Созданный приказом Министра Правительства Москвы, Руководителя Департамента здравоохранения города Москвы на базе Московского научно-практического центра лабораторных исследований Московский геномный Центр внедряет современные мировые практики лабораторной диагностики, в том числе для идентификации инфекционных возбудителей, обладающих пандемическим и эпидемическим потенциалом, в городе Москве.

Благодаря его работе в Москве реализован комплексный подход к мониторингу актуальной эпидемиологической обстановки – это позволяет оперативно определить структуру заболеваемости и динамику смены доминирующих возбудителей. В основе этого лежит многоуровневая система диагностики: массовое ПЦР-тестирование выявляет причины заболеваемости населения Москвы, а дополнительное использование технологии NGS-секвенирования расшифровывает «отпечаток пальца» микроорганизмов, что позволяет проводить эпидемиологические расследования с определением путей распространения инфекции и формированием прогностических моделей.

Итоги работы за прошедший период и эпидемиологические выводы.

1.                 Анализ заболеваемости острыми вирусными инфекциями, гриппом и новой коронавирусной инфекцией.

Заболеваемость респираторными инфекциями населения Москвы в постпандемичный период характеризуется полиэтиологичностью – в популяции циркулирует различные вирусные агенты, доля которых изменчива. Динамика заболеваемости носит ярко выраженный сезонный характер с периодическими спадами и подъёмами.

В последние 2 эпидсезона (с июля по июнь) подъем заболеваемости начинается в сентябре, а достигает максимума в декабре месяце, с дальнейшим резким снижением в январе, что объяснимо «эффектом новогодних каникул».

Анализ лабораторных данных позволил объяснить основные тенденции в развитии эпидемиологического процесса:

1)                Наблюдается четкая корреляция между волнами подъёма заболеваемости населения Москвы новой коронавирусной инфекцией с доминированием эпидемически значимых штаммов вируса.

С начала проведения секвенирования SARS-CoV-2 (декабрь 2021 года) сменяемость штаммов представляла собой следующую хронологию:

·          До января 2022 года наблюдалось преобладание варианта Дельта, который был стремительно вытеснен вариантом Омикрон.

·          В январе 2022 года Омикрон составлял 25,2%, а в феврале 2022 года уже 98,4%. Именно в феврале 2022 года регистрировалась наибольшая заболеваемость новой коронавирусной инфекцией за весь период наблюдения (с марта 2020 года по настоящее время).

·          Начиная с марта 2022 года первоначальный вариант Омикрона занимал 100% и медленно пошел на спад только в июне, достигнув 32,4% к декабрю 2022 года и минимальной отметки 0,1% в мае 2023 года.

·          Параллельно с этим, новая линия Омикрона (ХВВ) начала появляться в ноябре 2022 года (1,9%), показывая стремительный рост и достигая показателя 98,3% уже в апреле 2023 года. К августу этот показатель снизился до 60,9%. Наибольшая заболеваемость приходилась на январь-март 2023 года.

·          В настоящее время мы видим динамическую сменяемость штаммов SARS-CoV-2 за последние несколько запусков секвенирования, наблюдается разнообразие генетических линий – определяются варианты FLiRT (доминирует), Стелс-омикрон, deFLiRT, FLuQE. Новый вариант коронавируса XEC выявлен в единичных случаях.

Таким образом, вирус новой коронавирусной инфекции SARS-CoV-2 с момента своего появления многократно эволюционировал. Геномные привели к изменению его основных характеристик, таких как: интенсивность передачи вируса, изменению клинической симптоматики заболевания, уклонение от иммунного ответа, устойчивость к лекарственным препаратам.

Генетическая эволюция возбудителя SARS-CoV-2 привела к уменьшению его вирулентности, что сопровождалось снижением заболеваемости (с августа 2022 года), уменьшением тяжести заболеваний, числа госпитализированных и умерших больных.

Динамика заболеваемости COVID-19 в 2023-2024 г. в городе Москве имеет умеренный характер в сравнении с 2020-2022гг.

Сейчас мы наблюдаем резервационное преобразование вируса. Он проходит фазу естественного отбора и перехода в новый эпидемический вариант, способный обходить ранее сформированную человеческой популяцией защиту, ускользая от вакцин и постинфекционного иммунитета.

2)                Подъемы заболеваемости острыми вирусными респираторными инфекциями в последние два эпидсезона (июль 2022 г. - июнь 2023 г., июль 2023 г. - июнь 2024 г.) обусловлены активизацией вирусов гриппа. Наибольшее число заболевших приходилось на декабрь месяц и совпадало с резким ростом лабораторно подтвержденных случаев гриппа.

В результате секвенирования установлено:

·          сезонный подъем 2022-2023 гг. (декабрь 2022 г.) обусловлен гриппом A/H1N1/New York/04/2022 (отдаленный потомок пандемического варианта свиного гриппа A/H1N1/pdm09),

·          сезонный подъем 2023-2024 гг. обусловлен гриппом A/H3N2/Massachusetts/01/2020.

С точки зрения профилактических мероприятий это информация позволяет детально выстраивать систему вакцинопрофилактики – как главного инструмента в борьбе с эпидемиями гриппа. Сопоставление состава вакцин с определением генома возбудителя позволяет вносить своевременные коррективы на этапах планирования производства иммунобиологических препаратов.

Важно продолжить изучения генома вирусов гриппа, в особенности у привитых заболевших, как амбулаторного звена, так и госпитализированных. Это позволит судить о скорости и силе иммунного ответа организма, как основы системы взаимодействия «микроорганизм-макроорганизм».

3)                Другие вирусы также вызывают рост заболевших. Так, рост заболевших в августе-сентябре 2023 и 2024 годов был обусловлен распространением риновируса, который занимал наибольший удельный вес в пейзаже возбудителей ОРВИ.

На основе секвенирования обнаруживается значительное многообразие вирусов в образцах (сезонные коронавирусы, аденовирусы, РС-вирус, парагриппы), в т.ч. микс-инфекции. Вопросы взаимодействия вирусов в организме человека требуют дальнейшего изучения.

4)                Интересные данные получены при применении технологии секвенирования (NGS) к ПЦР-отрицательным образцам от пациентов с клиникой ОРВИ.

·          В различном проценте случаев (от 10% до 50% проб) были обнаружены возбудители заболевания. В большинстве случаев это приоритетные на данный отрезок времени вирусы – различные штаммы SARS-CoV-2 (47%) и гриппа A (25%). Это еще раз подчёркивает важность метода секвенирования и подчеркивает его основное отличие от метода ПЦР - только секвенирование позволяет одномоментно в относительно короткие сроки посмотреть весь пейзаж возбудителей.  

5)                Интересным фактом, подчеркивающим универсальность метода секвенирования, как универсального диагностического исследования, являются случайные находки при секвенировании. Так, в нескольких запусках обнаружены генетические линии вируса кори (всего 25 случайных находок).

В последние два года отмечен беспрецедентный рост (в 200 раз) рост числа заболевших корью. Основной причиной неблагополучия по кори является снижение охватов плановой иммунизацией против кори детей и взрослых, рост числа отказов от прививок. Также играет свою роль неблагоприятная эпидемиологическая обстановка в других странах, и на территориях России, что создает дополнительные риски завоза инфекции: за 2023 год 4 % всех случаев кори импортированы из других стран, 17% завозные случаи из других территорий России.

По данным генотипирования преобладали генотипы D8 и B3 различных линий. Это родственники штаммов, впервые обнаруженных в Индии, Франции, США и др. – всего 9 генотипов. У детей имеет место большее видовое разнообразие.

В 11 случаях (44%) от всех выявленных случаев клиническая картина кори у пациентов отсутствовала. Также, обращает на себя внимание наличие достоверных сведений о проведенном полном курсе вакцинаций у 5 таких пациентов (все линии D8).

Данная ситуация может свидетельствовать о наличии стертых (атипичных) форм заболевания корью. Детальное изучение таких случаев, в том числе подробное и прицельное генотипирование вирусов, позволит установить основные закономерности формирования атипичных форм инфекции и сформировать более детальную картину - «паспорт пациента», что позволит обратить внимание медиков и выявлять скрытые источники инфекции, а также изучить механизмы «ускользания» вируса от иммунитета.

В ближайшей перспективе необходим отдельный запуск полногеномного секвенирования пациентов с диагнозом корь, по результатам которого можно понять, как вирус ускользает от иммунитета, и на что обращать внимание врачам при диагностике и постановке диагноза.

2.     Анализ заболеваемости внебольничными пневмониями

Существенной проблемой московского здравоохранения последних лет является рост заболеваемости. Заболеваемость внебольничной пневмонией (далее ВП) в Москве растет:

- за 2023 года показатель заболеваемости ВП превысил значения многолетнего уровня почти в 2 раза.

- за 9 месяцев 2024 года заболеваемость ВП выросла в 2,2 раза по сравнению с аналогичным периодом 2023 г.

Внутригодовая динамика внебольничных пневмоний имеет осенне-зимнею сезонность. Максимальный уровень заболеваемости внебольничными пневмониями был зарегистрирован в 2021г. – в январе, в 2022г. – в декабре, в 2023г. – в ноябре, в 2024 значительный рост заболеваемости ВП отмечен в сентябре.

В этиологической структуре наблюдается перераспределение доминирующих возбудителей. С 2023 года отмечен рост бактериальных возбудителей по сравнению с периодом распространения коронавирусной инфекции (COVID-19) на территории г. Москвы (2020-2022гг.). Также обращает на себя внимание рост доли пневмоний микоплазменной этиологии: среди бактериальных возбудителей Mycoplasma pneumoniae в 2023 году составила 51%, за 9 мес. 2024 г. - 57%. – в 2,6 раза в сравнении с 2022 годом.

ВП микоплазменной этиологии встречается во всех возрастных группах, однако пик заболеваемости пневмонией данной этиологии приходится на детей старше 5 лет и молодых людей до 30 лет. Больные микоплазменной пневмонией существенно моложе пациентов, инфицированных «типичными» бактериальными возбудителями. Данная особенность, вероятно, обусловлена эпидемиологическими характеристиками микоплазменной инфекции, которая зачастую распространяется при контакте лиц в изолированных и полуизолированных группах, состоящих из лиц молодого возраста (например, студенты, школьники, военнослужащие срочной службы). Пневмония, вызванная «типичными» бактериальными возбудителями, не имеет такой избирательности.

По данный исследований, проводимых МНПЦЛИ, в последний эпидсезон в структуре возбудителей внебольничной пневмонии преобладала микоплазма. Это коррелирует со структурой заболеваемости и данными по госпитализации в инфекционные стационары. Подъемы заболеваемости среди населения обусловлены именно этим микроорганизмом.

Mycoplasma pneumoniae выделялась из мокроты заболевших в 48% случаев при обследовании методом ПЦР и в 25% методом NGS.

Значительную долю также занимают Haemophilus influenzae (20,14%) и Streptococcus pneumoniae (17,80%). Другие возбудители встречаются с заметно меньшей частотой.

В отличие от классических бактериологических методов секвенирование позволило определить трудно культивируемых стандартными методами микробиологии возбудителей, таких как Mycoplasmoides pneumonia, Chlamydia pneumonia. Это позволяет сделать следующий вывод: различные методы обнаружения микроорганизмов (ПЦР, бактериологический посев и NGS секвенирование) используются для различных задач:

·   микробиологический метод помогает вырастить культуру, которая имеет клиническое значение на данный момент,

·   ПЦР нацелена на определённые участки искомого возбудителя

·   только секвенирование позволяет одномоментно в относительно короткие сроки посмотреть весь пейзаж возбудителей в образце.

3.     Выводы

Методика секвенирования показала универсальность для выявления и вирусной, и бактериальной природы заболевания. Особенно интересным является обнаружение смешанных ассоциаций - в 7,1% случаев наблюдалась микст-инфекция, объединяющая бактериальную и вирусную составляющие. Это важно, как для эпидемиологов (изменяется характеристики возбудителей), так и для специалистов клинической практики (требуется индивидуальный подход к лечению пациента).

Таким образом, секвенирование является перспективным направлением для детального изучения микробных агентов, вызывающих пневмонии, и основой для выработки целенаправленной эпидемиологической тактики в рамках противоэпидемических мероприятий. Определение «отпечатка пальца» микроорганизма с помощью секвенирования играет роль в установлении связи между заболевшими, в первую очередь при анализе очаговой заболеваемости сезонными инфекциями, а это в свою очередь позволит вводить локальные карантинные меры в учреждениях образования (напр., перевод групп, классов на дистанционную форму обучения), социальной защиты, перевод офисных работников на удаленную форму работы и т.п.

Использование методов секвенирования является основой геномного эпидемиологического надзора, как системы управления эпидемическим процессом на основе системных данных об изменении генетических свойств возбудителей инфекций, обладающих значительным эпидемическим (пандемическим) потенциалом. Широкое внедрение данной методики позволит:

·   Существенно повысить процент этиологической расшифровки приоритетных заболеваний.

·   Потребует междисциплинарного подхода к интерпретации результатов полученных исследований и оценки клинической значимости выявленных возбудителей для конкретного пациента, в т.ч. в рамках работы референц-центров по антибиотикорезистентности.

·   Получить современное представление об эпидемиологической значимости распространения микст-инфекций на популяционном уровне.

Геномные данные о возбудителях болезней, обладающих пандемическим и эпидемическим потенциалом, в сочетании с клиническими, эпидемиологическими и другими данными используются для оценки риска, разработки вакцин, лекарств и диагностических тестов, а также для принятия решений по мерам эпидемиологического и социального контроля за распространением инфекции. Новые технологии в области секвенирования и биоинформатики, появившиеся за последние годы, позволят добиться значительного прогресса в создании и укреплении своих возможностей в этом направлении.

Работа Московского геномного Центра в рамках мониторинга гриппа, коронавирусной инфекции, ОРВИ и возбудителей внебольничных пневмоний доказала свою эффективность. Полученные результаты полностью сопоставимы при проведении различных диагностических исследований, а также с реальной заболеваемостью населения Москвы.

Полученные результаты необходимо использовать при создании системы профилактических мероприятий, как на уровне Департамента здравоохранения, так и других структур.

В ближайшей перспективе необходимо создание информационной системы быстрого реагирования на биологические угрозы, состоящий из эпидемиологического компонента (отчеты о заболеваемости, вакцинации и т.п. на основе КИС ЕМИАС), данных лабораторного мониторинга и аналитической надстройки в виде табличного, графического, картографического материала. Это даст возможность качественно информировать структуры Правительства и населения о биологических рисках.