čtverečních metrů půdy. 

TIP: Nový elektronický nos odhalí rakovinu z krevní plazmy s 90% přesností

U psů pátrajících po rakovině není jasné, co vlastně svým čichem detekují. Naproti tomu je experimentálně prokázáno, že krysy obrovské reagují na šest organických sloučenin, které v organismu vznikají působením bakterií Mycobacterium tuberculosis. Tuto kombinaci přitom krysy cítí i ve velmi malé koncentraci. Od roku 2002 do července 2022 krysí laboranti prozkoumali 792 459 vzorků a zjistili 22 766 případů nákazy, které předtím lidští laboranti vyhodnotili jako negativní.