0
Инновационный тест поможет точно различать бактериальные и вирусные инфекции
В развивающихся странах большинство назначений антибиотиков не только бессмысленны — по оценкам, от 70% до 80% из них назначаются для вирусных инфекций, которые такие препараты не лечат, но и вредны, поскольку чрезмерное использование антибиотиков ускоряет развитие устойчивости к ним.
Новый тест на основе экспрессии генов, разработанный исследователями Стэнфордской медицины и их коллегами, может позволить врачам по всему миру быстро и точно различать бактериальные и вирусные инфекции, тем самым сокращая чрезмерное использование антибиотиков. Тест основан на том, как иммунная система пациента реагирует на инфекцию.
Это первый такой диагностический тест, проверенный в различных группах населения мира, учитывающий более широкий спектр бактериальных инфекций, и единственный, который соответствует целевым показателям точности, установленным Всемирной организацией здравоохранения и Фондом инновационной новой диагностики для борьбы с устойчивостью к антибиотикам.
Эти цели включают в себя не менее 90% чувствительности (правильное определение истинных положительных моментов) и 80% специфичности (правильная идентификация истинных негативов) для различения бактериальных и вирусных инфекций.
Новый тест описан в статье, опубликованной в Cell Reports Medicine.
«Устойчивость к противомикробным препаратам постоянно растет, поэтому было предпринято много усилий для сокращения ненадлежащего использования антибиотиков», - сказал Пурвеш Хатри, доктор философии, доцент медицины и биомедицинских наук о данных и старший автор статьи. «Точная диагностика наличия у пациента бактериальной или вирусной инфекции является одной из самых больших глобальных проблем в области здравоохранения».
Существующие методы включают выращивание патогена в чашке Петри, что занимает несколько дней, или тестирование полимеразной цепной реакции (ПЦР), которое требует знания конкретного патогена для поиска.
Вот почему во многих случаях «врачи назначают антибиотики эмпирически», — сказал Хатри. «Они говорят: «Мы дадим вам антибиотик, и если вы поправитесь, у вас - бактериальная инфекция. Если нет, у вас вирусная инфекция, и мы остановим приём препарата».
Тест является одним из новых диагностических тестов, которые откликаются на реакцию хозяина, то есть на то, как реагирует иммунная система пациента, чтобы определить тип инфекции. Они измеряют экспрессию определенных генов, участвующих в иммунном ответе хозяина.
Однако, поскольку эти тесты были разработаны с использованием данных из Западной Европы и Северной Америки, они не учитывают типы инфекций, которые распространены в странах с низким и средним уровнем дохода. В частности, им трудно определить более тонкие различия между внутриклеточными бактериальными и вирусными инфекциями.
«Эпидемиологически бактериальные инфекции в развитых странах обычно происходят от бактерий, которые реплицируются вне клетки человека», — сказал Хатри. Эти внеклеточные бактерии включают E. coli и те, которые вызывают стрептококковое горло. В развивающихся странах распространённые бактериальные инфекции, такие как тиф и туберкулез, вызваны внутриклеточными бактериями, которые реплицируются внутри клеток человека, как и вирусы.
Современные тесты на реакцию хозяина могут отличать внеклеточные бактериальные инфекции от вирусных инфекций с точностью более 80%, но они могут идентифицировать только от 40% до 70% внутриклеточных инфекций.
Чтобы разработать диагностический тест, который может отделить оба типа бактериальных инфекций от вирусных инфекций, команда Хатри использовала общедоступные данные экспрессии генов из 35 стран. Они включали 4 754 образца от людей разных возрастов, полов и рас с известными инфекциями.
Используя искусственный интеллект и половину этих образцов, они идентифицировали восемь генов, которые по-разному экспрессируются при бактериальных и вирусных инфекциях. Они проверили свой тест из восьми генов на оставшихся образцах и более 300 новых образцах, собранных в Непале и Лаосе.
Они обнаружили, что эти восемь генов могут отличать внутриклеточные и внеклеточные бактериальные инфекции от вирусных инфекций с высокой точностью.
Команда учёных надеется, что новый диагностический тест в конечном итоге может быть использован в клиниках скорой помощи и принят врачами как в развитых, так и в развивающихся странах, поскольку он требует только образца крови и может быть выполнен за 30-45 минут.
