Ежегодно во всем мире 15 апреля отмечается «Международный день специалиста по лабораторной диагностике». Лабораторная диагностика является одним из наиболее активно развивающихся сегментов науки и здравоохранения в Российской Федерации.
Новейшие разработки в области лабораторной диагностики имеют несколько направлений:
- Микрофлюидика и лазерное пиросеквенирование для высокопроизводительного секвенирования ДНК и РНК. Исследования показали, что необходимое для анализа время может быть сокращено за счет использования микрофлюидных методов вместо обычных. Микрофлюидная технология позволила провести анализ метилирования ДНК в клетках, который затруднен при использовании традиционных подходов [https://doi.org/10.1063/10.0023845].
- Миниатюризация и интеграция лабораторного оборудования для проведения комплексных анализов непосредственно у постели больного. Наиболее перспективные технологии оказания медицинской помощи у постели больного уже разработаны для считывания результатов колориметрических, электрохимических, хемилюминесцентных, флуоресцентных тестов, обнаружения клеток, биомолекул, наночастиц и микроорганизмов [https://doi.org/10.7150 /ntno.81485].
- Создание биочипов и микрожидкостных устройств для одновременного определения множества биомаркеров. Так, учеными было создано новое микрофлюидное устройство на основе биочипов для обнаружения циркулирующих опухолевых клеток для выявления гинекологических раковых заболеваний [https://doi.org/10.3390/ijms24032300].
- Применение искусственного интеллекта и машинного обучения для обработки больших объёмов данных и автоматизации интерпретации результатов. В 2023 году была представлена модель искусственного интеллекта, основанная на машинном обучении, для автоматизации приоритизации вариантов диагностики редких генетических заболеваний [https://doi.org/10.1016/j.gim.2023.100830].
- Разработка мультиплексных анализов и технологий «сухой химии» для упрощения процедуры тестирования и ускорения получения результатов. Одна из последних разработок – устройство электрохемилюминесценции на основе сухой химии для тестирования АЛТ на месте оказания медицинской помощи, позволяющее определять АЛТ в режиме реального времени [https://doi.org/10.1016/j.talanta.2023.124287].
На базе ФБУН ФНИИВИ «Виром» Роспотребнадзора уже сейчас реализовано проведение исследований методом высокопроизводительного секвенирования, ведутся разработки современных методов лабораторной диагностики вирусных инфекций. Вместе с тем выполняются и рутинные клинические лабораторные исследования. Лаборатории Института оснащены современным оборудованием, что позволяет получать высокие результаты в научной и практической деятельности.
Арбитражной лабораторией диагностики ВИЧ и оппортунистических инфекций Уральского окружного центра по профилактике и борьбе со СПИД проводится целый спектр высоковостребованных исследований:
- определение антител к ВИЧ 1 и ВИЧ 2, определение антигена p24 методом ИФА;
- подтверждение выявления ВИЧ-инфекции методом иммунного блоттинга;
- определение вирусной нагрузки ВИЧ-1 методом количественной ПЦР;
- выявление вирусных гепатитов B и C методами ИФА и ПЦР;
- определение лекарственной устойчивости ВИЧ;
- определение резистентности вируса гепатита C к противовирусным препаратам прямого действия;
- определение генетического полиморфизма CCR5del32 методом ПЦР для определения восприимчивости к ВИЧ-инфекции;
- определение однонуклеотидных полиморфизмов в гене АСЕ2 (rs2285666) и гене ИЛ-10 (rs1800872), которые ассоциированы с тяжелым течением COVID-1
Лаборатория трансмиссивных вирусных инфекций и клещевого энцефалита проводит научные исследования по следующим направлениям:
- выявление наличия антител к вирусам клещевого энцефалита, лихорадки Западного Нила, Крымской-Конго геморрагической лихорадки, хантавирусам методом ИФА;
- выявление возбудителей клещевого вирусного энцефалита, гранулоцитарного анаплазмоза человека, моноцитарного эрлихиоза человека, боррелиозов и других трансмиссивных инфекций методом ПЦР;
- выявление возбудителей природно-очаговых инфекций в пробах насекомых, клещей и в биоматериале от мелких млекопитающих молекулярно-генетическими методами.
В лаборатории энтеральных вирусных инфекций производится генетический анализ возбудителей норовирусной, ротавирусной, неполиомиелитной энтеровирусной инфекций при помощи фрагментного секвенирования;
- Успешно в лабораторную практику внедрена методика высокопроизводительного секвенирования на платформе Illumina/Solexa c расшифровкой полного генома возбудителей энтеровирусной инфекции;
- Ведется разработка мультиплексных наборов для детекции в реальном времени норовирусов, энтеровирусов, ротавирусов;
- Проводится анализ генетических полиморфизмов семейства генов FUT, ответственных за формирование резистентности к возбудителю норовирусной инфекции.
Лаборатория респираторных вирусных инфекций функционирует для углубленного изучения возбудителей гриппа, ОРВИ, COVID-19, циркулирующих на территории Уральского федерального округа. В лаборатории проводятся исследования:
- молекулярно-генетический анализ структуры современных штаммов респираторных вирусов, в т.ч. SARS-CoV-2;
- определение уровня популяционного иммунитета населения Свердловской области к гриппу А и В;
- определение наиболее значимых патогенов в развитии тяжелых форм острых респираторных инфекций у детей.
На протяжении 3-х лет ФБУН ФНИИВИ «Виром» Роспотребнадзора участвует в реализации мероприятий по борьбе с эпидемиями в рамках создания сети центров секвенирования для мониторинга изменчивости возбудителей инфекционных болезней: проводится генотипирование с использованием методов полногеномного и фрагментного секвенирования возбудителей респираторных, энтеральных, трансмиссивных инфекций, ВИЧ, гемоконтактных гепатитов.
Одну из ключевых ролей в лабораторной диагностике вирусных инфекций в Институте играет Лаборатория клеточных культур Создание приближенных к естественным условиям жизни клеток в организме человека делает возможным изучение механизмов заражения и размножения вирусов. Одним из основных методов диагностики вирусных инфекций с использованием клеточных культур является изоляция и выделение вирусов из клинического материала. Проведение исследований на клеточных моделях позволяет более глубоко понять особенности и механизмы действия вирусов, их мутаций и эволюции, а также разработать эффективные стратегии борьбы с ними. Кроме того, на клеточных культурах возможно тестирование новых вакцин и лекарств, что помогает выбирать наиболее эффективные средства для лечения и профилактики вирусных инфекций.
