Новые методы для диагностики респираторных инфекций

17.07.2019

Респираторные инфекции являются причиной назначения более 50 % антибиотиков, выписываемых пациентам во всём мире. Выявление их возбудителей для подбора правильной терапии занимает несколько дней, но, поскольку откладывать лечение нельзя, больному назначают антибиотики широкого спектра. Применение таких препаратов, в свою очередь, способствует селекции антибиотикорезистентных вариантов бактерий, а также негативно воздействуют на нормальную микрофлору кишечника, что может приводить к серьёзным отдалённым последствиям для пациента.

Современные метагеномные технологии приходят на помощь врачам, позволяя с помощью оборудования, разработанного английской компанией Nanopore, определять возбудителя заболевания за 6 часов. Исследования ДНК уже давно вошли в повседневную практику диагностических лабораторий. ПЦР-диагностика позволила существенно ускорить идентификацию многих патогенов. Благодаря ей выявление труднокультивируемых бактерий стало гораздо проще и точнее. Однако недостатком ПЦР является целевое выявление определённых видов бактерий и вирусов. Разработка быстрого и компактного прибора Nanopore позволила внедрить технологию определения генетических последовательностей бактерий вне зависимости от видовой принадлежности патогена в практику врачей-бактериологов.

Первые опыты по применению Nanopore для диагностики инфекций были проведены при респираторных заболеваниях. У пациентов отбирали мокроту и с помощью специальных химических соединений из неё устраняли ДНК человека, чтобы сконцентрировать ДНК возбудителя болезни. После этого технология Nanopore применялась для оценки присутствующей в материале ДНК. Использование компьютерной обработки результата позволило в автоматизированном режиме точно определять вид бактерий.

С задачей определения вида возбудителя предложенная методика справилась, но с антибиотикочувствительностью дела обстоят несколько сложнее. Дело в том, что связь конкретных генов и мутаций в них с устойчивостью бактерий к тем или иным препаратам пока до конца не изучена. Устойчивость к антибиотикам — сложное и многофакторное явление. Во многих случаях необходимо сочетание нескольких мутаций, чтобы невосприимчивость бактерий к тому или иному препарату достигла клинически значимого уровня. И, хотя читать последовательности генетического материала, находящегося в клиническом материале, сегодня стало не так уж сложно, понять, к чему именно приводит та или иная из выявленных особенностей, удаётся далеко не всегда. Так что использование технологии Nanopore для этих целей пока ещё в будущем.

метагеномные методы

В настоящее время молекулярно-биологические методы не смогут полностью заменить культуральные именно из-за трудностей оценки резистентности патогена к противомикробным препаратам. Тем не менее, такие технологии, как Nanopore, становятся дешевле и, возможно, уже скоро смогут существенно ускорить принятие решения при лечении пациентов. Данные, получаемые секвенатором, — огромный объём разнообразных сведений, в котором не всегда легко заметить какие-либо закономерности. Однако машинное обучение может позволить создать программу, которая даст возможность оптимизировать назначение лечения на основании исследования. Сегодня методики, основанные на метагеномном секвенировании, уже проходят клинические испытания.

Prodan A., Sommer M.O.A., Nieuwdorp M. Rapid diagnosis of lung infections // Nat Biotechnol. — 2019. — V. 37, N. 7. — P. 725-726.

Все новости
Регистрационные удостоверения
Награды сотрудников отдела
  • Лучший доклад молодых ученых «Новые концепции механизмов воспаления, аутоиммунного ответа и развития опухоли» V Международной научно-практической конференции. Государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного профессионального образован
  • Диплом победителя конкурса «Лучшая работа молодого ученого» Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Роспотребнадзора «Актуальные проблемы эпидемиологии и профилактической медицины», г. Ставрополь, 22 – 24 октября 2014 г
  • Диплом «Победитель конкурса грантов Санкт-Петербурга для студентов, аспирантов, молодых ученых, молодых кандидатов наук 2014 г.»
  • Победитель Конкурса грантов Санкт-Петербурга для студентов, аспирантов, молодых ученых, молодых кандидатов наук 2010 г. Махлай Наталья Сергеевна
  • Победитель XIV Конкурса бизнес-идей, научно-технических разработок и научно-исследовательских проектов Молодые, дерзкие, перспективные. Ольга Валентиновна Заручейнова
  • Финалист XIV Конкурса бизнес-идей, научно-технических разработок и научно-исследовательских проектов Молодые, дерзкие, перспективные. Наталья Сергеевна Махлай
  • Победитель программы Участник молодежного научно-инновационного конкурса (УМНИК). Васильева Елена Викторовна. НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера
ФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера
Отдел новых технологий
Факс
(812) 313-69-89
(812) 233-17-03