Назад
Во время разгара пандемии некоторые больницы были переполнены пациентами, обратившимися за лечением от COVID-19.
Подобная ситуация может повториться во время будущих вспышек, особенно в связи с ростом опасений в отношении разновидностей SARS-CoV-2. Исследователи сообщили в журнале ACS "Analytical Chemistry", что ими разработан анализ крови, позволяющий предсказать, у каких людей, инфицированных COVID-19, наиболее вероятно появление серьезных симптомов, что может помочь медицинским работникам определить приоритетность пациентов для госпитализации и интенсивной терапии.
Хотя у многих людей, заразившихся COVID-19, симптомы либо отсутствуют, либо выражены слабо, некоторым требуется интенсивная терапия при пневмонии с острым респираторным дистресс-синдромом. Факторы риска развития тяжелой формы заболевания включают пожилой возраст, болезни сердца, рак и диабет, но одних этих характеристик недостаточно, чтобы предсказать, кто из пациентов заболеет сильнее всего. Измерение уровня определенных белков или метаболитов в крови может помочь, но эти тесты часто проводятся медленно, сложно и дорого. Для более эффективной сортировки пациентов с COVID-19 в больницах Мишель Хилл, Санджива Сривастава и их коллеги поставили перед собой цель разработать простой в использовании метод, который мог бы быстро и экономически эффективно предсказывать степень тяжести COVID-19.
Для измерения изменений в биохимии крови, происходящих при тяжелой форме COVID-19, исследователи выбрали метод инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (ATR-FTIR), который уже был опробован ранее в качестве диагностического инструмента для выявления COVID-19. Две области ИК-Фурье спектров из 128 образцов плазмы пациентов показали небольшие, но заметные различия между пациентами с тяжелой и нетяжелой формой COVID-19. Используя эти данные вместе с клинической информацией о пациентах, исследователи разработали статистическую модель для прогнозирования тяжести COVID-19.
Они обнаружили, что лучшим предиктором является наличие у пациента диабета с соответствующими двумя областями в спектре FTIR. Добавление данных FTIR к модели повысило чувствительность при выявлении тяжелой формы заболевания в другой группе из 30 пациентов с 41,2% до 94,1%, но снизило специфичность с 84,6% до 69,2%, по сравнению с клиническими факторами. Это означает, что новый тест с большей вероятностью выявлял тяжелые случаи заболевания, но при этом имел более высокий процент ложноположительных результатов, чем только клинические данные. Хотя стратегия нуждается в проверке на большем количестве пациентов, она обещает стать быстрым, простым и экономичным тестом для сортировки пациентов в больницах, говорят исследователи.
Arghya Banerjee et al. Быстрая классификация тяжести COVID-19 с помощью ATR-FTIR спектроскопии образцов плазмы крови (аннотация).
Пандемия коронавирусной болезни 2019 (COVID-19) продолжает опустошать мир, при этом многие больницы перегружены большим количеством пациентов, поступающих во время крупных вспышек. Срочно необходима быстрая сортировка пациентов с COVID-19, требующих госпитализации и интенсивной терапии. Возраст и сопутствующие заболевания связаны с повышенным риском развития тяжелой формы COVID-19, но их недостаточно для сортировки пациентов. В данном исследовании мы изучили потенциал спектроскопии ослабленного полного отражения инфракрасного Фурье-преобразования (ATR-FTIR) в качестве быстрого анализа крови для классификации тяжести заболевания COVID-19, используя когорту из 160 пациентов COVID-19.
Была разработана простая процедура обработки плазмы и получения данных ATR-FTIR с использованием 75% этанола для инактивации вирусов. Затем были разработаны и протестированы модели частичного дискриминационного анализа наименьших квадратов (PLS-DA) с использованием данных 130 и 30 пациентов соответственно. Добавление спектров ATR-FTIR к клиническим параметрам (возраст, пол, сахарный диабет и гипертония) увеличило площадь под ROC-кривой (C-статистика) для обучающего и тестового наборов данных с 69,3% (95% ДИ 59,8-78,9%) до 85,7% (78,6-92,8%) и 77,8% (61,3-94,4%) до 85,1% (71,3-98,8%), соответственно. Независимый набор тестов достиг 69,2% специфичности (42,4-87,3%) и 94,1% чувствительности (73,0-99,0%). Самым сильным предиктором в модели был сахарный диабет, сопровождаемый FTIR-областями 1020-1090 и 1588-1592 см-1.
В целом, данное исследование демонстрирует потенциал спектроскопии ATR-FTIR в качестве быстрого и недорогого инструмента определения степени тяжести COVID-19 для облегчения ведения пациентов с COVID-19 во время вспышки.
