Роль лабораторной диагностики в профилактике инфекционных заболеваний

Поясняет Маргарита Провоторова, ведущий эксперт CMD Центрального НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора.

15 апреля мы отмечаем Международный день специалиста по лабораторной диагностике. Для тех, кто работает на передовой эпидемиологического надзора, это не просто профессиональный праздник, а напоминание о главном: именно в пробирке, под микроскопом, или в результате сложной полимеразной цепной реакции рождается та самая объективная информация, которая позволяет установить причину заболевания. А значит, помогает понять, как действовать дальше, что необходимо предпринять для лечения и сдерживания распространения инфекции. Лабораторную службу можно сравнить с высокочувствительным радаром, и без сомнения, ученые ЦНИИ эпидемиологии вносят огромный вклад в противодействие эпидемиям – от разработки тест-систем до внедрения технологий, которые меняют подход к диагностике инфекционных заболеваний.

Как лаборатория помогает врачу выбрать правильную тактику

Одна из главных сложностей инфекционных заболеваний – неспецифичность симптомов. Повышение температуры, боль в горле, чувство общего недомогания могут быть вызваны огромным количеством возбудителей. Представьте, что только респираторных вирусов науке известно более 200 видов.

Формулировка «дифференциальная диагностика» пришла к нам из латинского языка: differentia означает «разность» или «различие». Метод позволяет последовательно исключить заболевания, которые протекают со схожими симптомами и установить в итоге истинную причину недомогания. И, конечно, ключевую роль здесь играют лабораторные исследования, а в случае с инфекционными заболеваниями – решающую.

Без своевременной лабораторной диагностики невозможно и эффективное лечение, которое направлено непосредственно на причину заболевания. Например, ориентируясь исключительно на симптомы, мы никогда не сможем понять, вирусная инфекция или бактериальная. А это имеет принципиально важное значение для дальнейшего лечения. Поэтому понимание причины заболевания – ключ к исцелению. Борьба с инфекцией подчиняется жесткой логике: чем раньше будет выявлен и идентифицирован возбудитель, тем быстрее можно начать обоснованную терапию, при необходимости провести изоляционные мероприятия.

Метод ПЦР

Разнообразие лабораторных исследований позволяет сделать диагностику заболеваний не только точной, но и информативной, причем в максимально короткие сроки и на ранних стадиях заражения. Здесь стоит начать с полимеразной цепной реакции (ПЦР) – можно сказать, что этот метод изменил медицину ХХ века, ведь именно благодаря ему мы имеем возможность диагностировать не только инфекционные болезни, выявляя фрагменты ДНК или РНК возбудителя, но и наследственные генетические заболевания, и даже определять пол будущего ребенка, просто взяв кровь у беременной женщины.

Особенностью ПЦР является возможность выявить возбудителя даже в случае, если в пробе присутствует всего лишь несколько молекул вируса или бактерии. Недаром чувствительность этого метода близка к 100%. Но самое интересное, что ПЦР помогает определить возбудителя еще до того, как появились симптомы заболевания – такие исследования могут быть информативны в инкубационном периоде. Так, пандемия COVID показала, что ПЦР-исследование указывает на инфицирование еще за 2–3 дня до появления симптомов. Не удивительно, что ПЦР сегодня считается «золотым стандартом» диагностики инфекционных заболеваний.

Серологические тесты

Под формулировкой «серологические исследования» (кстати, это название тоже пришло из латинского языка: serum переводится как «сыворотка») для диагностики инфекционных заболеваний подразумевают метод лабораторной диагностики, который основан на выявлении в сыворотке крови специфических антител – иммуноглобулинов. В отличие от метода ПЦР, в котором проводится выявление непосредственно генетического материала возбудителя, при серологическом исследовании мы можем оценить, как иммунная система отреагировала на контакт с патогеном.

Для лабораторной диагностики оценка гуморального иммунного ответа представляет значительную ценность, поскольку позволяет подтвердить факт контакта организма с вирусом или бактерией, определить давность инфицирования (острая инфекция или перенесенная), также можно оценить эффективность проведенной вакцинации. Как только в организм проник вирус или бактерия, иммунитет разворачивает сложнейший каскад различных защитных реакций. И один из ключевых механизмов – формирование гуморального иммунного ответа. Что это значит? Наши иммунные клетки вырабатывают антитела, или, как их еще называют, иммуноглобулины.

Впрочем, развитие такого иммунитета происходит не мгновенно, а в несколько этапов, когда идет синтез иммуноглобулинов различных классов. В иммунологии известно пять классов иммуноглобулинов, более подробно остановимся на двух.

Ig М – самые крупные, по форме напоминают пентамеры (пятиугольники). Они одними из первых реагируют на вторжение в организм вируса или бактерии. Как правило, уже на 5–7 день их можно обнаружить при проведении лабораторного исследования, что является свидетельством острой фазы инфекции.

Ig G – более мелкие. Их отличительной особенностью является способность проникать через плаценту, тем самым обеспечивая защиту плода материнскими антителами – так формируется пассивный иммунитет. Особенность иммуноглобулинов класса G – «иммунная память». Они способны запоминать патогены, и при повторной встрече с вирусом или бактерией иммунитет может быстро и эффективно обеспечить противодействие. Активная выработка иммуноглобулинов клаcса G происходит на 2–3 неделе после контакта с возбудителем. В этот период их и можно обнаружить при проведении лабораторного обследования.

LAMP

Нужно сказать и о новом методе изотермической амплификации (LAMP) – это быстрый, высокоспецифичный молекулярный анализ ДНК/РНК, проходящий при постоянной температуре. Технология обеспечивает высокую чувствительность, сравнимую с ПЦР, но выполняется быстрее (15–60 минут). Это помогает максимально быстро реагировать на вспышки инфекционных заболеваний и оперативно проводить необходимые эпидемические мероприятия.

Мультиплексные тест-системы

Широко используются при диагностике респираторных инфекций. Такие высокотехнологичные наборы позволяют за один анализ выявить десятки возбудителей из одной пробы биологического материала. Что также значительно ускоряет процесс диагностики.

Когда целесообразно применять экспресс-тестирование

Всегда, когда нужен ответ непосредственно у постели больного. Результат экспресс-тестов может быть получен в течение 10–30 минут и не требует использования сложного лабораторного оборудования. Но, конечно, это не полная альтернатива классическому подходу, когда исследование проводится в лабораторном комплексе. А, скорее, «оперативное решение» в ситуациях, когда счет идет на минуты: незаменимо в экстренных состояниях, в очагах инфекций, в полевых условиях. Такие тесты – важный элемент в оказании помощи и постановки диагноза.

Лабораторная диагностика продолжает стремительно развиваться. Можно сказать, что сегодня мы наблюдаем настоящую технологическую революцию: на стыке молекулярной биологии, биоинформатики рождаются методы, которые еще 10–15 лет назад считались научной фантастикой. Сейчас можно не только выявить РНК, ДНК вируса или бактерии в пробе биологического материала. Уже доступно секвенирование нового поколения – подробное, безошибочное чтение генетического кода. Ученые могут изучить полный геном патогенов и отследить пути распространения инфекций. Кроме того, благодаря молекулярным методам диагностики возможно выявление генетических мутаций устойчивости к антибиотикам у бактерий.

Новые технологии делают лабораторную диагностику быстрее, доступнее и информативнее. А значит, ее современные методы дополнительно усиливают санитарный щит, защищающий каждого из нас.

Больше полезной информации по санитарной безопасности и профилактике опасных заболеваний на сайте санщит.рус.