AI vadīta uzraudzības sistēma, lai cīnītos pret jaunām infekcijas slimībām

AI vadīta uzraudzības sistēma, lai cīnītos pret jaunām infekcijas slimībām

Pētnieki ir atraduši jaunu veidu, kā identificēt infekciozākus vīrusu vai baktēriju variantus, kas izplatās cilvēkos, tostarp tos, kas izraisa gripu, COVID, garo klepu un tuberkulozi.

Jaunajā pieejā tiek izmantoti inficētu cilvēku paraugi, lai nodrošinātu cilvēku populācijās cirkulējošo patogēnu uzraudzību reāllaikā un ļautu ātri un automātiski identificēt vakcīnas vīrusus. Tas varētu ietekmēt tādu vakcīnu izstrādi, kuras ir efektīvākas slimību profilaksei.

Šī pieeja var arī ātri atklāt jaunus variantus ar rezistenci pret antibiotikām. Tas varētu ietekmēt ārstēšanas izvēli cilvēkiem, kuri inficējas, un mēģinājumus ierobežot slimības izplatību.

Tas izmanto ģenētiskās sekvences datus, lai sniegtu informāciju par ģenētiskajām izmaiņām, kas ir jaunu variantu rašanās pamatā. Tas ir svarīgi, lai saprastu, kāpēc dažādi varianti cilvēku populācijās izplatās atšķirīgi.

Papildus izveidotajām COVID un gripas uzraudzības programmām ir ļoti maz sistēmu, lai uzraudzītu jaunus infekcijas slimību variantus. Šī metode ir būtisks progress salīdzinājumā ar esošo pieeju šo slimību ārstēšanā, kas balstījās uz ekspertu grupām, lai izlemtu, kad cirkulējošā baktērija vai vīruss ir pietiekami mainījies, lai to sauktu par jaunu variantu.

Izveidojot "dzimtas kokus", jaunā pieeja automātiski identificē jaunus variantus, pamatojoties uz to, cik daudz patogēns ir ģenētiski mainījies un cik viegli tas izplatās cilvēku populācijā, tādējādi novēršot nepieciešamību sasaukt ekspertus, lai to izdarītu.

To var izmantot plaša spektra vīrusiem un baktērijām, un ir nepieciešami tikai daži inficētu cilvēku paraugi, lai noteiktu populācijā cirkulējošo variantu. Tas padara to īpaši vērtīgu vidē ar nabadzīgu resursu daudzumu.

Ziņojums šodien publicēts žurnālāDaba.

"Mūsu jaunā metode piedāvā veidu, kā pārsteidzoši ātri parādīt, vai populācijās cirkulē jauni pārnēsājami patogēnu varianti, un to var izmantot plašam baktēriju un vīrusu klāstam," sacīja Dr. Noémie Lefrancq, ziņojuma vadošā autore, kas veica darbu Kembridžas universitātes Ģenētikas katedrā.

Mēs pat varam to izmantot, lai prognozētu, kā tiks ieviesti jauni varianti, lai varētu ātri pieņemt lēmumus par to, kā reaģēt.

Dr. Noémie Lefrancq, Cīrihes ETH

"Mūsu metode nodrošina pilnīgi objektīvu veidu, kā noteikt jaunus patogēno vaboļu celmus, analizējot to ģenētiku un to izplatību populācijā. Tas nozīmē, ka mēs varam ātri un efektīvi noteikt jaunu ļoti transmisīvo celmu parādīšanos," sacīja Kembridžas Universitātes Veterinārmedicīnas institūta pētnieks, profesors Džulians Pārhils, kurš piedalījās pētījumā.

Tehnoloģijas testēšana

Izmantojot savu jauno tehniku, pētnieki analizēja Bordetella pertussis, baktērijas, kas izraisa garo klepu, paraugus. Daudzas valstis pašlaik piedzīvo smagākos garā klepus uzliesmojumus pēdējo 25 gadu laikā. Tūlīt tika identificēti trīs jauni varianti, kas cirkulēja populācijā un iepriekš nebija atklāti.

"Jaunā metode izrādās ļoti savlaicīga garā klepus patogēnam, kas prasa pastiprinātu uzraudzību, ņemot vērā tā pašreizējo atgriešanos daudzās valstīs un satraucošo pretmikrobu rezistences līniju parādīšanos," sacīja profesors Silveins Briss (Sylvain Brisse), Nacionālā garā klepus references centra vadītājs Pasteur institūtā, kurš nodrošināja bioresursus un ekspertīzes pertusdetellas genoma epidemioloģijā.

Otrajā pārbaudē viņi analizēja Mycobacterium tuberculosis, baktērijas, kas izraisa tuberkulozi, paraugus. Izrādījās, ka izplatās divi varianti ar rezistenci pret antibiotikām.

"Šī pieeja ātri parādīs, kuri patogēna varianti rada vislielākās bažas saistībā ar slimības potenciālu. Tas nozīmē, ka vakcīnu var mērķēt pret šiem variantiem, lai tā būtu pēc iespējas efektīvāka," sacīja Kembridžas Universitātes Ģenētikas katedras profesors Henriks Salje, ziņojuma vadošais autors.

Viņš piebilda: "Ja mēs redzam strauju pret antibiotikām rezistenta varianta izplatību, mēs varētu mainīt antibiotiku, kas parakstīts ar to inficētiem cilvēkiem, lai ierobežotu šī varianta izplatību."

Pētnieki saka, ka šis darbs ir svarīgs gabals lielākajā mīklā par jebkuru sabiedrības veselības reakciju uz infekcijas slimībām.

Pastāvīgs drauds

Baktērijas un vīrusi, kas izraisa slimības, pastāvīgi attīstās, lai mūsu vidū izplatītos labāk un ātrāk. COVID pandēmijas laikā tas izraisīja jaunu celmu parādīšanos: sākotnējais Uhaņas celms ātri izplatījās, bet vēlāk to apsteidza citi varianti, tostarp Omicron, kas attīstījās no sākotnējā un izplatījās labāk. Šīs attīstības pamatā ir izmaiņas patogēnu ģenētiskajā struktūrā.

Patogēni attīstās ģenētisku izmaiņu rezultātā, kas veicina to izplatīšanos. Zinātniekus īpaši satrauc ģenētiskās izmaiņas, kas ļauj patogēniem izvairīties no mūsu imūnsistēmas un izraisīt slimības, lai gan esam pret tām vakcinēti.

"Šim darbam ir potenciāls kļūt par infekcijas slimību uzraudzības sistēmu neatņemamu sastāvdaļu visā pasaulē, un tā sniegtās atziņas varētu pilnībā mainīt valdības reakciju," sacīja Salje.

Avoti: