Красимира Захариева: Значението на молекулярната диагностика за инфекциозните заболявания. Нови разработки в диагностиката на антимикробната резистентност
Антимикробната резистентност (AMР) причинява около 700 000 смъртни случая годишно в световен мащаб и всяка страна е потенциално засегната. Ако не се обърне подходящо внимание, броят им може да нарасне до 10 милиона годишно до 2050 г. AMР възниква, когато бактериите и други микроорганизми се адаптират и станат по-малко податливи на медикаментозно лечение.
Докато много внимание е насочено към неправилната употреба на антимикробни средства, има все повече доказателства, че качеството на лекарствата е друг важен фактор. Лекарства с по-ниска доза от активната съставка могат да доведат до резистентност. Стратегиите, насочени към справяне с антимикробната резистентност, включват осигуряване на широк достъп до лекарства на достъпна цена, правилно управление на съществуващите антимикробни лечения, инвестиции в разработването на нови лечения. Качеството на лекарствата е в основата и на трите. Качествената медицина е от съществено значение за справяне с глобалната заплаха от AMР.
Разработване и актуализиране на стандарти за качество на лекарства, включително антималарийни и антимикробни средства, използвани за лечение на заболявания като туберкулоза, менингит и пневмония са основна цел за постигане.
Укрепване на системите за откриване и премахване на некачествени антимикробни средства от пазара и подпомагане на местните здравни системи да подобрят достъпа до качествени антимикробни лекарства също е едно от основните направления, в които трябва да се работи.
Повишаване на осведомеността и разбирането за качеството на лекарствата и правилната им употреба, нивата на AMР и навременната диагностика са от решаващо значение за вземане на адекватни, навременни мерки и информирани политически решения.
В условия с ограничени ресурси и широк спектър от възможни етиологични причинители, молекулярните технологии предлагат ефективно решение за диагностика на инфекциозни заболявания, тъй като те са гъвкави, бързи и високопроизводителни. Здравните системи, които редовно използват молекулярна диагностика, ще постигнат високи резултати, ще увеличат максимално ограничените експертни познания и бързо ще реагират на нови заплахи.
Златно правило за изграждане на лабораторен капацитет е изборът на техника, която е приложима и може да бъде поддържана. Въпреки своята полезност и прецизност молекулярната диагностика се считаше за „неприложима в рутинната диагностика“ в продължение на десетилетия, тъй като беше счетена за твърде податлива на замърсяване, скъпа и технически сложна, особено в страни с ниски доходи, където ресурсите са ограничени, уменията и знанията са недостатъчни и ресурсите и инфраструктурата не са актуални.
Традиционната клинична микробиология, основана на клетъчно-културално култивиране е трудоемка, времеемка и ресурсоемка. Някои патогени са лесно култивируеми за разлика от други. Клетъчно-културалните методи, които биват широко използвани в диагностиката, превенцията и контрола на инфекциите и при доказване на огнища на инфекции са допълнително ограничени от дългите периоди на изпитване и предизвикателствата, свързани с обезпечаване на качеството. Серологичните методи, макар и обикновено много по-бързи и по-прости, често не осигуряват ширината и дълбочината на информацията, необходима за вземане на информирани и ефективни решения, понякога не са достатъчно специфични и не са достъпни за много патогени.
Повечето африкански държави например се сблъскват не само с ограничени ресурси, но и с голяма тежест и разнообразие от инфекциозни заболявания. Треската, най-честият симптом, водещ до посещаемост на здравно заведение в Нигерия, може да възникне от инфекция с > 200 различни патогени, включително маларийни плазмодии, Salmonella enterica и редица хеморагични вируси. Много от животозастрашаващите патогени не могат да бъдат надеждно открити и диагностицирани без скъпи допълнителни молекулярни методи. Тази комбинация от широк патогенен диапазон и ресурсни ограничения, които водят до много високоинфекциозни заболявания, подчертава необходимостта от ефективна молекулярна диагностика.
Предпочитанието към „прости“ основани на клетъчно култивиране метаанализи идва от съсредоточаването върху отделни заболявания и патогени и често разходите са компенсирани от научни проекти, освен това тези методи са изключително бавни и трудиемки, не дават пълна информация и не са подходящи да задоволят широките нужди на здравната система. Като предлагат по-голяма диагностична прецизност за широк спектър от патогени, използвайки малка консумативи, молекулярната диагностика е рентабилна, въпреки високите предварителни разходи, и достатъчно гъвкава, за да се валидира и настрои към нововъзникващи заплахи. В държави с ограничени ресурси молекулярното оборудване обикновено е запазено за специални или само референтни тестове. Но по-широкото използване на молекулярните диагностични методи ще доведе до икономия на време, труд, по-висока произвовдителност, по-точни и информативни резултати и навременно поставяне на диагноза и ефективна терапевтична схема.
Но колко е възможно да се въведе молекулярна диагностика в среда с ограничен бюджет, слаба инфраструктура и малко квалифициран персонал?
COVID-19 предоставя практическо доказателство за възможността това да се случи и концепцията за въвеждане в рутинната диагностика на нововъзникващите и инфекциозните заболявания да бъде изпълнена успешно. Между януари 2020 г. и януари 2021 г. броят на лабораториите за обществено здраве в световен мащаб, оборудвани да извършват молекулярна идентификация на SARS-CoV-2 в клинични проби, се е увеличил поне десеторно. Това увеличение беше постигнато чрез образцова координация и надзор, поетапно обучение и обединени обществени поръчки. Успоредно с това беше увеличена биологичната безопасност, беше развито биоинженерството и се подсигури по-добро качество на диагностиката и получените резултати. Подобен експоненциален ръст на капацитета за тестване на този патоген в общественото здравеопазване е доказателство за бързият напредък в молекулярната диагностика и пренасочване на направените първоначални инвестиции в диагностика на COVID-19 за други инфекциозни заболявания.
Други примери за успешно приложени молекулярни техники в диагностиката са при доказвне причинителите на ебола и жълта треска, заболявания, причинени от хеморагични вируси в Нигерия през последното десетилетие. С помощта на молекулярните методи тези тестове са извършени не за седмици, а за часове. Предварителната информация, предоставена чрез PCR тестове на място, предостави ранни сведения, които ръководеха първите мерки, които са предприети в областта на общественото здраве. Секвенирането на целия геном (WGS) даде възможност едновременно да се идентифицират необичайните етиологични агенти, да се определят тяхните профили на антимикробна резистентност и да се определят вътреболничните огнища. Молекулярните методи могат да увеличат идентифицирането на патогени при пациенти с менингит няколкократно, както показват в проучване на огнище на вируса на Чикунгуня в Бангладеш. Тези и много други примери изграждат силен аргумент за рутинна употреба на молекулярна диагностика дори в лицето на предизвикателства, които до голяма степен могат да бъдат преодолени.
Както беше посочено и преди, „PCR е лесно да се направи лошо“, а вероятността от контаминация или погрешно тълкуване на данни от лошо изпълнени молекулярни тестове са кошмарите на дори най-напредналите диагностици. Секвенирането на целия геном може да смекчи някои ограничения на PCR. Налице е неотложна необходимост от разширяване и укрепване на базата от знания в областта на молекулярната биология в страните с ниски доходи и от увеличаване на достъпа до външно осигуряване на качеството.
Молекулярната диагностика ще осигури достъп до тестове за милиони, които нямат такава възможност сега. Съществува огромен потенциал за революционизиране на наблюдението на труднодостъпните групи от населението и за покриване на големи площи с малко ресурси. Например откриването на патогени, предавани по фекално-орален път може да помогне за идентифициране на разнообразните пътища на предаване и за вземане на своевременни мерки като например кампании за ваксинация. В случай на тиф, рутинната диагностика има слаба чувствителност, а диагностиката на пробите от източници на околната среда е още по-малко чувствителна. Но откриването на S. enterica и други патогени чрез методи, основани на ДНК, е лесно и ефективно и успешно се използва за картографиране на пътищата на трансмисия и предаване на тиф, както и на полиомиелитните вируси. Аналогични методи могат да се използват за холера, ентеровируси и дори SARS-CoV-2.
