История с собаками, раком и генами логична и одновременно загадочна. Раковые клетки – видоизмененные. Среди прочего у них могут меняться и гены тканевой совместимости. Вместе с ними меняется запах, а собаки это чуют. Все логично. Но каждый отдельный элемент этого пазла – сам по себе набор открытий и новых загадок.

Любой хозяин подтвердит, что собака чувствует его настроение. Так почему бы ей не чувствовать и его физическое состояние? Научная основа этого предположения начала закладываться 30 лет назад, когда в The Lancet было опубликовано письмо двух врачей-дерматологов из больницы Королевского колледжа Лондона:

«Сэр! 44-летняя женщина обратилась в нашу клинику… по поводу пораженного участка на левом бедре. Этот участок был удален, а гистологическое исследование подтвердило злокачественную меланому… толщиной 1,86 мм. Пациентка обратила внимание на это поражение, потому что ее собака (помесь бордер-колли и добермана) постоянно к нему принюхивалась. Эта собака (сучка) не проявляла интереса к другим родинкам на теле пациентки, но в течение дня не раз проводила по несколько минут, внимательно обнюхивая это место, даже сквозь брюки…

Весьма вероятно, что собака спасла ей жизнь, заставив обратиться за помощью, когда повреждение было еще тонким и поддающимся лечению.

Возможно, злокачественные опухоли, подобные меланоме, за счет синтеза необычных белков издают особые запахи, которые неразличимы для человека, но легко улавливаются собаками. <…> Мы пока не занимались такими исследованиями в нашей клинике, но использование животных с высокоразвитыми органами чувств в качестве дополнения при диагностике рака заслуживает изучения…

Хайвел Уильямс

Андрес Пемброк»

Научно-врачебное сообщество раскачивалось долго, серьезные работы появились только в середине 2000-х. Например, в 2004 году была исследована способность шести предварительно натренированных псов диагностировать рак мочевого пузыря по запаху мочи. Из соотношения количества больных и здоровых участников эксперимента, предоставивших мочу, следовало (подробнее можно прочесть здесь), что, если бы собаки «определяли рак» случайным образом, они бы угадали в 14% случаев. А они угадали в 41%. Довольно убедительно, но не впечатляюще. Эксперименты продолжались: собакам предоставляли для обнюхивания самые разные болезни и самые разные объекты – мочу, пот, выдыхаемый человеком воздух, кровь. Удачнее всего получилось с раком простаты. Несколько лет назад в Италии двух собак обучили определять его с просто поразительной точностью. Чувствительность их носа (то есть способность не пропустить рак там, где он есть) достигла 99%. А количество «ложных тревог» – случаев, когда собаки определяли рак там, где его на самом деле не было, – составило примерно два случая на сотню проб.

Но цифры не дают представления о том, как собак обучают, как проверяют, как вообще устроены такие эксперименты. Полтора года назад аналогичное исследование провели в России. Я поговорил с кинологом и соавтором работы Андреем Мамаенко.

Ослепление дрессировщика

Испытуемых поначалу было трое, все – бельгийские овчарки малинуа. А кинологов двое – Андрей Мамаенко и его жена Татьяна. Они оба раньше работали с собаками в полиции, а на пенсии продолжили заниматься дрессировкой. Организовала исследование Военно-медицинская академия имени Кирова, поэтому ничего удивительного, что собаки пришли в медицину из силовых органов: до того их главной специальностью был поиск взрывчатки.

Приучить уже натренированных собак находить новый запах проще, чем начинать с самых азов. Но все-таки на это ушло полгода. «Мы поначалу тыкались как слепые щенки, очень сложно было выработать методику, – рассказывает Мамаенко. – Однако сумели наладить процесс. Итальянские собаки занимались те же полгода по пять дней в неделю, а нашим хватило двух дней в неделю». Предварительно заготовленную мочу размораживали, наносили на ватный диск, а его клали в некое подобие солонки – баночку с дырочками в крышке. Баночки ставили в ряд. Возле той и только возле той, в которой определялся рак, собака должна была замереть – за это ее поощряли.

Кажется, просто. Но эксперимент пошел не туда. Вскоре выяснилось, что все три малинуа в своей онкодиагностике ориентируются не только на запах, но и на поведение дрессировщиков. Когда собака подходила к правильной баночке, те напряженно ждали: остановится? нет? И собака это чувствовала не хуже полиграфа. Пришлось сделать исследование, говоря медицинским языком, двойным слепым – чтобы не только малинуа, но и кинологи не знали, где какой образец.

Ошибка ПСА

Еще одна сложность возникла из-за того, что собаки оказались слишком способными. Дело в том, что рак простаты поначалу определялся по онкомаркеру ПСА (простатический специфический антиген). Это метод чувствительный: если рак есть, скорее всего, ПСА его покажет. Но недостаточно специфичный: повышенная концентрация ПСА нередко бывает и при отсутствии рака. В результате бедных малинуа, которые уже начали понимать, что к чему, и спокойно проходили мимо мочи, чьи доноры ничем не болели, вновь и вновь заставляли к ней принюхиваться. Когда стало понятно, в чем дело, дизайн эксперимента был изменен: выбирали только тех доноров мочи, у которых наличие рака простаты было проверено с помощью биопсии. Увы! Самая старшая из собак, Тори, – ей шел восьмой год – не смогла перестроиться и принять новое. Ее пришлось из эксперимента исключить. А трехлетки Шанель и Кисса (с двумя «с», не кошка ведь) сумели переучиться и достигли точности диагностики 98,2 и 95,4% соответственно.

Запах генов

Мамаенко и большинство других исследователей собачьих способностей не задавались вопросом, по каким элементам запаха животные определяют болезнь. Во всяком случае, говорит кинолог, «просто рака» для собачьего носа не существует. Животное, которое научилось узнавать рак легкого (Кровь5 про таких рассказывала, не определит, пока его этому дополнительно не научат, рак простаты. И наоборот. В общем факт, который стал понятен сравнительно недавно, – что рак не одна болезнь, а много разных – для собак очевиден. Удивительно также, что статус «человек с раком простаты» с точки зрения собачьего нюха может сохраняться и после оперативного лечения. Мочу людей, у которых простата была удалена из-за рака, но уже успели возникнуть метастазы, собаки по-прежнему идентифицируют как мочу больных раком простаты.

И все-таки кое-что про связь рака с запахами уже понятно. Эта связь идет через иммунную систему и гены тканевой совместимости (у человека набор этих генов называется HLA, и именно его проверяют у потенциальных доноров костного мозга, принимая в регистр). Вообще каким-то образом ощущать их по запаху можно. Кровь5 рассказывала, как мы, люди, на нюх подсознательно определяем набор HLA потенциального партнера и это служит для нас весомым фактором в превращении потенциального в реального.

Гены тканевой совместимости кодируют набор белков – он тоже называется HLA, – которые каждая клетка организма выставляет на своей поверхности, чтобы иммунитет мог убедиться, что эта клетка «своя». А среди иммунных клеток есть так называемые натуральные киллеры (NK), именно они в основном убивают клетки с неправильным набором HLA. Раковые клетки на определенной стадии научаются обходить этот барьер. Набор HLA у них часто неправильный, но при этом они выделяют вещества, с помощью которых «усыпляют» NK-клетки и не дают им себя уничтожить. И вот так, если говорить очень упрощенно, клетки с измененным набором белков HLA, будущая опухоль, получают возможность жить и размножаться. Скорее всего, именно HLA этих измененных клеток порождают нюансы запаха, которые чуют собаки

Всюду засунуть нос

К сожалению, обученным Мамаенко собакам пришлось прекратить медицинскую деятельность: завершение исследования совпало с началом пандемии и дальше дело как-то не пошло. Хотя, говорит кинолог, интересовались этой работой многие.

Некоторые врачи сомневаются в необходимости скрининга именно этого вида рака: его более раннее выявление практически не меняет прогноз выживаемости и при этом иногда может принести вред, связанный с ненужным лечением. Но возможности собак не ограничиваются раком простаты и вообще раком. В мире существует множество структур, обучающих собак узнавать целую гамму болезней и опасных состояний, например английская Medical Detection Dogs. Собаки могут предсказать сердечный приступ и эпилептический припадок. У больных диабетом они могут унюхать и повышенный, и пониженный сахар. Да, конечно, в этом последнем случае техника уже догнала живую природу – глюкометр работает не хуже. Но ведь детям с диабетом, например, общаться с собакой-доктором определенно приятнее, чем с электронной штукой.

Андрей Мамаенко говорит, что никакого специального отбора не проводил: взял тех собак, которые были под рукой. Другое дело, что все три уже работали со взрывчаткой – а к этому способность и интерес проявляет процентов 15–20 собак. Зависит, конечно, от породы. Чаще на такую работу берут немецких и бельгийских овчарок, лабрадоров. «Если очень захотеть, можно и болонку найти со способностями диагноста, – говорит Мамаенко. – Но тут уже придется потрудиться».

Жизнь разбросала участниц эксперимента. Тори на заслуженном отдыхе. Шанель вернулась к прежней саперной работе. А Киссу Мамаенко все-таки оставил при себе: она теперь носитель уникального умения определять рак простаты по «запаху генов». Если хозяину понадобится обучить других собак, она, конечно же, поможет.

Фото: Алексей Лощилов