Инфекционные болезни являются мощным фактором, наносящим серьезный ущерб человеческой популяции [11]. Последние десятилетия характеризуются рядом новых тенденций в динамике и структуре инфекционной заболеваемости. Во-первых, возросла роль так называемых «новых» инфекций: ВИЧ-инфекция, гепатиты В и С, хламидиозы, герпес и др. Во-вторых, активизировались (возвратились) «старые» инфекции: туберкулез, венерические болезни (сифилис, гонорея), кишечные (дизентерия, сальмонеллез) и внутрибольничные инфекции. В-третьих, инфекционными стали считаться заболевания, ранее не связываемые с инфекционными причинами: онкологические (например, рак шейки матки), эндокринные и аутоиммунные, болезни сердца и др. [3]. 

Активизация инфекционной заболеваемости в настоящее время отмечается во всем мире. Негативные тенденции в ее эволюции в полной мере относятся и к Республике Беларусь. Известно, что инфекции не имеют границ. В этих условиях чрезвычайно важным является налаживание и осуществление регулярного контроля за инфекционной заболеваемостью в стране. Одна из главных составляющих такого контроля — своевременное обнаружение инфекций и установление их причин. Речь идет об осуществлении эффективной диагностики, значимость которой для дальнейших лечебных и профилактических мероприятий зависит от ряда моментов, прежде всего доступности для практического применения, точности в постановке лабораторного диагноза и быстроты исполнения. К сожалению, этим требованиям отвечают далеко не все используемые в республике диагностические методы, многие из которых устарели, и их возможностей недостаточно для установления истинных причин ряда инфекций. Это касается в первую очередь хронических и скрыто протекающих заболеваний, возбудители которых под действием лекарственных препаратов или других причин изменили свои биологические свойства для существования в организме человека, что нельзя выявить классическими диагностическими процедурами. Обнаружить такие инфекционные агенты, а также патогены, которые присутствуют в человеческом организме в очень низких количествах, могут современные молекулярно-биологические методы, относящиеся к так называемым диагностическим процедурам   нового поколения.

Основу генодиагностики инфекционных болезней составляют молекулярные методы исследований, направленные на обнаружение генетического материала (генов) возбудителей инфекций — бактерий, вирусов, паразитарных агентов, простейших, риккетсий и др. Главной задачей генодиагностики является изучение на молекулярном уровне причин возникновения инфекций и механизмов их развития [4].   Генодиагностика относительно молода, она начала развиваться только в 70-е годы ХХ в. Сегодня она занимает достойное место в разделе молекулярной клинической диагностики во всех цивилизованных государствах, в том числе в нашей стране. Наилучшим методом генодиагностики считается полимеразная цепная реакция (ПЦР). ПЦР впервые была выполнена в 1985 г. [8, 9]. Последующее использование в ПЦР термостабильной ДНК-полимеразы [10] значительно расширило возможности ее применения как в научных целях, так и в клинике. ПЦР — это осуществляемая в системе in vitro специфическая амплификация (накопление) нуклеиновых кислот, инициируемая синтетическими олигонуклеотидными праймерами, специфичными для определяемой нуклеиновой кислоты. ПЦР-цикл состоит из тепловой денатурации ДНК, ее отжига с праймером и удлинения цепи (элонгации). Смена этапов происходит в результате простого изменения температуры. Праймеры при этом ориентируются на матрице так, что число раундов репликации растет экспоненциально, соответственно увеличивается и число копий специфической нуклеотидной последовательности. 

Важнейшим преимуществом ПЦР перед другими методами, в том числе молекулярно-биологическими, является ее высокая чувствительность, позволяющая определять единичные молекулы инфекционных патогенов (рисунок, см. бумажную версию журнала). Благодаря этому с помощью ПЦР можно диагностировать не только острые инфекции, сопровождающиеся присутствием в инфицированном организме большого количества возбудителей, но и хронические и латентные инфекции, а также заболевания со стертой, нетипичной клинической картиной. К числу других достоинств ПЦР следует отнести высокую специфичность исследований (точность в обнаружении искомого генетического материала), а также возможность выявления возбудителей в довольно короткие сроки (в зависимости от целей — от 6 до 48 ч). Преимущества ПЦР позволяют быстро и точно проводить лабораторную генодиагностику и прямо у постели больного подтвердить или опровергнуть клинический диагноз, что чрезвычайно важно для своевременного назначения эффективного лечения, направленного на ликвидацию истинной причины патологии.

