AMD: отслеживание глобального здоровья - Усовершенствованное молекулярное обнаружение (AMD)

AMD: отслеживание глобального здоровья - Усовершенствованное молекулярное обнаружение (AMD)
AMD: отслеживание глобального здоровья - Усовершенствованное молекулярное обнаружение (AMD)
  • Борьба с малярией на трех фронтах
  • Патентование Комплексного Паразитического Диагностического Теста
  • Точная идентификация забытых тропических болезней
  • Отслеживание и остановка вспышек полиомиелита

Хотя Соединенные Штаты успешно ликвидировали малярию внутри своих границ десятилетия назад, эта паразитарная болезнь по-прежнему является глобальной угрозой, которая убивает более 400 000 человек в год. И другие угрозы для здоровья, такие как паразитарные и тропические болезни, продолжают проникать в наши границы. Лучший способ сохранить нашу страну от малярии и других глобальных угроз для здоровья - это помочь контролировать их в других местах. CDC разрабатывает методы AMD для выявления и отслеживания заболеваний и делится этими методами с нашими глобальными партнерами. Вместе мы сможем защитить нашу нацию и весь мир от вспышек и болезней.

Борьба с малярией на трех фронтах

Малярия вызывается паразитом Plasmodium, который попадает в кишечник комара. Когда комар питается человеком, плазмодий попадает в кровь человека через укус комара. Около 3, 3 миллиарда человек - почти половина населения мира - в настоящее время живут в районах, где они подвержены риску малярии. И Соединенные Штаты не застрахованы; каждый год около 1700 путешественников возвращаются в США из-за рубежа с «импортированной малярией». Несмотря на свою эффективность, современные методы борьбы с малярией, включая инсектициды, лекарственные препараты и улучшенные диагностические тесты, не смогли полностью устранить заболевание. CDC использует технологии AMD для борьбы с малярией на следующих трех направлениях:

Борьба с комарами, устойчивыми к инсектицидам

illustration of bug spray cans. the middle one in gray tones indicating it is not effective
illustration of bug spray cans. the middle one in gray tones indicating it is not effective

Во время Второй мировой войны Соединенные Штаты активно боролись с комарами на тылу, и химические пестициды были основным оружием. Эта интенсивная инициатива по борьбе с комарами успешно вывела малярию из Соединенных Штатов в начале 1950-х годов. Борьба с комарами имеет решающее значение для профилактики малярии и борьбы с ней в других частях мира. Однако десятилетия неуправляемого использования инсектицидов и обычного воздействия химических веществ привели к тому, что многие популяции комаров стали устойчивыми к множественным инсектицидам, включая пиретроиды, наиболее экономически эффективные из имеющихся на сегодняшний день инсектицидов для общественного здравоохранения. CDC использует методы AMD, чтобы определить, как возникает устойчивость к пиретроиду у комара Anopheles albimanus, одного из наиболее важных переносчиков малярии в Северной и Южной Америке. Инструменты AMD помогают ученым идентифицировать ДНК-маркеры устойчивости к инсектицидам у комаров. Выявив наличие устойчивых к инсектицидам популяций комаров, мы можем выбрать подходящие инсектициды, обеспечить максимальный контроль над комарами и реализовать стратегии по снижению устойчивости к инсектицидам.

Борьба с лекарственно-устойчивыми паразитами:

illustration of a row of medicine bottles with 1 in gray to show it is not effective
illustration of a row of medicine bottles with 1 in gray to show it is not effective

Поскольку около 1700 человек возвращаются в Соединенные Штаты, зараженные малярией, с которой они заразились во время зарубежных поездок, мы продолжаем видеть случаи заболевания здесь. В некоторых случаях паразиты Plasmodium в своем теле устойчивы к нашим передовым методам лечения. С 1960-х годов паразиты Plasmodium постоянно развивают устойчивость к различным противомалярийным препаратам, что затрудняет борьбу с малярией. Методы AMD помогают идентифицировать и отслеживать генетические маркеры устойчивости быстрее, чем когда-либо прежде. CDC использует эту технологию для создания интегрированной системы наблюдения, которая может выявлять и отслеживать лекарственно-устойчивый плазмодий. Раннее выявление низкого уровня резистентных паразитов поможет направлять точное лечение и профилактику малярии, ограничивая распространение резистентных паразитов.

