Вчені закликають створити Глобальну систему генетичного попередження

Вчені відстоюють глобальний геномний нагляд, використовуючи новітні технології та підхід «Єдиного здоров’я» для захисту від нових патогенів, таких як пташиний грип і резистентність до антимікробних препаратів, підхоплюючи епідемії до їх початку.

Пандемія COVID-19 перевернула світ з ніг на голову. У боротьбі з нею однією з наших найважливіших видів зброї був геномний нагляд, заснований на секвенуванні цілого генома, який збирає всі генетичні дані певного мікроорганізму. Ця потужна технологія відстежувала поширення та еволюцію вірусу, допомагаючи скеровувати реакцію громадської охорони здоров’я та розробку вакцин і методів лікування.

Але геномне спостереження може зробити набагато більше, щоб зменшити кількість захворювань і смертей у всьому світі, ніж просто захистити нас від COVID-19. У журналі Frontiers in Science міжнародний колектив клінічних мікробіологів і мікробіологів громадського здоров’я з Європейського товариства клінічної мікробіології та інфекційних хвороб (ESCMID) закликає до інвестицій у технології, потенціал, досвід і співпрацю, щоб поставити геномний нагляд за патогенами на перше місце. авангарду готовності до майбутньої пандемії.

«Схильні до епідемій інфекційні захворювання перетинають кордони так само швидко, як люди та торгові товари подорожують по всьому світу», — сказав провідний автор професор Марк Струленс із Вільного університету Брюсселя, Бельгія, і колишній головний мікробіолог Європейського центру профілактики та контролю захворювань (ECDC). «Локальний спалах сьогодні може стати наступною світовою пандемією завтра».

Важлива перевага

Більшість хвороб, які раніше не зустрічалися у людей, є зоонозами — хворобами, які зустрічаються у тварин і заражають людей. Багато хвороб у тварин також лікують антибіотиками та іншими протимікробними препаратами, які використовуються для людей. Однак широке використання протимікробних засобів у людей і тварин призвело до резистентності, оскільки мікроби еволюціонують, щоб вижити. Таким чином, ми стикаємося з двома основними загрозами громадському здоров’ю, які перетинаються: одна – від нових інфекційних захворювань, які є зоонозами, а друга – через зростання стійкості до антимікробних засобів. Подолання цих загроз вимагає спільного підходу «Єдине здоров’я», підтримуваного Всесвітньою організацією охорони здоров’я (ВООЗ), який визнає, що здоров’я людини залежить від здоров’я нашої екосистеми.

Відповідь, кажуть вчені, полягає в тому, щоб перепрофілювати розширену технологію геномного нагляду та можливості, створені COVID-19, щоб діяти як вартові. Геномний нагляд, який об’єднує органи охорони здоров’я, ветеринарів і лікарів, необхідно використовувати для моніторингу захворювань людей і тварин і антимікробної стійкості. Інтегруючи епідеміологічні та клінічні дані з усіх цих областей, ми можемо отримати повну картину патогенів і ризиків, які вони становлять.

«Спостереження за геномом патогенів — це інструмент, який вивчає взаємодію між антимікробним селективним тиском на популяції мікробів і адаптивною еволюцією цих мікробів до стійкості до ліків», — сказав Струленс. «Це дає нам змогу виявляти появу та роз’єднувати динаміку передачі суперпридатних, стійких до різних препаратів епідемічних клонів — «супербактерій». Геномний нагляд може допомогти відстежити як зоонозну, так і між людьми передачу варіантів вірусу, штамів бактерій і ознак стійкості до ліків».

Швидке виявлення та реагування

Геномне спостереження за патогенами в режимі реального часу може дозволити нам швидко виявляти нові штами резистентних бактерій і нові захворювання, що переходять між людьми і тваринами, а також відстежувати їх поширення та еволюцію. Ця інформація може стати основою для кампаній вакцинації, допомогти розробити цілеспрямоване лікування та скерувати реакцію громадської охорони здоров’я — усе це може допомогти запобігти спалаху епідемій.

Моніторинг цілих геномів також дозволить нам глибше вивчати нові хвороби та еволюцію відомих захворювань, оцінювати їх небезпеку та визначати контрзаходи. У глобалізованому світі, де збудники швидко переміщуються, геномне спостереження дало б змогу однаково швидко діагностувати та лікувати інфекції.

Струленс і його колеги підкреслюють, як нові технології секвенування, включаючи давно зчитуване секвенування генома, надшвидке секвенування та секвенування однієї клітини, а також штучний інтелект допомагають розвивати епіднагляд у деяких частинах світу.

«Є багато місць, де геномне спостереження вже забезпечує важливий захист від поширення хвороби», — сказав Струеленс. «Це включає харчові інфекції в Європі, Північній Америці та Австралії та епідемічні вірусні захворювання, такі як пташиний грип, у багатьох країнах світу».

Побудова глобальних мереж спостереження

Щоб зробити геномний нагляд ефективним, кажуть вчені, нам потрібні доступні дані в реальному часі по всьому світу. Щоб досягти цього, нам потрібні значні інвестиції в потенціал і досвід, які враховують різні рівні інфраструктури та навчання, доступні в усьому світі. Під час пандемії COVID-19 країни, які вже мали доступ до досвіду та обладнання геномного нагляду, мали велику перевагу в моніторингу пандемії та адаптації своєї відповіді. Автори надають основу для справедливого впровадження глобально взаємопов’язаних систем спостереження, які включають країни з низьким і середнім рівнем доходу.

«Стаття Struelens et al. є обов’язковим до прочитання для всіх, хто цікавиться геномним наглядом як частиною готовності до епідемії», – сказав професор Маріон Купманс з Медичного центру Еразмус у Роттердамі, Нідерланди, у супровідній редакційній статті. «Інструменти та амбіції є — наступним кроком є ​​створення справедливих спільних інфраструктур спостереження для майбутнього глобального здоров’я. Запропонований ВООЗ «Договір про пандемію» буде ключовим, визначаючи деякі правила міжнародної взаємодії для кращої готовності. Попереду цікаві часи!»

Нам також терміново потрібно інвестувати у співпрацю, щоб побудувати мости між дисциплінами у галузі охорони здоров’я тварин, людини та громадського здоров’я, а також налагодити зв’язок між країнами та агенціями охорони здоров’я. Це буде критично важливо не тільки для того, щоб зацікавлені сторони могли працювати разом, але й щоб ми досягли угод щодо управління даними та регулювання, щоб дані пацієнтів були анонімними та захищеними.

«Щоб забезпечити загальну участь у спільних системах геномного нагляду в усьому світі, нашими критичними завданнями є наявність достатньої лабораторії та потужностей для секвенування, навчання експертної робочої сили та доступ до перевірених інструментів аналізу геномних даних і обміну в рамках комплексної безпечної цифрової інформації про здоров’я. інфраструктури», – сказав Струеленс. «Інтеграція геномної інформації про епідемічний патоген з епідеміологічною інформацією має відбуватися в масштабі, від локального до глобального рівня».