Ученые из Самарского университета, работая в составе международной научной группы, разработали инновационный экспресс-тест для оперативного и высокоточного выявления хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ). Этот анализ крови позволяет диагностировать заболевание менее чем за час с точностью свыше 90 процентов.
Хроническая обструктивная болезнь легких признана третьей по значимости причиной смертности в мире. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в 2021 году она унесла жизни примерно 3,5 миллиона человек. Исследователи отмечают, что традиционные методы диагностики, такие как спирометрия (измерение объема вдыхаемого и выдыхаемого воздуха), часто не позволяют обнаружить болезнь на ранних стадиях, что существенно затрудняет своевременное начало лечения.
Новый диагностический подход основан на анализе спектральных характеристик крови с использованием лазерных технологий и наночастиц серебра. Этот метод способен выявлять тонкие изменения в составе белков, липидов и углеводов, которые возникают при заболеваниях дыхательной системы.
«Это похоже на то, как отпечатки пальцев помогают найти преступника, только здесь мы ищем `химические отпечатки` болезней. Лазерный луч, взаимодействуя с кровью, фиксирует уникальные изменения, связанные с воспалением и повреждением легких», — объяснила Людмила Братченко, доцент кафедры лазерных и биотехнических систем Самарского университета.
По словам Братченко, использование нового подхода позволяет диагностировать респираторные заболевания с точностью более 90 процентов. При этом модель продемонстрировала точность до 92 процентов при распознавании всех респираторных заболеваний и около 61 процента при различении хронической обструктивной болезни легких и бронхиальной астмы — двух схожих по симптомам, но разных по механизму заболеваний.
Главное преимущество проекта самарских ученых по сравнению с аналогичными исследованиями заключается в комплексном применении методов статистического анализа и разработке модели, способной с высокой точностью отличать заболевания на основе спектральных данных крови.
«Практическая ценность метода заключается в его скорости (процедура занимает около 30 минут) и малой инвазивности. В перспективе это может значительно сократить нагрузку на медицинские учреждения и снизить количество пропущенных случаев, особенно в регионах с дефицитом квалифицированных специалистов», — подчеркнула Людмила Братченко.
В ходе исследования для усиления сигналов спектроскопии комбинационного рассеяния применялись наноструктуры серебра, а спектры сыворотки крови регистрировались с использованием лазерного излучения с длиной волны 785 нанометров. Разработанная модель прошла множество циклов проверки для подтверждения своей надежности.
На данном этапе перед учеными стоит задача расширения выборки с целью дальнейшего повышения точности выявления заболеваний, а также интеграции спектроскопии с более детальным биохимическим анализом для идентификации конкретных биомаркеров хронической обструктивной болезни легких.
В работе над этим прорывным исследованием также принимали участие специалисты Самарского государственного медицинского университета, Самарской городской клинической больницы №1 имени Н.И. Пирогова, Северо-Западного государственного медицинского университета имени И.И. Мечникова и Института фотоники и фотонных технологий (Сиань, КНР).
