Против палочки Коха: какие цифровые инструменты создают для фтизиатров

Туберкулез (ТБ) является одним из основных инфекционных заболеваний. Ежегодно он выявляется примерно у 10 млн человек. У 23% населения Земли латентная форма туберкулеза. Традиционных методов диагностики и определения лекарственной чувствительности ТБ явно недостаточно, поэтому на помощь врачам-фтизиатрам приходят цифровые инструменты.

Индийские находки

По данным Всемирной организации здравоохранения, из 10 млн человек, ежегодно заболевающих туберкулезом, ⅔ – жители развивающихся стран, среди которых самый большой вклад вносит Индия – с 27%. На ее же долю также приходится 24% случаев развития лекарственно устойчивых форм туберкулеза. Правительство этой страны поставило цель искоренить опасную болезнь к 2025 году. Неудивительно, что в Индии этой проблемой занимаются множество стартапов.

Так, компания DeepTek предлагает облачное решение на основе искусственного интеллекта Genki. Продукт представляет собой инструмент для масштабного скрининга ТБ. Решение считывает рентген грудной клетки и мгновенно сообщает, есть ли подозрение на туберкулез или нет. Больные с подозрением на туберкулез направляются для прохождения теста GeneXpert. Он выявляет лекарственно-устойчивые случаи ТБ по образцам мокроты, помогая поставщикам медицинских услуг выбирать наиболее подходящее лечение. Genki позволяет сократить количество пациентов, которым необходимо пройти молекулярные тесты, тем самым снижая общие затраты. Genki может быть встроен в мобильные рентгеновские аппараты / компьютерные томографы. 

Центр клеточных и молекулярных платформ в Бангалоре продвигает решение C-CAMP, благодаря которому человеку достаточно покашлять в мобильный телефон, чтобы получить оценку того, страдает ли он каким-либо заболеванием легких. Мобильное приложение на основе искусственного интеллекта помогает врачу быстро определить дальнейшую тактику ведения такого пациента. При этом результаты сортировки, по данным стартапа, превышают 95% чувствительность лабораторных исследований.

А вот стартап из Мумбаи Thermaissance смог успешно уничтожить бактерии Mycobacterium tuberculosis с помощью инновационных тканей. Исследование показало, что даже после 14 дней инкубации ткани Thermaissance продолжали демонстрировать большие зоны ингибирования против туберкулеза, что свидетельствует об их эффективности. 

Когда бактерии туберкулеза вступают в контакт с поверхностью маски Thermaissance, запатентованная технология Thermaissance проникает в бактериальную мембрану, разрывая ее и тем самым препятствуя ее способности выживать. Самодезинфицирующиеся маски Thermaissance многоразовые, рассчитаны на 150 бережных стирок и не требуют специального обращения. К тому же они не содержат вредных химических веществ, таких как формальдегид и анилин. 

Проекты Фонда Гейтса

Огромный вклад в борьбу с ТБ вносит Фонд Гейтса. Он работает с несколькими партнерами, чтобы лучше понять, как защитить людей от туберкулеза с помощью вакцины. Сегодня Бацилла Кальметта-Герена (БЦЖ) – единственная доступная противотуберкулезная вакцина. Она была разработана почти 100 лет назад и имеет ограниченную эффективность после детского возраста. Учрежденное Биллом и Мелиндой Гейтс Сотрудничество по открытию противотуберкулезной вакцины (CTVD) призвано облегчить обмен идеями между учеными-туберкулезами и разработать рекомендации по безопасному и эффективному прохождению вакцин-кандидатов через клинические испытания.

Поддерживаемая Фондом Гейтса компания Dimagi, которая производит цифровые инструменты для медицинских работников в отдаленных районах, недавно приобрела SureAdhere, стартап программного обеспечения, ориентированный на ТБ. Речь идет о видеотерапии под непосредственным наблюдением (VDOT), важному цифровому инструменту для лечения туберкулеза. VDOT позволяет медицинским работникам виртуально наблюдать за больными туберкулезом, когда они принимают лекарства. Это сложный процесс, который часто включает несколько препаратов и длится от 6 до 12 месяцев. Согласно недавнему исследованию, опубликованному в медицинском журнале JAMA Network Open, виртуальное наблюдение по эффективности не уступает личному наблюдению.

Фонд поддерживает разработку диагностических тестов следующего поколения, основанных на образцах, которые легче получить, чем мокрота, включая кровь, мочу и, возможно, дыхание или пот. Хотя эти методы находятся на ранних стадиях разработки, новые средства диагностики могут улучшить выявление ТБ, способствовать более быстрому лечению и снижению передачи, убеждены в фонде.

