Скрининг: в крови


Когда возникает вероятность инфицирования донорской крови, организаторам здравоохранения приходится принимать непростые решения, чтобы снизить риск распространения инфекций, передающихся при гемотрансфузии.

В марте 2016 года сотрудники банков крови в Пуэрто Рико упаковали до лучших времен перчатки, бинты, иглы и пакеты для сбора крови. Затем они стали отказывать потенциальным донорам. Связь между вирусом Зика и быстрым ростом количества детей с аномально маленькими головами в Бразилии была неубедительной, но органы общественного здравоохранения посчитали, что эта трансмиссивная инфекция может передаться при переливании крови, при этом тестов на вирус Зика на тот момент не существовало.

Сотрудники банков крови в континентальной части США начали спрашивать потенциальных доноров о том, не посещали ли они регионы, где имелась вероятность контакта с вирусом Зика, за месяц до сдачи крови. Но в Пуэрто Рико, где комары являлись переносчиками вируса, невозможно было точно сказать, кто инфицирован, а кто нет — у более чем 80% контактировавших с вирусом Зика заболевания не развивается. Поэтому управление по контролю пищевых продуктов и лекарственных средств (FDA) — федеральное агентство, на которое возложено обеспечение безопасности службы крови в США — порекомендовало приостановить сбор крови в регионах, где распространение инфекции носило эпидемический характер.

В Banco de Sangre de Servicios Mutuos — крупнейшем банке крови в Сан Хуан, Пуэрто Рико — сотрудники вынуждены были избавиться от 1500 пакетов с эритроцитарной массой, плазмой и другими компонентами крови, которые уже были проверены на наличие других патогенов, обработаны и помечены. “Это было очень сложное время”, — говорит Хосе Альсина, заместитель главного врача по вопросам оснащения, — “Мы стремились понять, как нам выжить”.

Женщина из Пуэрто Рико держит на руках своего сына с микроцефалией, которая могла быть вызвана инфекцией вирусом Зика во время беременности.

Служба крови в развитом мире отличается высокой безопасностью, но так было не всегда. В 1960-ых годах риск заражения вирусом гепатита В при переливании крови составлял около 30%. В конце 1970-ых—начале 1980-ых около половины всех больных гемофилией в США были инфицированы ВИЧ. Введение скрининга на инфекционные заболевания снизило частоту передачи вирусов посредством переливания крови. Но используемая для проверки крови на наличие патогенов система не идеальна.

В случаях, когда внезапно возникают такие угрозы, как вирус Зика, появляется необходимость придумать наилучший способ защиты службы крови при отсутствии скрининговых тестов. И даже при более медленном появлении патогенов на внедрение скрининговых тестов могут уйти годы. В некоторых случаях инфекционные агенты не поддаются обнаружению. Существуют технологии, которые позволяют не только обнаружить патогены в крови, но и инактивировать их. Однако, на сегодняшний день такие системы одобрены только для использования на отдельных компонентах крови, таких как тромбоциты и плазма.

Эти ограничения означают, что органы общественного здравоохранения должны сделать серьезный выбор. Общественность не приемлет даже незначительного увеличения рисков при переливании крови. В то же время, проверка препаратов крови на определенные патогены не всегда практически значима и оправдана.

“Новые” инфекции

Кризис, связанный с вирусом Зика, великолепно демонстрирует, насколько неприятными могут быть подобные ситуации. Менее чем через месяц после того, как в Пуэрто Рико приостановили сбор крови, FDA анонсировало тестовую систему, позволяющую определить РНК вируса Зика в образцах крови. Тестовая система позволила Servicios Mutuos и другим банкам крови, которым пришлось приостановить свою деятельность из-за вируса Зика, вновь начать сбор донорской крови.

Вместе с тем, банки крови в незатронутых частях США продолжали отказывать донорам, которые путешествовали по районам, где имелась угроза передачи вируса Зика. Но позже, в августе 2016 года, FDA издало новое руководство: центры донорства крови должны будут обследовать на вирус каждый образец. По словам Луи Каца, начальника управления здравоохранения и исполняющего обязанности главы службы крови Америки, крупнейшей сети независимых центров сбора крови в Северной Америке, банки крови США проверили более 10 миллионов единиц крови с вирусом Зика за первый год использования тестовых систем, общая стоимость которых составила 137 миллионов долларов США.

Вопрос того, с пользой ли были потрачены эти деньги, подлежит обсуждению. “В то время не было до конца установлено, как далеко вирус Зика может распространиться по Соединенным Штатам”, — говорит Питер Маркс, директор центра биологических оценок и исследований FDA в Сильвер Спринг, штат Мэриленд. Более того, недавно появились доказательства тому, что вирус передается половым путем и может сохраняться в сперме в течение нескольких недель. “Наиболее разумным кажется проведение обследования по всей территории Соединенных Штатов”, — говорит Маркс.

Но многие организации по сбору крови посчитали такую реакцию чрезмерной. Ассоциация банков крови Америки, Американский Красный Крест и американская служба крови в совместном заявлении назвали этот шаг совершенно неуместным. Джеймс Ау Бушон, руководитель банка крови Bloodworks Northwest в Сиэтле, штат Вашингтон, указывает, что комары рода Aedes, которые осуществляют передачу вируса Зика, не водятся на Тихоокеанском северо-западе США, что существенно снижает риск передачи возбудителя. “Чтобы предотвратить один случай серьезного неврологического осложнения у новорожденного, нам потребовалось бы проверять кровь на вирус Зика в течение сотен лет”, — говорит он.

Кроме того, большинство трансмиссивных инфекций, передающихся с укусами комаров, не передаются через кровь от человека к человеку с той же легкостью. “Существуют сотни и даже тысячи случаев заболевания, связанные с укусами комаров, и лишь несколько случаев — с инфицированием после переливания крови”, — говорит Сюзан Страмер, вице-президент Американского Красного Креста по науке в Гейтерсберге, штат Мэриленд. В частности, зафиксированы лишь четыре случая передачи вируса Зика при переливании крови, и ни у одного из реципиентов не развилось симптомов инфекции. “Все были так озабочены перспективой рождения ребенка с микроцефалией после передачи вируса при гемотрансфузии, что тестовые системы были внедрены без официально оформленного принятия решений с учетом риска”, — говорит Кац.

Маркс сообщает, что FDA пересмотрит этот вопрос в ближайшие месяцы. “Если бы мы задним числом знали то, что узнали сейчас, вероятно, мы бы поступили иначе”.

Изучение пойманных в Далласе, Техас, комаров, связанное с расследованием случая инфекции вирусом Зика.

 

Тик-так

Вирус Зика — не единственный “новый” патоген, находящийся на контроле FDA. Медленно движущаяся угроза для службы крови распространяется по северо-восточным регионам и Верхнему Среднему Западу США. Это паразит Babesia microti, переносчиками которого являются клещи, инфицирующий эритроциты и вызывающий похожее на малярию заболевание — бабезиоз. Людям, имеющим в анамнезе бабезиоз, запрещено быть донорами крови, но, как и в случае с вирусом Зика, у многих, инфицированных симптомы развиваются умеренно или же не развиваются вообще. Банки крови обычно не проводят обследование на B. microti, а потому в США патоген стал одним из наиболее распространенных паразитов, передаваемых посредством гемотрансфузий. В промежутке с 1979 по 2009 гг., около 200 человек было инфицировано B. microti в ходе гемотрансфузий, как минимум 27 из которых погибли. “Вероятно, бабезиоз является одной из наиболее серьезных проблем, когда речь заходит о переливании крови”, — говорит Страмер. Действительно, в 2009 году Страмер, Кац и другие члены комитета по заболеваниям с трансфузионным путем передачи определили, что B. microti является высокоприоритетным патогеном. Однако, заработать на скрининговых тестах гораздо сложнее, нежели чем на фармацевтических препаратах, так что лишь немногие компании работают над разработкой скрининговых тест-систем для идентификации паразитов.

Одной из компаний, проявивших интерес к разработке теста на B. microti, является биотехнологическая компания Imugen, располагающаяся в Норвуде, штат Массачусетс. В 2012 году эта компания в сотрудничестве с Американским Красным Крестом опробовала две тест-системы: одна из них определяла антитела, сформировавшиеся против B. microti, а другая — самого паразита. В течение двух лет Американский Красный Крест проверил [1] более 90 000 образцов крови от доноров в Коннектикуте, Массачусетсе, Миннесоте и Висконсине, изъяв из службы крови все положительные образцы. Двадцать девять человек, получивших необследованную кровь, заразились бабезиозом. Но ни у кого из тех, кто получил обследованную кровь, заболевание не развилось. Страмер и ее коллеги продолжили проверять кровь в некоторых штатах США, и к июлю 2017 года ни один из 375 000 проверенных образцов не поспособствовал передаче паразита.

В прошлом году диагностическая компания Oxford Immunotec, головные офисы которой расположены в США и Великобритании, приобрела Imugen и Immunetics — другую расположенную в Массачусетсе компанию, разрабатывающую скрининговый тест на выявление B. microti. В августе 2017 года Американский Красный Крест начал использовать в рамках клинического испытания другой анализ, разработанный испанской компанией Grifols для выявления B. microti. Медицинская компания Roche, расположенная в Базеле, Швейцария, также работает над тестом, направленным на выявление этого паразита.

Однако в настоящее время FDA еще не одобрила скрининговое исследование на B. microti и не выдала рекомендаций по скринингу. Потому Красный Крест не обследует каждую отобранную дозу крови даже на территориях, где B. microti широко распространены. Обследование делает порцию крови дороже примерно на $20. “Это соответствует примерно 7-10% от общей стоимости, и не все больницы готовы платить эту цену”, — говорит Страмер.

В 2010 году консультативная группа FDA по препаратам крови порекомендовала агентству предпринять региональные испытания. Но когда консультативная группа вновь собралась в 2015 году, они расширили область применения своих рекомендаций, охватив ими все 50 регионов США. Страмер ожидает, что FDA потребует проводить скрининговые исследования только в определенных регионах. Но разработка такого руководства может оказаться еще более сложной. “Как определить, достаточна ли распространенность инфекции в штате для оправдания скринингового исследования донорской крови?”, — говорит Кац.

Хитрый тест

Другими агентами, передача которых также возможна при переливании крови, являются прионные белки, являющиеся причиной смертельного нейродегенеративного заболевания — болезни Крейтцфельдта-Якоба (БКЯ). Но их распространенность гораздо меньше, а обнаружение еще более затруднено.

Прионы существуют в двух формах, структура белка в одной из которых правильна и безвредна. Неправильно свернутые прионы могут действовать как инфекционные агенты, вызывая цепную реакцию нарушения фолдинга других, ранее нормальных, прионов. Помимо этого, патологически свернутые белки “склеиваются”, вызывая образование аггрегатов в головном мозге и приводя к нарастанию неврологической симптоматики. К классическим формам БКЯ относят наследственную и спонтанную формы. Но атипичная БКЯ (аБКЯ), впервые описанная исследователями в Великобритании в 1996 году, встречается у людей, которые употребляли контаминированное прионами мясо коров, больных губчатой энцефалопатией крупного рогатого скота, также известной как “коровье бешенство”.

В отличие от классической БКЯ, аБКЯ, вероятно, может передаваться при переливании крови. В декабре 2003 года исследователи выявили первого реципиента донорской крови, у которого развилась аБКЯ. Вскоре после этого заболели еще два реципиента, донором для обоих был один человек. В целом, у трех реципиентов донорской крови развилось заболевание, а у четвертого после гибели из лимфоидной ткани были выделены аномальные прионы.

Исследователи уже много лет работают над разработкой скринингового исследования на патологический прион. Но поскольку неправильно свернутые прионы редко встречаются в сравнении с нормальными белками, их обнаружение может быть затруднено. Один из первых анализов крови [2], разработанный в 2011 году исследователями cовета по медицинским исследованиям раздела “Прионы” Великобритании при Университетском колледже Лондона, основывался на сродстве прионов к металлам. С помощью анализа был верно определен 71% зараженных образцов. В 2016 году две исследовательские группы опубликовали отчеты о разработке более чувствительных тестовых систем. Команда во главе с Клаудио Сото, неврологом из Научного центра здоровья Техасского университета в Хьюстоне, разработала метод амплификации неправильно свернутых прионов, который имитирует цепную реакцию, происходящую в организме человека, и облегчает их обнаружение. С помощью тестирования были успешно определены 14 образцов крови с аБКЯ и 153 контрольных образца [3]. Группа исследователей из Франции и Великобритании использовала схожий метод [4]. Но они пошли дальше — определили патологические прионы в крови двух пациентов больше чем за год до того, как у тех развились симптомы заболевания.

“Эти методики исследования выглядят очень многообещающими”, — говорит Патриция Хьюитт, специалист-трансфузиолог из департамента по вопросам крови и трансплантации национальной службы здравоохранения Великобритании. Но пока не ясно, как они проявят себя в крупной здоровой популяции, которая может включать инфицированных аБКЯ людей без развернутой клинической картины. В международном британо-французском исследовании удалось определить аБКЯ в двух таких образцах, но, по словам Хьюитт, этих данных недостаточно. Валидация анализов также может быть затруднена из-за того, что имеется очень мало образцов крови инфицированных людей: во все мире менее чем у 250 человек развивалась аБКЯ.

Хьюитт также указывает на необходимость подтверждающего анализа. “У всех скрининговых исследований бывает определенное количество ложноположительных результатов”, — говорит она. Подтверждение особенно важно, когда анализ используется для обнаружения такого заболевания, как аБКЯ. Без подтверждения банкам крови придется информировать здоровых людей о том, что у них может быть смертельное нейродегенеративное заболевание, от которого нет лечения, а его симптомы могут не проявляться годами. “Страшно об этом подумать”, — говорит Ау Бушон.

И даже если есть возможность разработать скрининговый тест, неясно, возникнет ли научное или политическое обоснование проводить обследование на аБКЯ. Все люди, которые были заражены аномальными прионами в ходе гемотрансфузий, получали донорскую кровь в 1990-х, до того, как правительство Великобритании потребовало, чтобы банки крови очищали кровь от лейкоцитов, играющих роль в распространении инфекционных прионов. Случаев, ассоциированных с переливанием, с тех пор не отмечалось.

Сото, однако, считает, что в некоторых странах по-прежнему останется необходимость в данном исследовании. В Хьюстоне Сото основал компанию Amprion, которая помогает коммерциализировать технологию, лежащую в основе теста, разработанного его исследовательской группой, и говорит, что французское правительство уже проявило интерес.

С чистого листа

Скрининг донорской крови на патогены с использованием набора отдельных анализов требует значительных усилий и вложений. Но возможны и более простые пути решения проблемы. Как минимум две компании работают над системами ликвидации патогенов, которые будут устранять большинство инфекционных агентов из крови за раз. Теоретически такие системы могли бы уничтожить как неизвестные, так и известные патогены. “Прелесть этого метода”, — говорит Маркс, — “заключается в том, что он помогает защитить вас от чего-то, о чем вы даже не знаете”. Это может пойти на пользу в случаях внезапных вспышек вирусных инфекций, таких как Зика или Эбола.

В 2014 году FDA одобрила одну из таких систем ликвидации патогенов для тромбоцитов и плазмы, названную INTERCEPT. Разработанная Cerus в Конкорде, Калифорния, система опирается на вещество, названное амотосаленом, которое связывается с РНК и ДНК. Под действием ультрафиолетового излучения она создает перекрестные связи между нитями нуклеиновых кислот, “эффективно прекращая все процессы транскрипции, трансляции или репликации в клетках”, — говорит главный врач Cerus Ричард Бенджамин. Тромбоциты, плазма и эритроциты не имеют ДНК или РНК. Поэтому INTERCEPT оставляет их невредимыми, но инактивирует патогены (однако нет доказательств тому, что INTERCEPT воздействует на прионы).

Спустя две недели с момента, как банки крови в Пуэрто Рико приостановили сбор крови из-за опасений по поводу вируса Зика, Альсина внедрил INTERCEPT в Servicios Mutuos. В банк крови все еще импортировали эритроциты и плазму, но система позволила центру возобновить сбор тромбоцитов. “Это облегчило нашу работу, ведь пятидневный срок хранения тромбоцитов затрудняет их импорт”, — говорит Альсина.

Компания по изготовлению медицинских устройств Terumo BCT, расположенная в Лэйквуде, Колорадо, разработала собственную систему ликвидации патогенов, названную Mirasol. Технология основана на витамине рибофлавине и ультрафиолетовом излучении, которые инактивируют патогены. В Европе Terumo BCT продает Mirasol для использования на тромбоцитах, плазме и цельной крови, а в 2017 году было запущено первое клиническое исследование системы в США. В то же время Cerus адаптирует INTERCEPT к работе с эритроцитами. В мае компания в сотрудничестве с Servicios Mutuos запустила III фазу клинических испытаний системы в Пуэрто Рико.

Системы инактивирования патогенов помогут сэкономить средства путем устранения необходимости в некоторых скрининговых исследованиях, а также могут решить более тревожную проблему. Пакеты с тромбоцитами могут быть контаминированы бактериями в процессе сбора, и у тех, кому были перелиты загрязненные бактериями тромбоциты, могут развиться серьезные инфекционные осложнения. Чтобы снизить этот риск, большинство центров по сбору крови в США проводят культуральное исследование образцов из каждой партии тромбоцитов. Однако некоторым бактериям удается избежать обнаружения, и как минимум у 1 из 100000 людей, которым были перелиты тромбоциты, развивается сепсис.

INTERCEPT и Mirasol были одобрены в Европе, но их использование варьируется от страны к стране. Кац указывает, что в Соединенных Штатах лишь половина всех собранных тромбоцитов может быть обработана с использованием существующей технологии. Например, концентрация тромбоцитов не может быть слишком низкой, иначе система не будет работать. А удаление патогенов из тромбоцитов увеличивает их стоимость на 10-20%. “Больницы не хотят платить за это”, — говорит он. По данным Cerus, на сегодняшний день лишь 60 госпиталей переливают тромбоциты, очищенные от патогенов.

FDA обдумывает, как справиться с угрозой бактериальных осложнений. В 2016 году агентство выпустило проект руководства, в котором были отражены две возможные стратегии: очищение тромбоцитов с помощью систем устранения патогенов или проведение в больницах экспресс-теста на наличие патогенов перед переливанием тромбоцитов. “Я не думаю, что есть какие-то разногласия в том, необходимо ли нам вмешательство”, — говорит Кац, — “Все вопросы заключаются в объеме вмешательства”. Кац указывает на наличие третьей стратегии. В Великобритании центры по сбору крови внедрили отсрочку в культивировании проб тромбоцитов. Вместо взятия образцов через 24 часа после сбора, она ожидают 36-48 часов, когда рост бактерий станет наиболее явным. Это также позволяет больницам хранить тромбоциты в течение 7 дней вместо обычных 5. Эта стратегия позволила снизить число опосредованных трансфузиями бактериальных осложнений на 90%.

В FDA еще не принята окончательная версия руководства, и Кац не уверен, что решит агентство. Но он думает, что такие решения должно принимать больше людей. “В гемотрансфузиологии мы совершаем множество экономически неэффективных вещей”, — говорит он. Каца по-настоящему интересует лишь один вопрос: насколько действительно обеспечивается безопасность? “И ответить на него должно общество, а не только органы управления и донорские центры”, — говорит он.

Оригинал
Перевод: Елена Лисицына
Редакция: Телли Мурадова, Михаил Гусев
Обложка: Cornu Ammonis

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing