Международная группа ученых, включающая специалистов Самарского университета, совершила значительный прорыв в области диагностики опасных заболеваний легких. Им удалось разработать методику, которая позволяет выявлять хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ) с точностью более 90% и менее чем за час, используя всего лишь анализ крови. Результаты этого новаторского исследования были опубликованы в престижном научном журнале Diagnostics.
Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) является одной из самых смертоносных патологий в мире, занимая третье место по числу летальных исходов. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в 2021 году от этого заболевания скончались около 3,5 миллиона человек. Эксперты отмечают, что традиционные методы диагностики, такие как спирометрия (измерение объемов вдыхаемого и выдыхаемого воздуха), не всегда эффективны для обнаружения болезни на ранних стадиях, что критически важно для своевременного начала лечения.
Разработанный учеными Самарского университета новый диагностический подход базируется на анализе спектральных характеристик крови. Метод использует передовые лазерные технологии и наноструктуры серебра, позволяя обнаруживать тончайшие изменения в составе белков, липидов и углеводов, которые служат индикаторами респираторных заболеваний.
“Это сродни поиску преступника по отпечаткам пальцев, только в нашем случае мы ищем `химические отпечатки` болезней. Лазерный луч, взаимодействуя с образцом крови, фиксирует уникальные изменения, связанные с воспалительными процессами и повреждением легочной ткани,” — пояснила Людмила Братченко, доцент кафедры лазерных и биотехнических систем Самарского университета.
По словам Братченко, новый метод демонстрирует высокую эффективность, позволяя диагностировать респираторные заболевания с точностью, превышающей 90%. При этом модель показала точность до 92% в распознавании всех респираторных патологий и примерно 61% при дифференциации ХОБЛ и бронхиальной астмы — двух состояний, схожих по симптомам, но различных по механизму развития.
Хотя в мире существуют аналогичные научные проекты, уникальность исследования российских ученых заключается в комплексном применении методов статистического анализа и создании модели, способной с высокой степенью точности различать заболевания на основе спектральных данных крови.
Главная практическая ценность нового метода заключается в его скорости (около 30 минут) и минимальной инвазивности. Внедрение такого теста может существенно снизить нагрузку на медицинские учреждения и минимизировать число пропущенных случаев заболевания, что особенно актуально для регионов, испытывающих дефицит квалифицированных специалистов.
В ходе исследования для усиления сигналов спектроскопии комбинационного рассеяния применялись наноструктуры серебра, а спектры сыворотки крови регистрировались с помощью лазерного излучения с длиной волны 785 нанометров. Разработанная диагностическая модель прошла многочисленные циклы тщательной проверки, подтверждая свою надежность.
На текущем этапе перед исследователями стоят задачи по расширению выборки для дальнейшего повышения точности выявления болезней, а также по интеграции спектроскопических данных с более глубоким биохимическим анализом для идентификации специфических биомаркеров ХОБЛ.
В проекте приняли участие специалисты из ряда ведущих медицинских и научных учреждений, включая Самарский государственный медицинский университет, Самарскую городскую клиническую больницу №1 имени Н. И. Пирогова, Северо-Западный государственный медицинский университет имени И. И. Мечникова, а также Институт фотоники и фотонных технологий в Сиане (КНР).
