Новая техника диагностирует наличие любого вируса по одному образцу крови

Фото: Shutterstock

Вирусологи из нью-йоркского Колумбийского университета (Columbia University) разработали уникальную технику обнаружения вирусов у человека и животных: она быстро и эффективно определяет наличие одного из многих тысяч известных вирусов. При этом врачу даже не нужно формулировать предварительные гипотезы о том, какой инфекционный агент вызывает состояние пациента.

Например, недавний случай одного из авторов работы Иэна Липкина (Ian Lipkin) – диагностика по анализу крови человека, которому пересадили костный мозг, после чего он заболел. Ему не могли поставить диагноз, но было очевидно, что у него крайне сильно воспалены сосуды. Несколько лет назад Липкин анализировал подобный случай, и открыл тогда новый полиомавирус. Он думал, что, возможно, здесь речь также пойдет о новом, неизвестном вирусе. Однако все оказалось не так: при обработке анализа с помощью новой системы выяснилось, что у мужчины вирус денге. В этом была логика, поскольку пациент не так давно посещал Вьетнам, где денге достаточно распространен. Но очень важно, что ученые даже не думали искать в его крови денге. «Когда проверяют образцы крови больных, обычно действуют в соответствии с гипотезой. Может быть, это энтеровирус. Может быть, это вирус герпеса. В соответствии с этой догадкой выбирается и сам анализ – тот, что предназначен для конкретного инфекционного агента. Обычно нет возможности искать максимально широко», – объясняет Липкин.

Новая система – VirCapSeq-VERT – свободна от этих ограничений. Липкин и коллеги создали инструмент для универсальной проверки на все известные человеческие вирусы. Она объединяет преимущества секвенирования ДНК (которая предельно точно определяет вирус по его генам, но страдает от чувствительности к присутствию генов носителя) и ПЦР (которая снимает проблему чувствительности, но каждый раз требует какой-то внятной гипотезы). Образно ее действие напоминает рыбалку невероятных масштабов: два миллиона «крючков», рассчитанных на разные вирусы и их вариации, опускаются в образец крови. Затем все, что «зацепилось» за эти крючки, подвергается секвенированию, и вы получаете расшифровки генома всех присутствующих в крови вирусов.

Система протестирована на определение вирусов Эбола, денге, гриппа и MERS, причем не только по образцам крови, но и тканей и других жидкостей, и даже по образцу кала летучей мыши. Во всех случаях VirCapSeq-VERT успешно определяла вирусы, даже если их присутствие было минимальным.

Поскольку в результате применения техники получаются полные геномы вирусов, исключены ложноположительные результаты. Параллельно можно увидеть мутации, которые претерпел геном вируса, и которые могли бы помешать его традиционной диагностике и лечению. Потенциально система способна показать и присутствие новых вирусов. «Мы вероятно не найдем ничего совершенно нового, но можем обнаружить все, что в пределах 60%-ного сходства с представленными в нашей библиотеке вирусами», – говорит Липкин.

Кроме того, можно анализировать данные сразу нескольких пациентов – до 21 человека одновременно. Это позволяет существенно экономить на анализах.