Новый быстрый тест диагностирует пневмонию и другие инфекции нижних дыхательных путей

Ученые из Университета Восточной Англии (UEA) и Института Квадрам разработали новый быстрый метод диагностики инфекций нижних дыхательных путей, который может улучшить лечение пациентов и сдержать распространение антимикробной резистентности.

Инфекции нижних дыхательных путей, такие как пневмония, являются причиной около 3 миллионов смертей в год во всем мире и могут быть вызваны различными микробами.

Текущие диагностические методы основаны на выращивании бактерий из образцов пациентов, но это занимает два-три дня и может не выявить причину. В это время пациентам назначают антибиотики широкого спектра действия, которые могут не сработать, если инфекция вызвана устойчивым патогеном, и вызвать побочные эффекты. Это также способствует развитию антимикробной резистентности.

Доктор Джастин О'Грейди из Нориджской медицинской школы UEA и его команда в Институте Квадрам успешно разработали тест клинической метагеномики для точного определения бактериальных причин инфекций нижних дыхательных путей.

Клиническая метагеномика использует современные технологии секвенирования для изучения всего генетического материала в образце пациента и идентификации присутствующих патогенов. Она также может выявить гены, которые делают патогены устойчивыми к определенным антибиотикам.

Новый метод, разработанный совместно с коллегами из Норфолкской и Нориджской университетской больницы и Института Эрлхэма, сокращает время для точной диагностики причин инфекции до всего шести часов.

Это позволяет быстро начать целенаправленную антибиотикотерапию, что улучшает исходы для пациентов, сокращает использование антибиотиков широкого спектра и помогает в борьбе с антимикробной резистентностью.

Доктор О'Грейди заявил: «Клиническая метагеномика обещает совершить революцию в диагностике инфекционных заболеваний, и наше исследование описывает первый быстрый, доступный и точный тест клинической метагеномики, который можно легко использовать на регулярной основе в клинических условиях».

Исследование, опубликованное в журнале Nature Biotechnology, преодолевает некоторые препятствия, которые до сих пор сдерживали широкое внедрение клинической метагеномики.

Метод включает этап быстрого и эффективного удаления человеческого генетического материала из образца, предоставленного пациентом, оставляя в основном ДНК патогена для секвенирования. Финансирование исследования поступило от Совета по биотехнологическим и биологическим исследованиям, Совета по медицинским исследованиям и Национального института исследований в области здравоохранения.

Фемула Харалампаус из Нориджской медицинской школы UEA сказала: «С респираторными образцами трудно работать, потому что они в основном состоят из человеческого генетического материала. Его удаление облегчает обнаружение патогенов и сокращает стоимость и время секвенирования».

Исследователи сотрудничали с Oxford Nanopore Technologies, используя их портативное устройство для секвенирования MinION, что позволило генерировать и анализировать данные секвенирования в реальном времени. Это сокращает время получения результата с дней до часов.

Пилотный метод был протестирован на 40 образцах от пациентов с подозрением на инфекции нижних дыхательных путей. Затем команда усовершенствовала тест, чтобы повысить его чувствительность и сократить время от взятия образца до результата до шести часов, и протестировала его еще на 41 респираторном образце.

Доктор Джемма Кей из Нориджской медицинской школы UEA сказала: «Пайплайн, который мы разработали в этом исследовании, генерирует данные, которые можно использовать не только для клинической диагностики, но и для приложений общественного здравоохранения, таких как обнаружение вспышек и контроль внутрибольничных инфекций».

В настоящее время протокол оценивается в более крупном многоцентровом клиническом испытании для оценки его эффективности в диагностике внутрибольничной пневмонии.

Статья «Nanopore metagenomics enables rapid clinical diagnosis of bacterial lower respiratory infection» опубликована в Nature Biotechnology 24 июня 2019 года.