Решение проблем тестирования:

illustration of a blue gloved hand dropping blood into the sample well of a test device
illustration of a blue gloved hand dropping blood into the sample well of a test device

Одним из наиболее важных инструментов для контроля малярии является экспресс-тест (RDT), который диагностирует малярию за 15-20 минут. RDT не требуют специальной подготовки, что делает их идеальными для тестирования на малярию в отдаленных населенных пунктах с небольшим количеством медицинских работников. По данным Всемирной организации здравоохранения, африканский регион увеличил свои показатели тестирования на 71% благодаря наличию ГРД. Однако глобальные партнеры в области общественного здравоохранения недавно обнаружили, что малярийные паразиты мутируют таким образом, что делает ГРД менее надежными. Чтобы выяснить, как меняются паразиты, ученые CDC используют расширенное молекулярное обнаружение (AMD) для изучения этих мутаций и разработки тестов, которые могут идти в ногу с изменением малярийных паразитов.

Патентование Комплексного Паразитического Диагностического Теста

Заболевания, вызванные паразитами, общеизвестно трудно идентифицировать. Даже когда ученые могут получить данные о последовательности, геномы-паразиты настолько велики, что для их расшифровки требуются специализированные компьютерные программы. Но используя технологии AMD, ученые CDC разработали и запатентовали лабораторный метод, который может революционизировать паразитарную диагностику. Универсальный Паразитный Диагностический анализ, или UPDx, выборочно обнаруживает всю ДНК паразита в клиническом образце крови без вмешательства человеческой ДНК. Это облегчит идентификацию не только того, от какого паразита кто-то заболел, но и важной генетической информации о нем, и все это за один тест CDC запатентовал этот процесс, чтобы они могли бесплатно поделиться им с другими исследователями, чтобы помочь в продвижении исследований других патогенов и болезней.

This image was captured at the water's surface as an Anophilaes mosquito larva emerges from the pupal exoskeleton. Big green compound eyes distinguish the head from the light colored pupal skin
This image was captured at the water's surface as an Anophilaes mosquito larva emerges from the pupal exoskeleton. Big green compound eyes distinguish the head from the light colored pupal skin

Малярия является серьезным и иногда смертельным заболеванием, вызываемым паразитом, который обычно заражает комаров. Борьба с комарами, такими как этот появляющийся комар Anopheles, имеет решающее значение для борьбы с малярией и ее предотвращения.

Точная идентификация забытых тропических болезней

Паразитарная болезнь лейшманиоз является эндемическим заболеванием в более чем 90 странах в тропиках, субтропиках и южной Европе. Люди заражаются паразитами лейшмании через укусы песчаных мух. В мире существует более 20 различных видов (типов) этих паразитов, и каждый вид может вызывать различные клинические формы лейшманиоза. Наиболее распространенными формами являются кожный лейшманиоз, который вызывает кожные раны; и висцеральный лейшманиоз, который поражает несколько внутренних органов (обычно селезенки, печени и костного мозга) и может быть опасным для жизни. Лечение лейшманиоза частично зависит от точной идентификации видов Leishmania, вызывающих заболевание человека. Однако современные лабораторные методы могут занимать много времени (что может отложить принятие решения о лечении) и не всегда позволяют идентифицировать некоторые виды Leishmania. Ученые CDC используют методы AMD для разработки молекулярных лабораторных методов для улучшения диагностики лейшмании (включая идентификацию видов). Благодаря быстрым и точным лабораторным результатам мы можем повысить нашу способность обеспечивать своевременное клиническое лечение лейшманиоза и улучшить результаты лечения пациентов.

Отслеживание и остановка вспышек полиомиелита

Сейчас мы находимся на грани искоренения этой болезни во всем мире. Но полиовирус развивается в 10 миллионов раз быстрее, чем бактерии.

Одной из первых миссий CDC было контролировать и ликвидировать полиомиелит в Соединенных Штатах. Благодаря согласованным усилиям по эпиднадзору и вакцинации мы к 1979 году ликвидировали полиомиелит в США. Сейчас мы находимся на грани ликвидации этой болезни во всем мире. Но полиовирус развивается в 10 миллионов раз быстрее, чем бактерии. И он вновь появляется во многих частях мира, мешая усилиям остановить его распространение. Лаборатории CDC предоставляют критически важные диагностические услуги и геномную секвенирование полиовирусов, которые помогают направлять усилия по борьбе с болезнями во многих странах. Но старые, более медленные технологии секвенирования заняли больше недели, чтобы подтвердить изолят как полиовирус. В 2014 году CDC начал применять методы AMD для повышения нашей способности выявлять и подтверждать новые инфекции полиомиелита. И эти технологии значительно сократили время идентификации штамма полиовируса с недели до нескольких часов. CDC делится этими лабораторными процедурами, чтобы помочь другим странам быстрее выявлять дикий полиовирус и обеспечивать более быструю реакцию на импорт или распространение вируса. Имея четкое представление о пути, по которому прошел вирус, работники здравоохранения могут быстрее реагировать и точно знать, куда направить свою энергию, чтобы предотвратить дальнейшее распространение.