5 мая 2023 г. ВОЗ официально объявила об окончании пандемии COVID-19. И хотя на момент написания данной статьи эпидемический процесс продолжается, можно подвести промежуточные итоги этого крупнейшего эпидемиологического события за последние 100 лет. Согласно данным ВОЗ, к настоящему моменту заболели более 775 млн человек, умерли более 7 млн, ущерб, нанесенный мировой экономике, составил более $12,5 трлн [1—2]. Очевидно, что в связи с плохо работающим статистическим учетом в целом ряде стран с большим населением эти данные могут быть занижены. Так, например, при использовании метода оценки избыточной смертности в период с 2020 по 2023 г. постулируется, что пандемия COVID-19 могла вызвать гибель от 19,1 до 36 млн человек, что ставит ее по количеству жертв в один ряд с пандемией гриппа в 1918—1920 гг [3].

В то же время пандемия COVID-19 стала закономерным явлением, которое можно было предвидеть, т.к. на протяжении последних 20 лет ведущими эпидемиологами мира и России неоднократно указывалось на то, что новые тенденции развития хозяйственной деятельности человека, характеризующиеся вторжением человека в новые ареалы природы с неизученным потенциалом биологической опасности, усиленным воздействием на окружающую среду вредных факторов промышленного производства, биологических отходов жизнедеятельности человека и сельскохозяйственных животных, а также глобализация мировой экономики рано или поздно приведут к эпидемиологической катастрофе.

В настоящее время так и не установлен основной хозяин, от которого произошла передача коронавируса к человеку в Китае. Не вызывает сомнений, что исходно данный вирус имеет происхождение от аналогичных вирусов летучих мышей. Анализ генетической структуры COVID-19 показывает, что в процессе эволюции вирус претерпевал гомологические рекомбинации с другими коронавирусами, что тем не менее так и не позволило установить первоначальный источник данной пандемии. Таким образом, возможность перехода вируса SARS-CoV-2 от летучих мышей к человеку является наглядной иллюстрацией того, что кроме известных очагов инфекционных болезней в природе возможно существование очагов неизвестных инфекций, представляющих значительную биологическую угрозу.

Понимание, что миру грозит пандемия, вызванная пока неописанным патогеном, возникло еще накануне возникновения пандемии COVID-19. В феврале 2018 г. ВОЗ была представлена новая концепция потенциального возникновения пандемии, вызванной ранее неизвестным науке патогеном, и предложен новый термин для описания этого события — «Болезнь Х». Согласно данной концепции, возбудителем «Болезни Х» может стать новый, ранее неизвестный патоген, появившийся в естественной среде или искусственно созданный. «Болезнь Х» может быть вызвана любым патогеном: вирусами, бактериями, патогенными грибами, простейшими. Предполагается, что еще неизвестный патоген будет настолько же опасен для человечества, как и ряд уже известных возбудителей инфекций: SARS, Эбола, Марбург и пр. Таким образом, вспышка «Болезни Х» может быть случайным природным событием, утечкой из лаборатории, проводящей генетические манипуляции с патогенами, или даже актом биотерроризма. Рассмотрим основные предпосылки для возникновения таких событий.

Основной причиной напряженности эпидемической ситуации как в мире, так и в России следует считать наличие большого количества активных известных природных очагов особо опасных и зоонозных инфекций, а также очагов, представляющих потенциальную биологическую угрозу, но при этом плохо охарактеризованных. В нашей стране известную опасность представляют собой инфекции, относящиеся к I группе патогенности и вызывающие высокую смертность: возбудители чумы, имеющей природные очаги на территории нашей страны, оспа обезьян и лихорадка Марбурга, пока не проникшие на территорию России, а также относящиеся ко II группе патогенности холера, сибирская язва (зарегистрировано более 35 тыс. неблагополучных стационарных пунктов — скотомогильников), флавивирусы (возбудители клещевого энцефалита, японского энцефалита, лихорадки Западного Нила и др.), буньявирусы (вирусы геморрагической лихорадки с почечным синдромом (ГЛПС) и конго-крымской геморрагической лихорадки (ККГЛ), рабдовирусы (вирус бешенства), возбудители туляремии, риккетсиозов и пр.). Большинство инфекционных заболеваний, вызываемых этими агентами, относятся к зооантропонозам и формируют в природной среде постоянно проявляющиеся очаги инфекций. Встает закономерный вопрос: какова перспективная динамика такого рода эпидемиологических событий? Работы, в которых делались попытки математического моделирования для оценки частот возникновения эпизоотий, неоднократно публиковались. Так, например, в работе Amanda Jean Meadows и соавт. было показано, что количество вспышек только для пяти нозологий опасных инфекций растет на 4,98% в год, а количество летальных исходов в результате этих вспышек увеличивается на 8,7% ежегодно [4]. Кроме того, прогнозы, основанные на математическом моделировании, показывают, что если эти темпы сохранятся, то количество смертей к 2050 г. в результате только пяти инфекций увеличится в 12 раз по сравнению с 2020 г. Природа, как однажды сказал академик В.В. Малеев, все еще остается биотеррористом №1 [5].

Несмотря на значительные биологические угрозы, происходящие из природных очагов, как это ни покажется парадоксальным, значительную опасность представляет деятельность ведущих мировых биологических лабораторий, направленная на изменение свойств микроорганизмов с целью придания им новых признаков. В августе 2023 г. Caroline Schuerger и соавт. был опубликован подробный обзор CSET (Центр безопасности и новых технологий) о так называемых исследованиях gain/loss-of-functions, т.е., по сути, исследованиях, направленных на усиление фенотипических свойств возбудителей инфекций [6]. Из данного обзора следует, что в большинстве проанализированных авторами работ изменяются следующие свойства возбудителей: скорость размножения, трансмиссивность, выживаемость в организме хозяина, устойчивость к лекарственным и вакцинным препаратам, тяжесть симптомов вызываемого патогеном заболевания. Такие исследования проводятся по всему миру, и в них участвуют сотни лабораторий, но преимущественно эти лаборатории располагаются в небольшом числе стран: в США — 50%, Китае — 21%, Японии — 10%, Германии — 9%, Англии — 8%, Франции — 6%, Канаде — 4%. Интересно отметить, что среди проанализированных лабораторий, осуществляющих данный вид деятельности, 58% работали по правилам BSL-2, 25% — по правилам BSL-3, но были лаборатории, которые занимаются модификацией патогенов, относящихся к 4-й группе патогенности, т.е. возбудителей особо-опасных инфекций. При этом число лабораторий, работающих с патогенами 4-й группы, неуклонно растет и с 1980 г. по настоящее время увеличилось практически в 40 раз, в основном за счет организации таких лабораторий в странах Европы и США. В обзоре также приводятся статистические данные по группам возбудителей, которые подвергаются gain/loss-of-functions изменениям. Так, 1% лабораторий изменяют свойства прионов, 2% — изменяют свойства паразитов, 5% — грибов, 29% — бактерий, и рекордсменами на этом поприще являются вирусы — их модифицируют 64% лабораторий. Излюбленными объектами для таких модификаций являются вирусы семейства Orthomixoviridae, куда относятся и вирусы гриппа, 14% лабораторий модифицируют герпесвирусы, 11% — флавирусы, 9% — коронавирусы и пр.

Очевидно, что такая деятельность не только чревата получением новых высоковирулентных штаммом микроорганизмов, но и может привести к случайной или преднамеренной утечке этих штаммов из лаборатории, заражению лабораторного персонала с последующим распространением модифицированных возбудителей за пределы учреждения и возникновению вспышек инфекционных заболеваний с непредсказуемыми последствиями. Нужно учитывать, что при современном уровне развития биотехнологий имеется возможность создания таких новых или модифицированных штаммов микроорганизмов, для которых отсутствуют средства диагностики, профилактики и лечения.

По-видимому, все описанные выше обстоятельства заставили главу ВОЗ Тедроса Гебрейесуса на протяжении последних лет неоднократно делать заявления о неминуемости новой пандемии, в том числе в результате «Болезни Х» [7]. Так, на ассамблее ВОЗ в Женеве, прошедшей в 2023 г., глава ВОЗ Тедрос Гебрейесус заявил, что новая пандемия, вызванная еще неизвестным патогеном, может быть страшнее, чем COVID-19. Позднее, в феврале 2024 г., на правительственном саммите в Дубае глава ВОЗ заявил о неготовности человечества к новой возможной пандемии [8]. И наконец, выступая в Женеве 17 июля 2024 г. на заседании Межправительственного переговорного органа (МППО), который разрабатывает проект соглашения о предотвращении пандемий, гендиректор ВОЗ сделал предупреждение, что новая пандемия может произойти в ближайшем будущем [9]. Кроме главы ВОЗ о высокой вероятности и о необходимости подготовки к новой пандемии говорил президент США [10]. Президент России Владимир Путин в ходе ежегодного послания Федеральному собранию в 2021 г. заявил, что пандемия коронавируса показала уязвимость современного мира и поручил подготовить нашу страну к возможному появлению нового неизвестного вируса [11].

С учетом заявления ведущих политиков мира, несмотря на известные финансово-экономические и социально-политические сложности в ковидный и постковидный период, целый ряд стран, включая нашу страну, разработали международные и национальные программы подготовки к новой пандемии. Из зарубежных международных программ заслуживает внимание программа, разработанная Коалицией за инновации в области обеспечения готовности к эпидемиям (CEPI) и принятая лидерами G7 на саммите в Карбис-Бее в 2021 г. Программа была введена в действие в 2022 г. и рассчитана до 2026 г. Бюджет программы относительно невелик — около $3,5 млрд. Цель программы — разработка и подготовка условий, при которых в течение первых 100 дней с момента выявления угрозы пандемии удастся обеспечить практическое звено здравоохранения всем необходимым для диагностики, профилактики и лечения «Болезни Х». При этом упор в программе делается на значительное ускорение разработки и налаживания производства как наборов для диагностики, так и вакцин. Для этого планируется создание библиотеки прототипов вакцин против наиболее опасных патогенов и внедрение в производство вакцин не менее 50 инноваций, которые позволят ускорить разработку, раннее производство и получение разрешения на применение вакцин. Исполнительный директор CEPI Мелани Сэвилл продемонстрировала необходимость такого подхода на примере борьбы с COVID-19. По ее словам, время с момента публикации первых данных о генетической последовательности SARS-CoV-2 до появления первой вакцины составило 326 дней. За это время до появления первой вакцины в мире уже умерли 1,6 млн человек. Если бы была возможность разработать вакцину за 100 дней, погибли бы менее 200 тыс. человек. Таким образом, при небольшом бюджете программы всего за 4 года планируется существенно повысить готовность к новой пандемии в странах G7.

Аналогичная программа — «Санитарный щит» была разработана и имплементирована в России. Срок реализации программы — 2022—2030 гг. Бюджет программы — 71,48 млрд рублей (около $750 млн). Декларируемая цель программы — создать барьер для эпидемий на трех рубежах: внутри страны, а также на границах с ближним и дальним зарубежьем. Направления действия программы:

1) защита от угроз безопасности здоровью граждан РФ;

2) лабораторная инфраструктура XXI века;

3) разработка диагностических наборов для выявления новых инфекционных болезней за 4 дня, вакцин за 4 мес;

4) разработка новой модели санитарно-эпидемиологического поведения.

В рамках программы запланированы разработки технологий раннего обнаружения и идентификации патогенных биологических агентов. Планируется разработать диагностические наборы для выявления не менее 50 патогенов. В плане создания средств профилактики стоит разработка 6 технологических платформ получения эффективных вакцин, включая платформу на основе РНК-вакцин, а также модернизация существующих платформ для векторных вакцин. Запланированы также работы по совершенствованию IT-инфраструктуры.

Приветствуя сам факт наличия программы, ее цель и направления действий, следует также рассмотреть пути ее совершенствования в уже существующем варианте и/или после ее окончания в 2030 г.

В части разработки средств раннего обнаружения и идентификации возбудителей, по нашему мнению, необходима, во-первых, разработка технологий метагеномного секвенирования с заданными характеристиками аналитической чувствительности и демонстрация работы этого подхода на разнообразном клиническом материале, во-вторых, разработка дешевых отечественных технологий таргетного секвенирования с вырожденными праймерами с филогрупповой специфичностью. Ниже данный подход будет рассмотрен.

В части разработки наборов реагентов необходимы более строгое определение и, как следствие, корректировка самого термина «разработка набора реагентов». Технически за 4 дня, заложенные в программе на разработку, невозможно создать набор реагентов, необходимый для выполнения анализов в ограниченном масштабе, в случае возникновения чрезвычайного эпидемиологического события, если под разработкой понимать не только создание компонентов набора реагентов, но и постановку на производство и хотя бы первичную проверку аналитических характеристик набора. Все, что можно успеть сделать за столь короткий срок, это разработать принципиальные компоненты набора — праймеры, зонды и контроли. Однако даже их синтез может занять более 5—7 дней. ФГБУ «ЦСП» ФМБА России стало одной из первых организаций России, создавших набор реагентов, включающий все необходимые компоненты ПЦР-набора для диагностики COVID-19. Наш опыт показывает, что синтез основных компонентов занял около 1 нед, но еще не менее недели было необходимо для организации экспериментального производства разработанного набора. Таким образом, если говорить о выпуске хотя бы непроверенной экспериментальной серии вновь разработанного набора, то на это нужно закладывать не менее 2 нед. Если говорить о клинической апробации набора, то при наличии охарактеризованного клинического материала это может занять еще около 1—2 нед. В соответствии с отечественными требованиями, набор считается окончательно разработанным, когда он создан, успешно прошел лабораторные испытания и внедрен для стандартизированного производства. Только в этом случае даже при отсутствии регистрационного удостоверения его можно применять для эпидемиологического анализа с минимальным риском ложных результатов, что, собственно, и требуется при возникновении эпидемии на начальном этапе. Применение непроверенных компонентов набора, синтезированных за 4 дня, напротив, может привести к ошибочной диагностике случаев опасного инфекционного заболевания со всеми вытекающими последствиями.

В части создания наборов для выявления 50 патогенов необходимо учитывать следующие обстоятельства. Конечно, прежде чем начинать разработку данных наборов, необходимо решение вопроса правильности выбора технологической платформы. Ведь от скорости, мультиплексности и автоматизации разрабатываемых решений будет зависеть, станет ли эта разработка разработкой XXI века, как того требует программа. В настоящее время ПЦР-тесты для диагностики более чем 400 патогенов, разработанные в ФГБУ «ЦНИИ эпидемиологии» Роспотребнадзора за 30 лет при непосредственном участии автора настоящей статьи, начинают проигрывать зарубежным тестам по вышеуказанным характеристикам. Необходимы новые технологические решения и новые платформы, которые будут опережать мировые разработки. В рассматриваемой программе в качестве «нового» подхода для разработки 50 наборов реагентов предложено использовать технологию LAMP-амплификации. При этом в качестве основного довода для выбора данной технологии указывается сокращение времени амплификации. Да, действительно, если сравнивать те разработки ПЦР-тестов, которые были до сегодняшнего дня сделаны в России, LAMP срабатывает быстрее в среднем на час, но дело в том, что в настоящее время за рубежом разработаны технологии изотермической амплификации, которые гораздо быстрее LAMP, и разработаны тесты на основе ПЦР, которые не уступают LAMP по скорости. И наоборот, технология LAMP не лишена недостатков. Для нее характерна более низкая по сравнению с ПЦР аналитическая чувствительность, а также невозможность создания на ее основе тестов для вариабельных вирусов. Кроме того, LAMP проигрывает ПЦР по возможности мультиплексирования, что крайне необходимо при расшифровке сложных инфекционных синдромов. Наконец, в свете зарубежных трендов в развитии молекулярных технологий, конечно, необходимо включение в программу создания универсальной платформы для полностью автоматизированного анализа на месте оказания медицинской помощи. Молекулярный тест будущего — это тест, который срабатывает в течение 20 мин, обладает аналитической чувствительностью до 100 копий/мл, позволяет обнаруживать несколько десятков или даже сотен мишеней, выполняется при минимальном участии оператора, в идеале лечащим врачом или пациентом. Именно такие требования к разработкам молекулярных тестов должны быть заложены в программу «Санитарный щит».

Поскольку данная статья посвящена перспективам развития лабораторной диагностики в обеспечении биологической безопасности России, рассмотрение задач по разработке вакцин и платформ для их создания, запланированных в программе «Санитарный щит», является предметом отдельного анализа. Однако необходимо отметить, что в данной программе отсутствует очень важная часть, посвященная созданию биобанка редких возбудителей инфекционных болезней, клинического материала от пациентов с невыясненной причиной инфекционных заболеваний, целенаправленному анализу и накоплению данных о нуклеотидных последовательностях неизученных патогенов. По сути, речь идет о необходимости описания новых возбудителей, преимущественно вирусов, которые потенциально и могут стать возбудителями «Болезни Х». Аналогичная программа была инициирована Университетом Вашингтона в 2021 г. совместно с консорциумом, включающим FHI 360 и PATH. Программа называлась «Открытие и изучение новых вирусных инфекций у животных с большим эпидемическим потенциалом (DEEP VZN)». Срок действия программы — 2021—2026 гг. Бюджет программы — $125 млн. Цель программы — выявить и охарактеризовать как можно больше вирусов с зоонозным и эпидемическим потенциалом с последующей публикацией данных в открытом доступе. Планировалось собрать более 800 тыс. образцов биологического материала от животных и выявить от 8 до 12 тыс. новых вирусов. Однако, к сожалению, в 2023 г. программа DEEP VZN была закрыта [12]. В качестве основных причин закрытия программы указывались соображения безопасности: якобы власти США опасались утечки накопленных опасных вирусов из лабораторий, вовлеченных в эту программу, что со всех точек зрения вызывает искреннее недоумение. Очевидно, что такие проекты нужны не только для изучения неизвестных патогенов, но и для предварительной разработки средств диагностики, профилактики и лечения, необходимых для применения в случае эмерджентной ситуации.

Таким образом, по нашему мнению, любая программа подготовки лабораторного звена отечественного здравоохранения к следующей эпидемии/пандемии «Болезни Х» должна содержать три ключевых компонента, указанных на рисунке.

Ключевые компоненты программы подготовки лабораторного звена к будущей пандемии.

В настоящем журнале представлены работы, которые проводятся Центром постгеномных технологий ФГБУ «ЦСП» ФМБА России, направленные на разработку новых средств молекулярной диагностики инфекционных болезней, в том числе и инфекций, вызванных неизвестными науке патогенами. Остановимся более подробно на каждом из направлений.

1. Создание универсальных платформ для эффективной идентификации и характеристики редких и неизвестных патогенов

Среди всех методических походов в лабораторной диагностике инфекций предпочтение отдается прямым методам, позволяющим выявить либо сам возбудитель, либо его маркеры. Из всех методов прямого обнаружения патогенов культуральные методы долгое время являлись «золотым стандартом» в диагностике инфекционных болезней. Понятно почему: в случае получения патогена в виде чистой культуры, что уже является выявлением основного звена патогенеза инфекционного заболевания, возможна также детальная характеристика его свойств всеми доступными дополнительными методами. Однако, как известно, за всю долгую историю разработок культурального подхода целые разделы лабораторной диагностики инфекций, основанные на этом подходе, до сих пор отсутствуют в клинической практике. Например, культуральные методы не состоялись в диагностике вирусных инфекций, паразитозов, частично используются для диагностики микозов. Единственное направление, где культуральные методы в настоящее время активно применяются, это бактериология. Но даже на этом направлении существуют проблемы, которые затрудняют полную расшифровку инфекционных синдромов: большая продолжительность, плохая высеваемость из ряда биологических сред, применение антибиотиков на догоспитальном этапе и, наконец, невозможность подобрать культуральные среды для целого ряда бактериальных патогенов.

Аналогичные проблемы возникают в связи с необходимостью расшифровки, т.е. выявления основного патогена, в случае возникновения эпидемической вспышки неясной этиологии. Именно поэтому все чаще для этих целей стали применяться культурально-независимые методы молекулярной диагностики. Для этого разрабатываются три разных технологии: синдромальная молекулярная диагностика, метагеномный анализ и таргетная амплификация широкого спектра патогенов с последующим секвенированием.

Синдромальная молекулярная диагностика основана в первую очередь на расшифровке уже установленных на госпитальном этапе инфекционных синдромов и заключается в использовании заранее созданных молекулярных тестов для выявления наиболее частых возбудителей данного инфекционного состояния. Более подробно это направление будет рассмотрено ниже.

Метагеномный анализ включает амплификацию неизвестных фрагментов ДНК из клинического материала с помощью вырожденных праймеров с последующим секвенированием поученных ампликонов. В настоящее время эта технология все больше и больше начинает использоваться как в клинической лабораторной диагностике, так и для установления причин эпидемических вспышек. К достоинствам данной технологии следует отнести ее универсальность, заключающуюся в отсутствии зависимости от природы патогена, однако оборотной стороной использования универсальных вырожденных праймеров на первом этапе анализа — амплификации — является крайне низкая аналитическая чувствительность технологии, особенно в случае работы с нестерильными биологическими образцами и/или содержащими большое количество ДНК хозяина. В то же время необходимо подчеркнуть, что в случае, если концентрация возбудителя инфекции высока, а также при низкой концентрации сторонней микрофлоры и ДНК пациента метагеномный анализ может быть единственным методом для обнаружения еще неизвестных патогенов, особенно в случае невозможности их культивирования, что делает его уникальным способом установления природы эпидемической вспышки, когда другие лабораторные подходы не работают. И в связи с этим, несмотря на низкую чувствительность, необходимы дальнейшие усилия по налаживанию данной технологии в практическом звене здравоохранения России, хотя бы на уровне референс-лабораторий.

Таргетная амплификация широкого спектра патогенов с последующим секвенированием — еще одно направление в универсальной расшифровке инфекционных синдромов с неустановленной причиной. Эта технология будет подробно рассмотрена в статье А.Д. Мацвай и соавт. в настоящем журнале. Здесь мы ограничимся рассмотрением ключевых разработок ФГБУ «ЦСП» ФМБА России. Принципиальной особенностью методологии данного анализа является алгоритм выбора последовательностей уникальных олигонуклеотидных праймеров, обладающих заданной филогрупповой специфичностью. Данный алгоритм был разработан группой авторов под руководством А.Д. Мацвай и зарегистрирован ФГБУ «ЦСП» ФМБА России в Роспатенте (свидетельство о государственной регистрации №2021660832) [13]. Суть алгоритма состоит в следующем. Для подбора филогрупповых праймеров из базы данных нуклеотидных последовательностей отбираются все последовательности данной группы, затем подбираются все возможные к-меры — короткие олигонуклеотиды, распознающие максимально возможное количество отобранных последовательностей, но при этом имеющие минимальное сродство с последовательностями, не входящими в группу интереса. На следующем этапе работы алгоритма происходит отбор тех к-меров, которые могут давать ампликоны в ПЦР. Данный алгоритм в ФГБУ «ЦСП» ФМБА России полностью автоматизирован, включая локализацию нуклеотидных последовательностей максимального числа патогенов, депонированных в международных базах данных. Время дизайна мультиплексной панели олигонуклеотидов, покрывающих группы интереса патогенов, занимает около 4 ч. Разработанный алгоритм был апробирован на модельных образцах, в результате чего была показана его высокая чувствительность — от ∙10⁵ до ∙10³ коп/мл, что существенно превосходит чувствительность метагеномного анализа. С применением данного алгоритма в настоящее время созданы мультиплексные панели для расшифровки следующих инфекционных синдромов: ОРЗ, ОКИ, нейроинфекции, сепсис, микозы. Кроме того, с использованием данного алгоритма были созданы панели праймеров и технологии NGS-анализа вирома летучих мышей и птиц. Разработанная нами уникальная технология адаптирована не только для NGS- платформ с чтением коротких ампликонов (Illumina, MGI), но и для приборов с длинным прочтением (Oxford Nanopore), включая отечественную разработку — «Нанопорус» [14]. Последнее позволило резко увеличить скорость самого анализа — до 8 ч.

2. Разработка сверхбыстрых подходов к скринингу инфекционных болезней в больших организованных коллективах

Пандемия COVID-19 показала, что при массовой заболеваемости лаборатории молекулярной диагностики, по сути, не смогли справится с нахлынувшим объемом проб. Особенно остро стоял вопрос при проведении тестирования людей, посещающих массовые мероприятия, а также на транспорте, включая аэропорты, железнодорожные вокзалы и т.п. И если ограничения посещения массовых мероприятий создавали известную социальную напряженность, то любые попытки ограничения движения граждан на транспорте могли повлиять на экономики стран. Таким образом, один из уроков пандемии COVID-19 — необходимость разработки новых подходов/методов, позволяющих в значительном масштабе проводить лабораторные исследования с недостижимой до сих пор для прямых методов скоростью — в течение нескольких десятков секунд. К сожалению, большинство физико-химических методов, лежащих в основе подавляющего числа лабораторных технологий, не позволяют это сделать. Однако еще в начале 2020 г. несколько стран (Финляндия, Германия и пр.) заявили о возможности использования специально натренированных собак для выявления больных COVID-19 по запаху с эффективностью >90% [15]. Таким образом, была продемонстрирована принципиальная возможность детекции летучих соединений, характерных для пациентов с COVID-19. В 2021 г. группой авторов из компании Breathomix (Нидерланды) не только был сконструирован прибор для анализа выдыхаемого воздуха, но и были продемонстрированы высокие показатели таких измерений [16]. В дальнейшем был опубликован целый ряд работ, подтверждающих результаты нидерландских ученых [17]. В связи с этим нами также была предпринята попытка создания аналогичного прибора. Об этом будет более подробно рассказано в настоящем журнале в статье Е.В. Агиной и соавт. Здесь приведем основные достижения на этом направлении. В настоящее время создана пилотная версия полностью автоматического прибора для анализа выдыхаемого воздуха. Всего выпущено 6 экземпляров данной версии. Разработан математический алгоритм анализа данных, основанный на машинном обучении. На ограниченной выборке больных COVID-19 в сравнении с контрольной группой, включающей пациентов с ОРВИ, ХОБЛ, астмой, диабетом, а также здоровых лиц, курильщиков и лиц с похмельем, были продемонстрированы высокая чувствительность — 99% и специфичность 85%. При этом время такого анализа не превышало 1,5 мин — измерение и 0,5 мин — подготовка прибора к следующему измерению. Полученные в первых экспериментах показатели эффективности сейчас проходят верификацию на больших выборках, но даже на этом этапе исследования становится понятно, что у данного подхода могут быть большие перспективы, в первую очередь как скринингового подхода для анализа больших групп населения. В связи со значительным снижением числа болеющих COVID-19 нами было предложено рассмотреть возможность применения данного подхода для скрининговых исследований при туберкулезе. В случае успеха отечественное здравоохранение получит новый способ выявления пациентов с туберкулезом при большом охвате населения в связи с простотой и скоростью предлагаемой процедуры измерения. Это, в свою очередь, может существенным образом изменить стратегию борьбы с туберкулезом в нашей стране.

3. Создание универсальных платформ для молекулярной экспресс-диагностики инфекций

Еще в самом начале возникновения пандемии COVID-19, при появлении первых крупных очагов, включая г. Ухань, стало понятно, что методы лабораторной диагностики, существовавшие на момент возникновения пандемии, в первую очередь ПЦР, плохо подходят для достижения основных целей эпидемиологии — эффективного инфекционного контроля и в идеале купирования вспышки. В мире только нескольким странам, из крупных — Китаю и Австралии, удалось сдерживать распространение коронавируса на основе тотального тестирования методом ПЦР всех контактных и въезжающих в страну лиц, а также последующей изоляции с ограничением посещения мест общественного пользования без подтверждающего отрицательного результата ПЦР-анализа, так называемого за рубежом подхода test-and-track. Общеизвестны как социальные, так и экономические проблемы, возникшие при использовании этого подхода. В большинстве других стран мира ПЦР-анализ использовался в основном для постановки диагноза при госпитализации и/или изоляции на время болезни, попытки инфекционного контроля если и предпринимались, то были далеки от эффективности. Причина этого кроется в особенностях самой процедуры ПЦР-исследования. Дело в том, что выполнение данного анализа требует оснащенной лицензированной лаборатории, обученного персонала, дорогого оборудования, ограничивая тем самым число лабораторий, способных качественно проводить ПЦР-диагностику. Важным фактором, ограничивающим максимальный охват населения ПЦР-анализами, является время исследования, которое составляет несколько часов. Таким образом, еще один урок пандемии COVID-19 состоял в необходимости разработки более быстрых решений для молекулярной диагностики, чем ПЦР. Такие решения разрабатывались ранее целым рядом зарубежных компаний. На сегодняшний день за рубежом внедрен целый ряд полностью автоматизированных решений для молекулярного анализа как в формате тестирования в месте оказания медицинской помощи (POC), так и для использования пациентами. Для данных решений характерны высокие лабораторные показатели эффективности молекулярных анализов, минимальные навыки работы, возможность одновременного выявления сразу нескольких десятков патогенов и самое главное — это возможность проводить исследования в течение часа и менее. Очевидно, что использование данных разработок в условиях эпидемий должно существенно ускорить и упростить выявление большого числа инфицированных лиц, тем самым значительно увеличив охват тестирования. К сожалению, до настоящего времени в России предпринимались лишь отдельные попытки создания приборов для молекулярной диагностики в формате POC. В реальности разработанные отечественные решения уступают зарубежным по всем параметрам. В связи с этим нами было инициировано сразу два проекта по созданию приборов и технологий для молекулярной диагностики POC. Об одном из них рассказывается в статье В. Пономарева, В.Г. Спудулите и соавт. настоящего журнала. Второй проект по созданию прибора для POC был инициирован в этом году. В рамках данного проекта мы поставили себе цель создать отечественное решение, которое превосходило бы по всем параметрам аналогичные зарубежные устройства. В частности, планируются высокая мультиплексность ПЦР-анализа — до 100—200 мишеней, автоматический формат исследования, высокая скорость — до 30 мин, включая все этапы исследования.

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.