Создание Глобальной иммунологической обсерватории остановит новую пандемию?

Анализы крови. Иллюстративное фото. Фото: Elmo Riig / Sakala

Ученый Майкл Мина хочет собрать миллионы образцов крови, которые новообразованная организация, получившая название Глобальной иммунологической обсерватории (ГИО), исследовала бы, чтобы выявлять признаки распространения патогенных микроорганизмов среди населения. Вместо телескопа он будет опираться на технологию, позволяющую измерять уровни содержания сотен тысяч различных антител в микролитре крови. По его словам, если ГИО сможет преодолеть материально-технические и логистические препятствия и найти устойчивое финансирование, это может стать мощным инструментом для мониторинга и реагирования на вспышки заболеваний.

На данный момент эта идея является лишь пилотным проектом для отслеживания распространения COVID-19. Скрытое распространение этой болезни среди населения актуализировало необходимость такой системы мониторинга, говорит Мина, иммунолог и эпидемиолог из Бригамской и Женской больниц и Гарвардской школы общественного здравоохранения, который вместе с коллегами обрисовывает концепцию ГИО в издании eLife. Соавторами являются Джереми Фаррар, специалист по инфекционным заболеваниям и директор Wellcome Trust, а также специалисты по вакцинам и иммунологии Адриан МакДермотт и Даниэль Доук из Национального института здравоохранения США, пишет издание Science.

Эпиднадзор за болезнями в Соединенных Штатах теперь опирается на лоскутное одеяло из больниц, клиник и врачей, чтобы сообщать о необычных событиях в департаменты здравоохранения штата, которые уже передают информацию в Центры по контролю и профилактике заболеваний. По словам Мина, необходимость в более оперативном и всеобъемлющем эпиднадзоре «была совершенно ясна из-за невозможности своевременно определить и смоделировать локальный уровень распространения COVID-19».

Мина хочет следить за вспышками, ища антитела к инфекционным агентам в регулярно собираемых анонимных образцах крови из всех возможных источников: банков крови, центров сбора плазмы, даже пяточных уколов новорожденных, которые берут в большинстве штатов у каждого ребенка для выявления генетических заболеваний. Образцы будут анонимны и распределены только по географическим районам. Платформы на основе чипов, которые могут идентифицировать сотни тысяч антител, уже производятся коммерческими компаниями, такими как, например, VirScan и Luminex. Мина говорит, что их можно легко увеличить, чтобы рассмотреть огромное число образцов как по отдельности, так и партиями.

«Это необычайная и захватывающая концепция, - отмечает специалист по инфекционным заболеваниям Уильям Шаффнер из Медицинского центра Университета Вандербильта. – Это пример нового мышления, которое нам необходимо в сфере общественного здравоохранения». Но, добавляет Шаффнер, «материально-технические проблемы для таких усилий могут быть огромными».

Мина и его соавторы предполагают первоначально протестировать около 10 000 образцов в день, а затем, если они получат финансирование для создания проекта, уже около 100 000 в день только для Соединенных Штатов. Даже меньшее число поможет обнаруживать – гораздо быстрее, чем нынешняя система отчетности – например, вспышку вируса Зика в сельской Луизиане или вируса лихорадки Западного Нила в Колорадо. ГИО также может ускорить мониторинг сезонного гриппа, что позволит больницам подготовиться к возможным скачкам и чиновникам от общественного здравоохранения быть уверенными в том, что вакцина распространяется максимально эффективно.

Когда появляется новое инфекционное заболевание, такое как COVID-19, Глобальная иммунологическая обсерватория может отслеживать его распространение. Обнаруживающие антитела чипы не обязательно должны быть обновлены, чтобы обнаружить новый патоген, такой как SARS-CoV-2, причину COVID-19. Исследователи могут увидеть рост числа антител, которые неспецифически нацелены на известные патогены, и могут пометить их неизвестных родственников. Например, взрывной рост числа антител, которые перекрестно реагируют на различные коронавирусы, вероятно, был бы обнаружен в китайском Ухане у людей, которые были инфицированы новым коронавирусом.

Антитела, которые обычно появляются через 1-2 недели после начала инфекции, могут сигнализировать не только людям, которые в настоящее время инфицированы, но и тем, у кого было заболевание и кто выздоровел. ГИО также идентифицирует конкретные штаммы бактерий и вирусов, заражающих людей, потому что каждый из них производит уникальный набор антител.

Идея регулярного мониторинга населения на наличие антител возникла в лаборатории эволюционного биолога Брайана Гренфелла в Принстонском университете, где Мина работал научным сотрудником. Теперь Мина присоединился к Гренфеллу и Джессике Меткалф, также биологу-эволюционисту в Принстоне, для расширения концепции.

Команда ГИО уже строит пилотную лабораторию в штате Массачусетс, и параллельно надеется получить финансовую поддержку. «Учитывая важность, которую, как мы считаем, это может иметь, мы начинаем искать финансирование у некоторых крупных благотворительных доноров, активных в сфере общественного здравоохранения», - говорит Мина. «Мы в настоящее время изучаем и открыты для всех вариантов».

Тем временем, пилотный проект команды, поддерживаемый фондом Open Philanthropy, собирает миллионы анонимных образцов крови с помощью компании по сбору плазмы Octapharma. Проверяя их на наличие антител к SARS-CoV-2, Мина и его коллеги надеются узнать, насколько полезным может быть широкое тестирование на антитела для отслеживания распространения нового коронавируса и, возможно, прогнозирования будущих «горячих точек» или локализованных вспышек.

Люди часто не вырабатывают антитела на ранних стадиях заражения; в случае инфекции SARS-CoV-2 это занимает 1 или 2 недели. Но Мина говорит, что тестирование на антитела все еще дает ценную информацию. «Неделя после вспышки это не так много», - поясняет он. «Например, если бы мы делали это с [кровью] лишь небольшой части Нью-Йорка, мы бы обнаружили, что [SARS-CoV-2] был там в феврале и мог дать [губернатору Эндрю] Куомо много аргументов для закрытия города 1 марта вместо 19-го».