Как борьба с сепсисом может спасти миллионы жизней и предотвратить будущие смерти от пандемий
Сепсис — недооцененный убийца. Почти четверть пациентов, лечившихся от сепсиса в больнице, умирают, но поскольку к нему может предрасполагать множество различных заболеваний, его игнорируют как прямую причину смерти. Тем не менее, примерно 20% смертей в мире вызваны сепсисом, и в настоящее время у нас нет методов лечения, которые бы напрямую с ним справлялись.
Теперь исследователи в журнале Frontiers in Science объясняют , как системная иммунология может помочь нам понять и лечить сепсис, и как это может сократить число жертв будущих пандемий, независимо от того, какое заболевание их вызывает.
«Нам необходимо принять согласованный подход к борьбе с сепсисом», — сказал профессор Роберт Хэнкок из Университета Британской Колумбии, ведущий автор статьи. «В настоящее время в исследования сепсиса и разработку продуктов вкладывается лишь очень небольшое количество средств, и тем не менее сепсис является такой же распространенной причиной смерти, как болезни сердца и рак, и основной причиной смерти во время пандемий».
Точная медицина при сепсисе
Одна из причин, по которой сепсис так трудно понять и лечить, заключается в его многогранности. Сепсис возникает, когда иммунная система не может контролировать инфекцию и дает сбои, вызывая полиорганную недостаточность. Сепсис может быть вызван многими различными инфекциями, а его симптомы и прогрессирование различаются у разных пациентов и с течением времени у одного и того же пациента. Его ранние симптомы похожи на симптомы многих других заболеваний, что затрудняет быструю диагностику и своевременное начало лечения, что способствует высокой смертности.
Системная иммунология предлагает потенциальное решение этой диагностической проблемы, используя математическое и вычислительное моделирование для изучения иммунной системы в контексте всех других систем организма. Она делает это, используя различные типы кластерного анализа для выявления закономерностей в больших объемах данных омики, начиная от транскриптомных данных (какие гены показывают измененную экспрессию) до протеомных и метаболомных данных — данных, которые говорят нам о реакции организма на его физические обстоятельства, в данном случае сепсис, в невероятно мелких деталях.
Эти закономерности помогают нам выявить закономерности и основы нарушения иммунной регуляции , приводящего к сепсису, выдвинуть новые гипотезы, которые мы можем исследовать и использовать для разработки новых методов лечения, а также определить диагностические маркеры, которые мы можем использовать для раннего выявления сепсиса.
Например, используя эти кластерные анализы, ученые выявили изменения в экспрессии генов , которые действуют как ранние предупреждения о сепсисе. Они также смогли идентифицировать пять различных подтипов сепсиса, которые вызваны различными видами иммунной дисрегуляции и имеют различные прогнозы. В будущем мы могли бы использовать эти достижения для ранней диагностики различных подтипов сепсиса и лечения их правильными препаратами, когда это произойдет.
Однако системный иммунологический анализ пока не получил широкого распространения, поскольку он дорог и требует значительных объемов данных, поэтому мы пока не знаем, как эта диагностика может трансформироваться в клинические результаты. Исследователи настоятельно призывают к целевому финансированию и большей доступности данных.
«В сепсисе нам не хватает глубины информации, необходимой для более эффективной системной иммунологии и подходов машинного обучения», — призвал Хэнкок. «Мы надеемся поощрить разработку крупных, углубленных исследований пациентов, ориентированных на омику, которые дадут толчок новому поколению идей».
Ключ к прошлым и будущим пандемиям
Успешное лечение сепсиса было бы многоцелевым спасением жизни, предотвращая смертность независимо от болезни, которая ее вызвала. Вирусный сепсис является основной причиной смертей, вызванных тяжелой формой COVID-19, в то время как многие смерти во время исторических пандемий, таких как пандемия гриппа 1919 года и бубонная чума, как полагают, были вызваны сепсисом.
Если мы сможем справиться с сепсисом, мы сможем защитить себя от худших последствий и самых высоких показателей смертности в будущих пандемиях, независимо от того, какая инфекция их вызывает. Поскольку нарушение иммунной регуляции, связанное с сепсисом, может сохраняться, вызывая симптомы, похожие на поствирусные синдромы, такие как длительный COVID-19, изучение этого лечения также может принести пользу некоторым пациентам с хроническими заболеваниями.
Однако исследователи предупреждают, что для этого потребуется больше финансирования и более масштабные исследования.
«Омикс-методы, лежащие в основе системной иммунологии, относительно дороги в расчете на одного пациента», — сказал Хэнкок. «Это потребует согласованных усилий заинтересованных сторон для получения данных, необходимых для дальнейшего понимания. Нам нужно инвестировать в более масштабные омикс-исследования пациентов, разрабатывать новые модели животных и органоидов, которые отражают гетерогенность сепсиса, и инвестировать в раннюю диагностику сепсиса и методы лечения, которые корректируют или дополняют дефектный иммунитет у пациентов с сепсисом ».