Кто быстрее

Тем временем австралийская компания Ellume совместно с немецкой QIAGEN разработала новую версию теста QuantiFERON под названием QIAreach™ QFT. Эта технология, которая примерно вдвое меньше ноутбука и работает на батарейках, сочетает в себе сверхчувствительную технологию цифрового обнаружения Ellume с полным рабочим процессом тестирования. 

QIAreach™ QFT может обнаруживать активные инфекции, а также латентные инфекции до того, как они перейдут в болезнь. Такое раннее выявление может позволить применить правильные меры и методы лечения и повысить эффективность программ борьбы с туберкулезом. Результат тестирования готов через 20 минут.

Способность выявлять латентные инфекции особенно важна, поскольку бактерии туберкулеза подобны бомбе замедленного действия, которая может быть приведена в действие другими инфекциями, такими как ВИЧ, или другими факторами, приводящими к ослаблению иммунитета. Чем раньше можно провериться и вмешаться, тем лучше.

Конечно, разработка и оптимизация QIAreach™ QFT отошла на второй план, когда всего год спустя разразился COVID-19, но команды продолжали свою работу. В январе этого года партнеры объявили о том, что их продукт получил разрешение на запуск в более чем 100 странах с ограниченной инфраструктурой.

В прошлом году российская компания «ТестГен» сообщила о разработке прототипа тест-системы, которая позволит выявлять возбудители туберкулеза и микобактериозов за три часа. 

Как пояснил один из разработчиков, кандидат биологических наук Алексей Соловьев, сейчас для диагностики используются культуральные (микробиологические) и молекулярно-генетические методы. В отличие от традиционных микробиологических методов, при которых анализ занимает от трех и более недель, новая разработка позволит выявить микобактерии в течение трех часов в стандартной ПЦР-лаборатории. Быстро выявлять микобактерии возможно благодаря используемой технологии – ПЦР-РВ.

«Тест-система позволит выявлять микобактерии туберкулезного и нетуберкулезного комплекса. Для ПЦР-анализа может использоваться мокрота, моча, другие биологические жидкости пациента или биопсийный материал. Использование TaqMan-зондов позволяет достичь высокой специфичности и чувствительности тест-системы, а также мультиплексности, то есть возможности детектирования разных аналитов (мишеней, фрагментов ДНК) в одной пробирке», – рассказал Соловьев.

К тому же «ТестГен» трудится над тест-системой, которая позволит определять устойчивость микобактерий к нескольким антибиотикам первой и второй линии. 

Прототип тест-системы, которая способна быстро определить устойчивый к антибиотикам туберкулез, создана и в ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр фтизиопульмонологии и инфекционных заболеваний» Минздрава России, сообщали в прошлом году «Известия».

Главный разработчик тест-системы, заведующий отделом инфекционной иммунологии, патологии и биотехнологий «НМИЦ ФПИ», профессор Михаил Владимирский отметил, что новая отечественная тест-система существенно опережает импортные аналоги.

«Кроме того, тест-система позволит определять чувствительность микобактерий туберкулеза одновременно к десяти или более антибиотикам в течение пяти дней, тогда как современный импортный дорогостоящий аналог требует для этого не менее 14 дней», — заявил он.

В будущем использование тест-системы позволит уменьшить время проведения исследования в два раза, снизив стоимость анализа.

Африканский пластырь

Новую диагностическую методику, позволяющую неинвазивно, быстро и с высокой точностью выявлять туберкулез, разработала группа ученых Кейптаунского университета (UCT). Их пластырь A‑Patch включает в себя нанодатчики, которые обнаруживают соединения туберкулеза, выделяющиеся из кожи. Авторская сенсорная матрица позволяет провести диагностику на месте оказания медицинской помощи.

«Два из пяти пациентов с туберкулезом во всем мире остаются незамеченными, и поэтому срочно требуются хорошие инструменты скрининга, — прокомментировал профессор Киртан Дхеда, руководитель Центра легочных инфекций и иммунологии Кейптаунского университета. — Например, мазок мокроты слишком нечувствителен, а культивирование микобактерий занимает от четырех до восьми недель и, по крайней мере, от двух до трех визитов пациента, чтобы завершить диагноз и начать лечение».

Ноу-хау ученых UCT, как ожидается, обеспечит основу для разработки широкого спектра низко‑и высококлассных носимых пластырей, которые смогут обнаруживать широкий спектр заболеваний.

Корреспондент МВ и ФВ Екатерина Погонцева специально для evercare.ru