Сложность диагностики респираторных вирусных заболеваний

Респираторные инфекции дыхательных путей являются одними из наиболее распространенных заболеваний человека. Примерно 25% случаев вызваны бактериями, а остальные – вирусами. Первые лечатся антибиотиками, вторые – противовирусными препаратами. Однако симптомы бактериальных и вирусных респираторных инфекций, как правило, неразличимы, а диагнозы ставятся, в основном, по клиническим признакам. В результате, несмотря на то, что случаев заболеваний, вызванных бактериями, меньшинство, врачи в США часто назначают антибиотики неуместно. Об этом сообщает учебник «Принципы внутренней медицины» Гаррисона, который Американская медицинская ассоциация считает «самой признанной книгой во всей медицине».

Согласно этому учебнику, огромное потребление антибиотиков для лечения респираторных инфекций способствовало росту устойчивости к антибиотикам распространенных патогенов, таких как Streptococcus pneumoniae, что само по себе оказывает значительное влияние как на здравоохранение в целом, так и на самих пациентов в частности. Появление массовых тестов ПЦР немного улучшило диагностику. Однако даже лучшие тесты способны обнаружить только около 10 штаммов вирусов, в то время как сотни различных вирусов способны вызвать ОРВИ, причем у каждого вируса существует практически неограниченное количество штаммов, которые непрерывно изменяются.

В результате авторы учебника считают справедливым сказать, что существующие диагностические инструменты ОРВИ не оптимальны, а инфекционный агент остается неизвестным примерно в трети случаев. Авторы указывают направление для дальнейших исследований: «До тех пор, пока последовательное, недорогое и быстрое тестирование не станет доступным и не будет широко использоваться, острые респираторные инфекции будут диагностироваться в основном по клиническим показаниям… Использование антибиотиков и возможность злоупотребления ими в этих условиях создают постоянные проблемы».

Усовершенствованная диагностика респираторных вирусов

Группа французских ученых опубликовала в 2024 году результаты клинического исследования, в котором ученые использовали уровень интерферона I типа (ИФН-1) в мазке из носоглотки для улучшения диагностики ОРВИ.

Ученые проанализировали существующие научные исследования на предмет наличия простого в использовании диагностического инструмента для широкого спектра респираторных вирусов. Оказалось, что современные диагностические стратегии в основном используют идентификацию на основе ПЦР, нацеленную на каждый тип вируса. Причем в обычных вирусологических лабораториях определяют только наиболее часто встречающиеся респираторные вирусы: вирусы гриппа, респираторно-синцитиальный вирус, риновирус и коронавирусы. Ученые же стремились разработать инструмент, который может легко дополнить стандартные ПЦР-тесты в большинстве лабораторий для диагностики ОРВИ.

Традиционная ПЦР-диагностика основана на поиске патогена в биологическом материале, например, мазке из носоглотки. Эта стратегия эффективна для бактерий, поскольку у них есть общие гены. Но у вирусов нет общей геномной структуры. Однако все вирусы объединяет одна особенность – каждый из них вызывает защитную противовирусную реакцию организма, которая начинается с синтеза ИФН-1 инфицированными клетками. Эту особенность и использовали французские ученые для разработки маркера ОРВИ.

Ученые сравнили уровни ИФН-1 у здоровых людей и у людей с подтвержденной респираторной вирусной инфекцией. В результате была разработана шкала уровня ИФН-1 в организме, определяющая наличие ОРВИ. С помощью этой шкалы ученые проанализировали мазки из носоглотки у людей с подозрением на ОРВИ, но у которых ПЦР-тестирование не выявило наличие наиболее распространенных респираторных вирусов, перечисленных выше. Оказалось, что оценка по шкале ИФН-1 выявляет респираторную инфекцию в 63% случаев, в которых обычная вирусологическая лаборатория показывает отсутствие инфекции. Данный результат был проверен с помощью геномного анализа и более детальных вирусологических тестов. Итоговая точность диагностики ОРВИ на основе совместного применения ПЦР-тестирования и оценки по шкале ИФН-1 составила 94%.

Детали исследования

В исследовании участвовали 788 человек с подозрением на респираторную вирусную инфекцию, и 53 здоровых человека – в контрольной группе. Всем участникам делали мазки из носоглотки, а затем полученный биологический материал анализировали. Сначала – в обычной вирусологической лаборатории, которая определяет ОРВИ с помощью ПЦР-тестирования на наличие четырех вышеперечисленных наиболее распространенных респираторных вирусов. В результате диагноз ОРВИ подтвердился у 64% людей с подозрением на респираторную вирусную инфекцию. Любопытно, что в 4% случаев было подтверждено инфицирование как минимум двумя из 4 вирусов.

Затем ученые сравнили уровень ИФН-1 у здоровых людей и у людей с подтвержденным диагнозом ОРВИ. Важно отметить, что из-за высокой активности молекул интерферона I типа, их концентрация в организме низкая даже во время вирусного заболевания. Поэтому ученые оценивали уровни ИФН-1 по активности 4 интерферон-стимулированных генов. Выяснилось, что у людей с подозрением на респираторную вирусную инфекцию уровни ИФН-1 в среднем в 13 раз выше, чем у здоровых. Этот результат важен, поскольку он указывает на высокие показатели назального уровня ИФН-1 для диагностики ОРВИ, независимо от типа вовлеченного вируса, что, в конечном счете, поможет выявлять инфицирование новыми, неизвестными ранее вирусами.

Результаты представлены на графике с детализацией по типам вирусов: левый столбец – здоровые люди, далее по порядку – коронавирус, респираторно-синцитиальный вирус (RSV), грипп B (IBV), грипп А (IAV):

Источник изображения: https://www.thelancet.com/journals/ebiom/article/PIIS2352-3964(24)00486-9/fulltext

На основе полученных данных было рассчитано пороговое значение ИФН-1 (красная линия на графике), превышение которого означает наличие вирусной инфекции. У значительной части участников, инфицированных коронавирусом SARS-CoV-2, уровень ИФН-1 оказался ниже порогового значения. Это логично, поскольку из более ранних исследований известно, что SARS-CoV-2 имеет целый ряд способов подавлять синтез интерферонов I типа в зараженных клетках.

Однако ученых заинтересовали случаи, когда вне зависимости от типа вируса ПЦР-тестирование подтвердило наличие ОРВИ в мазке из носоглотки, а уровень по шкале ИФН-1 оказался ниже порогового значения. Таких участников оказалось 23%. Выяснилось, что в 88% таких случаев не происходит вирусного размножения независимо от типа вируса. Причем вирусная нагрузка на организм как минимум в два раза ниже, чем у людей, чей уровень ИФН-1 превышает пороговое значение.

На следующем этапе исследования ученые проанализировали с помощью шкалы ИФН-1 мазки из носоглотки тех участников, у которых было подозрение на ОРВИ, но ПЦР-тестирование не выявило наличие вируса. Оказалось, что шкала ИФН-1 выявляет наличие активной вирусной инфекции в 63% таких случаев. Этот результат был проверен с помощью геномного анализа и тестов второй линии, которые способны выявить штаммы 23 вирусов. Итоговая точность диагностики ОРВИ при совместном использовании ПЦР-тестов и шкалы ИФН-1 составила 94%.

Выводы

Уровень назального ИФН-1 можно использовать как маркер респираторных вирусных инфекций. Этот маркер улучшает диагностику ОРВИ в сочетании с ПЦР-тестами первой линии, помогая определить наличие вирусов гриппа, респираторно-синцитиального вируса, риновируса и коронавирусов. Шкала ИФН-1 помогает выявлять заражение всеми типами респираторных вирусов, в том числе и еще не известными.

Полезная статья, нужная информация? Поделитесь ею!

Кому-то она тоже будет полезной и нужной:

Источники

Наш канал в Telegram:

Статьи по схожим темам: