Новий метод діагностики дозволяє виявити туберкульоз, коли він вже перейшов в гостру фазу, але ще не проявляє себе в зовнішніх симптомах.
Збудник туберкульозу - бактерія Mycobacterium tuberculosis. (Фото: Sanofi Pasteur / Flickr.com )
<
>
До сих пір від туберкульозу по всьому світу вмирають сотні тисяч і навіть мільйони людей щорічно - так, за даними Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ), в 2016 році від туберкульозу померло 1,7 мільйона чоловік. У торішньому звіті ВООЗ йдеться, що смертність можна було б значно знизити, якщо хвороба виявляли раніше і вчасно починали лікування.
У туберкульозу, як відомо, є дві форми: прихована (латентна) та активна гостра форма, і у більшості заражених він залишається в прихованій формі - хвороба не розвивається і не передається оточуючим. У гострій формі туберкульоз заразний, але коли він переходить з прихованої форми в активну, такі його симптоми, як кашель, температура, зміни в легенях, які можна побачити на рентгені, можуть проявлятися не відразу, так що на ранній активній стадії хвороба виявляється і заразною , і до того ж непомітною. Тому так важливо навчитися діагностувати туберкульоз саме на цих невидимих стадіях.
Туберкульоз викликають мікобактерії, які приходять в організм і поселяються в імунних клітинах макрофагах. Завдання макрофагів - поглинати і знищувати бактерії і віруси, але деякі мікроби навчилися жити і розмножуватися прямо всередині цих клітин. Розмножуючись, мікобактерії виділяють особливі білки, які можна виявити в рідині, що покриває поверхню легкого. За таких білків і можна було б визначати початок активної форми туберкульозу. Однак на відміну від крові або сечі, отримати пробу легеневої рідини непросто. Є спосіб бронхоальвеолярного лаважу, коли легкі промивають фізіологічним розчином, але це досить неприємна процедура.
Дослідники з Інституту теоретичної та експериментальної біофізики (ІТЕБ) РАН у співпраці з колегами з Центрального науково-дослідного інституту туберкульозу розробили набагато зручніший метод діагностики - по тій легеневої рідини, яка вилітає з легких разом з видихом. Для уловлювання мікроскопічних крапель легеневої рідини використовували аналог фільтра Петрянова.
Ці фільтри були розроблені в СРСР в середині минулого століття для очищення повітря від радіоактивного пилу в атомній промисловості. Зараз їх модифікували, і тепер вони представляють собою фільтри для збору і аналізу повітряних частинок. Насадку з таким фільтром можна надіти на побутовий пилосос, прогнати через фільтр повітря, а потім змити з фільтра зібрані частки і вивчити їх склад.
Для діагностичних цілей дослідники сконструювали просте й дешеве одноразове пристрій, яке дозволяло б збирати мікрокраплі в повітрі, що видихається. Його відчули на пацієнтах Інституту туберкульозу: сорок два добровольця з тих, хто тільки вступив в клініку і ще не проходив лікування, дихали по 10 хвилин через капронову фільтр в пристрої, після чого в зібраному матеріалі шукали молекулярні ознаки, які вказували б на туберкульозних бактерій.
З'ясувалося, що живих мікобактерій в повітрі, що видихається немає, також немає ні їх ДНК, ні характерних бактеріальних молекул, але зате в ньому були антитіла, які імунітет вже встиг напрацювати у відповідь на появу мікобактерій. Цих антитіл дуже небагато (всього кілька тисяч або десятків тисяч молекул в пробі), але їх можна знайти у більшості пацієнтів. Виявити ж їх можна за допомогою ультрачутливого імуноаналізу, розробленого співробітниками ІТЕБ. Крім своєї високої чутливості, такий іммуноаналіз хороший тим, що дозволяє швидко, за 5-10 хвилин, визначити відразу кілька антитіл або антигенів (молекул, проти яких синтезовані антитіла). Таким чином, вперше вдалося показати, що в повітрі, що видихається є специфічні антитіла, які вказують на активно розмножуються збудників інфекції - туберкульозних мікобактерій.
Якщо порівнювати з пробами, взятими у здорових людей, то чутливість і специфічність нового методу складе близько 60-70%. Діагностувати туберкульоз з більшою точністю заважає те, що у здорових людей, довго які контактували з хворими, в легких можуть з'явитися такі ж антитіла, як і у хворих. Підвищити точність діагностики можна, якщо доповнити аналіз антитіл перевіркою на ще одну ознаку інфекції - запалення в легенях, яке можна визначити з особливих імунним білків-інтерлейкіну, також містяться в повітрі, що видихається. Детально результати експериментів описані в Journal of Breath Research .
У перспективі, якщо фінансування досліджень продовжиться, автори роботи збираються вдосконалити свій метод як раз в сторону підвищення точності. Більш того, такий спосіб діагностики можна використовувати не тільки для туберкульозу, а й для інших легеневих захворювань, наприклад, для хронічної обструктивної хвороби легень, яка зараз виходить на третє місце в світі серед причин смертності.
Робота виконана за підтримки Російського наукового фонду
За матеріалами прес-служби ІТЕБ