В качестве исследуемого материала для ПЦР-диагностики могут использоваться любые биологические жидкости, ткани и клетки: кровь, плазма и сыворотка крови, лейкоциты, ликвор, слюна, слезная жидкость, моча, мазки, соскобы, сперма, секрет предстательной железы, биоптаты, аутоптаты (даже заключенные в парафин), мокрота, фекальные экстракты и др. Выбор биологического материала для исследований зависит от вида диагностируемой инфекции, ее локализации, течения и т.д.

Спектр инфекционных заболеваний, которые можно успешно диагностировать с помощью ПЦР, довольно широк: подавляющее большинство известных бактериальных, вирусных, протозойных, грибковых и паразитарных инфекций. Наиболее актуальными для нашей страны являются вирусные гепатиты (А, В, С),   инфекции мочеполовых органов (герпес, цитомегаловирусная инфекция, инфекции, вызванные вирусом папилломы человека, хламидиоз, уреаплазмоз, трихомониаз, микоплазмоз, гонорея, сифилис), кишечные инфекции (сальмонеллезы, дизентерия, энтеро- и ротавирусные), заболевания нервной системы (герпетический, энтеровирусный, Западно-Нильский и клещевой энцефалиты, серозные менингиты и др.). К перечисленным классическим инфекциям можно добавить известные заболевания сердца — миокардиты, дилатационную кардиомиопатию (ДКМП), которые в настоящее время все более настойчиво связываются с вирусными агентами. Накопленный нами научный и практический опыт в изучении диагностической значимости различных маркеров энтеровирусной инфекции при этих заболеваниях свидетельствует о том, что именно генодиагностика играет решающую роль в установлении их возможных инфекционных причин. Обнаружение в клетках сердца больных миокардитами и ДКМП генных продуктов репликации энтеровирусов является прямым доказательством наличия у них энтеровирусной инфекции сердца [1, 7]. При проведении такого рода генодиагностических исследований нами установлено, что y 20% пациентов с ДКМП имеет место активный инфекционный процесс в клетках сердца, чего нельзя не учитывать при назначении соответствующей терапии. 

Не менее важной областью применения генодиагностических исследований является санитарная микробиология. Речь идет об использовании ПЦР для обнаружения микробного загрязнения пищевых продуктов и питьевой воды. Выявление в них генетического материала патогенных для человека инфекционных агентов свидетельствует о риске заражения людей. Как известно, зараженные микробами пища и вода могут быть причиной серьезных обострений эпидемической ситуации, сопровождающейся повышением уровня инфекционной заболеваемости и даже возникновением вспышек и эпидемий. Пищевые и водные вспышки инфекций регистрируются практически во всех странах мира. Наша страна — не исключение. К числу последних наиболее крупных водных вспышек вирусного происхождения можно отнести вспышки серозного энтеровирусного менингита в Гомеле (1997 г.), Витебске (2001 г.), Могилевской области (2002 г.) [5, 6]. В этих условиях исследования питьевой воды с помощью ПЦР весьма актуальны, так как именно она позволяет быстро и точно установить факт микробного загрязнения воды и возможные причины, что чрезвычайно важно для принятия своевременных адекватных мер по предупреждению заражения населения, потребляющего эту воду. Нами разработана новая модификация ПЦР, интегрированная с культурой клеток, позволяющая выявлять в воде генетический маркер инфекционных энтеровирусов — антигеномную («–» цепь) РНК. Благодаря этому методу можно не только оперативно   установить факт вирусного загрязнения воды, но и ответить на вопрос, являются ли обнаруженные вирусы инфекционными, что весьма важно для адекватной оценки риска заражения людей через загрязненную воду. Кроме того, разработанная нами модификация ПЦР позволяет обнаружить дефектные вирусные агенты, которые невозможно определить классическими культуральными методами, но которые тем не менее являются инфекционными и патогенными для человека [2]. Используя разработанную нами модификацию ПЦР при исследовании вирусологического качества воды во время вспышки энтеровирусного серозного менингита в Витебске (2001 г.), мы обнаружили нецитолитические энтеровирусные агенты с измененными биологическими свойствами, вызывающими персистентную инфекцию в системе in vitro. Как известно, персистентная энтеровирусная инфекция является материальной основой развития хронического миокардита и ДКМП у людей [7]. С этих позиций факт обнаружения в воде с помощью генодиагностических исследований необычных, способных к персистенции энтеровирусов   представляет особый интерес в плане дальнейшего изучения роли водного фактора в распространении заболеваний сердца,   до недавних пор считавшихся неинфекционными.

