Красимира Захариева: Секвениране на целия геном за наблюдение на антимикробната резистентност (GLASS)
Антимикробната резистентност (АМР) представлява нарастваща заплаха за общественото здраве и устойчивото развитие. Нарастващото разпространение на АМР е заплаха за общественото здраве в световен мащаб, тъй като нововъзникващите механизми за АМР и мултирезистентни (MDR) патогени излагат на риск ефективността на лечението на микробните инфекции. Държавите членки и СЗО признаха тази заплаха, като единодушно одобриха Глобален план за действие в борбата с АМР на шестдесет и осмата световна здравна асамблея (WHA68.7). АМР е призната и като заплаха за постигането на целите за устойчиво развитие. Изчислено е, че до 2030 г. инфекциите с резистентни бактерии, водещи до повишена заболеваемост, увреждания, преждевременна смърт и намалена работоспособност, ще се превърнат в значителна заплаха за световната икономика, ако не бъдат предприети действия. Освен това инфекциите с АМР при добитъка застрашават устойчивото производство на храни и продоволствената сигурност.
В Глобалния план за действие срещу АМР се подчертава важността на надзора с цел укрепване на базата от знания и данни с цел информирано вземане на решения, прилагане на стратегиите и наблюдение на ефективността на мерките. Понастоящем GLASS (Global Antimicrobial Resistance and Use Surveillance System) „наблюдава“ инфекциите при хора, дължащи се на няколко приоритетни патогена, с микробиологични данни, получени от фенотипни методи за изследване на АМР.
Секвенирането на целия геном (WGS) осигурява огромно количество информация и възможно най-висока разделителна способност за подтипизиране на патогени. Прилагането на WGS за глобален надзор може да предостави информация за раннaтa поява и разпространение на АМР и допълнително да послужи за основа на навременното разработване на риск политиката за контрол на АМР. Последователността на данните, произтичащи от наблюдението на АМР, може да предостави ключова информация, която да направлява разработването на инструменти за бърза диагностика за по-добро и по-бързо характеризиране на гените за АМР, като по този начин да допълва фенотипните методи.
WGS е използвана вече успешно в наблюдението на АМР при патогени, като например причинителите на мултирезистентна туберкулоза (ТБ) и резистентен към лекарства ХИВ. WGS се използва в молекулярната биология за получаване на пълна или почти пълна ДНК последователност на тестовия организъм. За мониторинг на патогени и в помощ на общественото здраве, ДНК последователността на патогенния микроорганизъм може да бъде сравнена с база данни за АМР гени и мутации в добре проучени микробни геноми, за да се направят изводи за важни фенотипни характеристики на микроорганизма, като АМР и факторите на вирулентност. Освен това, ако данните за последователността са с достатъчно качество, сравнението на цели микробни геноми позволява охарактеризирането на предполагаеми пътища за предаване и разпространение както на антимикробно-резистентни клонинги, така и на мобилни генетични елементи на АМР, както и на еволюционната взаимовръзка на новохарактеризираните организми с АМР и огнищата на болести.
WGS не замества фенотипните методи за откриване на АМР за общественото здраве или за насочване на клиничното лечение на повечето бактериални инфекции. Данните от WGS могат да се използват за проверка на идентичността на механизмите за АМР в изолати със съответната фенотипна резистентност или с несъответстваща фенотипна резистентност. Той обаче не може да се използва за количествено определяне на нивото на фенотипната АМР, така че не е подходящ за рутинен или прогнозен AST и следователно не може да замени напълно фенотипните методи. Той обаче може да допълни фенотипните методи, като добави информация за молекулярните детерминанти и механизмите на АМР и генетичните фактори, които улесняват предаването им в микробните популации. Понастоящем липсват познания относно механизмите за АМР, как те и щамовете, резистентни към антимикробни средства, се разпространяват и точните, конкретни мерки, които могат да бъдат предприети за ограничаване на АМР. Свързването на всеобхватни бази данни за генома с епидемиологичните и клиничните метаданни би било безценно за общественото здраве, медицинските изследвания и клиничните грижи. WGS могат да добавят важна, свързана с политиката информация за глобалния надзор на АМР, включително по-точно определяне на географското разпределение на гените на резистентността. Надзорът на АМР също така сигнализира за появата и предаването на АМР организми и циркулацията на резистентни щамове сред животните и между животните и хората (подхода „Едно здраве“).
Документ, изготвен от WHO, разглежда приложенията на WGS за наблюдение на АМР, включително ползите и ограниченията на настоящите технологии на WGS. Местни, поднационални, национални и международни казуси са включени като примери за използване на WGS при наблюдението на АМР. Също така се предоставя информация относно изискванията за създаване и модернизиране на лаборатории, за да се осигури капацитет за WGS и за въвеждане на WGS в системите за надзор на АМР.
Що се отнася до всяка нова технология, прилагането на WGS има някои ограничения и поражда практически предизвикателства в различни среди в световен мащаб. Но иновациите и по-нататъшното развитие на методите на WGS ще гарантират, че обхватът на тази нова технология ще разшири приложението си в бъдеще.
Разходите, свързани с приложението на WGS, намаляват бързо, което може да даде възможност за по-широка употреба на достъпни цени на тази нова технология във всички държави. Настоящият доклад има за цел да подпомогне държавите, които обмислят използването на тези omics методи за откриване и надзор на АМР, за да увеличат капацитета си.
Преглед на литературата, показа, че повечето от секвенираните патогенни изолати до момента са били предоставени от изследователи в държавите с висок доход. Технологиите за секвениране и разходите за тях обаче се променят бързо, като предоставят възможност за намаляване на пропуските в знанията и в държавите с ниски и средни доходи и за укрепване на способността на тези молекулярни методи за точно идентифициране на патогените и за използване както на фенотипни, така и на молекулярни методи, като например WGS за наблюдение на АМР с цел подобряване на общественото здраве.
Следва да се определят международни стандарти за използване на WGS за прогнозиране на АМР при патогени, за да се гарантира, че резултатите от различните лаборатории са съпоставими. Лабораториите следва да могат да използват щамове с гарантирано качество „златен стандарт“ и свои собствени протоколи, биоинформатични алгоритми и софтуер, за да идентифицират видовете бактериални щамове и да определят наличието или отсъствието на придобити гени и геномни мутации, свързани с фенотипната експресия на намалена чувствителност или резистентност с определена точност. За да бъде възможно това, публичните бази данни с геномни последователности следва да бъдат по-добре поддържани. Поради това лабораториите следва да качват данните от WGS в база данни на последователностите само с доклад, потвърждаващ, че отговарят на важни стандарти за осигуряване на качеството (QA). Ще трябва да бъдат договорени подходящи стандарти, за да се гарантира включването на новосъздадени лаборатории за WGS в LMIC. Лабораториите не само следва да отговарят на стандартите за качество, но и отделните последователности следва да бъдат качени в база данни само ако отговарят на стандартите за качество.
