Цифровой биодизайн

В России начали выявлять болезни по анализу выдоха

Российские ученые разработали метод диагностики сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний по пробам выдыхаемого воздуха. Исследования коснулись уже почти 500 пациентов, рас
сказали в Сеченовском университете . Преимущества метода — неинвазивность, точность (более 95%) и быстрота — анализ занимает менее минуты. В будущем метод может массово применяться при плановых осмотрах пациентов и диспансеризациях, надеются врачи. Внедрению технологии будет способствовать и дешевизна такого рода исследований, считают ученые.
— Процесс происходит следующим образом: пациент дышит в подогреваемую и соединенную с прибором трубку, на конце которой находится одноразовый мундштук. Запись спектра для выдыхаемого воздуха пациента занимает 30–50 секунд. Непосредственно прибор — PTR-TOF масс-спектрометр — выпускается австрийской фирмой. А оригинальной разработкой является сам метод оценки молекулярного состава выдыхаемого воздуха, — рассказал директор центра персонализированной кардиологии, профессор Сеченовского университета Филипп Копылов.
Создание методики заняло более 10 лет, но это стоило затраченных усилий. Подобная технология является малоинвазивным и экспрессным методом исследования газовой фазы выдоха пациента, подчеркнул ученый. У такого анализа высокая чувствительность, его можно проводить в реальном времени, и на взятие материала требуется меньше минуты. А оценка одного или нескольких веществ-маркеров может быть выполнена непосредственно сразу после измерения. Кроме того, добавил он, этот метод достаточно точен — более 95%.
— Перечисленное делает эту технологию исследования перспективной для широкого внедрения в клиническую практику, — убежден Филипп Копылов.
Сейчас разработка уже используется в центре «Клиники управления здоровьем» Сеченовского университета. На сегодняшний день специалисты провели исследования состава выдыхаемого воздуха для 181 пациента с заболеваниями сердечно-сосудистой системы, 156 пациентов с онкологическими заболеваниями и 120 пациентов с другими заболеваниями, добавили в университете.
Новая технология — продукт совместного труда ученых Сеченовского университета, федерального научного центра Научно-исследовательского института (НЦНИ) системных исследований Российской академии наук и Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ».

Широкая практика

В будущем технология может применяться для выявления широкого спектра заболеваний — в первую очередь для диагностики болезней, передающихся воздушно-капельным путем, полагает врач-терапевт телемедицинского сервиса «Доктис» Светлана Сунчелеева.
— Это ковид, ОРВИ, заболевания герпетической группы, цитомегаловирус, вирус Эпштейна-Барра. По выделяемым в воздух частицам можно определить тип вируса и его концентрацию. И тогда можно посчитать вирусную нагрузку на разные дни течения болезни, определить необходимость принятия карантинных мер в школе или на работе, — отметила Светлана Сунчелеева.
Сейчас для диагностики таких заболеваний берется ПЦР — соскоб со слизистой. Но он не всегда информативен, и, как мы помним, в период пандемии было большое количество ложных тестов. А в выдыхаемом воздухе наличие частиц можно определить с высокой точностью. Например, при отрицательном ПЦР проверить, есть ли вирус в выдыхаемом воздухе, — отметила врач.
Относительно других болезней — кардиологических или онкологических — тут, вероятно, анализируется наличие определенных ферментов, белковых фракций, электролитов или углекислого газа, которые выделяются при определенных реакциях в организме, характерных для таких заболеваний, предположила она.
По словам Филиппа Копылова, в перспективе этот метод исследования будет применяться для массовой диагностики и малоинвазивного скрининга пациентов с различными заболеваниями, ведения пациентов в послеоперационном периоде, а также при оценке эффективности фармакотерапии.
— Дешевизна эксплуатации метода, если исключить стоимость самого прибора, малое время аналитического цикла и возможность автоматизации обработки данных делают возможным его использование при диспансеризации или плановых осмотрах, — считает он.
Ранее стало известно, что международной группе ученых под руководством российского специалиста удалось найти способ диагностировать рак простаты с помощью анализа выдоха пациента. Для определения состава выдоха ученые использовали классический метод спектроскопии, который позволяет увидеть уникальные «отпечатки» отдельных видов биомолекул. Изначально гипотезу о том, что в выдыхаемом воздухе содержатся легкие молекулы — метаболиты, по которым можно судить о здоровье организма, доказал американский химик, нобелевский лауреат Лайнус Полинг.