Сегодня в нашей стране идет активное внедрение генодиагностики в практическое здравоохранение для установления причин инфекционных заболеваний, а также механизмов, путей и факторов их передачи. С каждым годом использование генодиагностики становится все более интенсивным. Вместе с тем существует ряд причин, препятствующих широкому внедрению ПЦР-исследований в практику. Среди них следует отметить чрезвычайно малое количество грамотно организованных, эффективно работающих ПЦР-лабораторий и хорошо обученных специалистов, а также недостаточный опыт интерпретации результатов анализов ПЦР врачами-клиницистами. В этом отношении преимущества могут иметь научно-исследовательские учреждения, осваивающие и широко использующие молекулярно-биологические методы в научно-исследовательских целях. К числу таких учреждений относится НИИ эпидемиологии и микробиологии МЗ РБ, который обладает высококвалифицированными кадрами, лабораторной базой и оборудованием, а также имеет богатый опыт работы в этой области. Лаборатории института активно занимаются ПЦР-диагностикой широкого круга инфекций, в том числе урогенитальных (герпес, цитомегаловирусная инфекция, инфекции, вызванные вирусами папилломы человека, хламидиоз, уреаплазмоз, трихомониаз, гарднереллез, микоплазмоз, гонорея, сифилис), кишечных (сальмонеллезы, дизентерия, энтеро- и ротавирусные), а также инфекционных болезней нервной и сердечно-сосудистой систем. Ежегодно проводится более 2 000 ПЦР-исследований, в том числе в рамках оказания медицинских услуг по договорам с лечебно-профилактическими учреждениями и обращениям граждан. Накопленный нами опыт свидетельствует об актуальности   генодиагностических исследований для практического здравоохранения, хотя их востребованность по разным причинам (недостаточная осведомленность врачей о ПЦР, показаниях для ее назначения и возможностях использования)   все же остается далеко не полной. При этом нельзя не акцентировать внимание на незаменимости ПЦР как наиболее чувствительного и репрезентативного метода при   диагностике хронических и латентных инфекций, а также оценке эффективности проведенного лечения. В таких случаях возбудитель, сохранившийся в организме в минимальном количестве, может не регистрироваться традиционными методами (серологическими, выделением на культурах клеток и др.), что является распространенной причиной гиподиагностики.

Литература 

1. Амвросьева Т.В., Поклонская Н.В., Квачева З.Б. и др. // Эпидемиология, диагностика, патогенез, лечение, профилактика инфекционных заболеваний. — Гомель, 2001. — С. 3— 7.

2. Амвросьева Т.В., Вотяков В.И., Дьяконова О.В. и др. // Гигиена и санитария. — 2002. — №1. — С.76—79.

3. Вотяков В.И., Титов Л.П., Амвросьева Т.В. и др. // Теория и практика медицины. — Мн., 2002. — С. 215—243.

4. Молекулярная клиническая диагностика. Методы / Пер. с англ. — М.: Мир, 1999. — 558 с.

5. Позин С.Г., Голуб В.С., Мосина Л.И. и др. // Здоровье и окружающая среда. — Мн., 2002. — С.134—143.

6. Amvrosieva T.V., Titov L.P., Mulders M. et al. // Cent. Eur. J. Health. — 2001. — V.9, N 3. — P.154—157.

7. Muir P., Nickolson F., Illavia S.J. et al. // Heart. — 1996. — V.76. — P. 243—249.

8. Mullis K.B., Faloona F.A. // Methods in enzymology. — 1987. — V.155. — P. 335—350.

9. Saiki R.K., Scharf S., Faloona F. et al. // Science. — 1988. — V.239. — P.487.

10. Saiki R.K., Gelfand D.H., Stoffel S. еt al. // Science. — 1985. — V.230. — P.1350.