Данная разработка способна уменьшить нагрузку на медицинские учреждения.
Фото: Кристина БЕРБАСОВА
Значительные силы в России и других странах брошены на изучение особенностей коронавирусной инфекции, её последствий и осложнений, а также способов восстановления. Активную работу в этом направлении проводят и нижегородские учёные. Сотрудники ННГУ им. Лобачевского разработали калькулятор тяжести течения COVID-19, о котором они подробнее рассказали «Комсомольской правде» в Нижнем Новгороде».
- Созданной нами моделью смогут легко воспользоваться в любой из больниц, врачу лишь понадобится загрузить данные в онлайн-калькулятор, чтобы узнать, по какому прогнозу будет развиваться заболевание, - объясняет директор Института биологии и биомедицины ННГУ им. Лобачевского, доктор биологических наук Мария Ведунова. - Это важно для тех людей, которые заболели и которые, скорее всего, легко и просто, как насморк, коронавирус не перенесут.
Благодаря этой технологии ученые смогли получить самые важные маркеры воспалений иммунного ответа.
Фото: Кристина БЕРБАСОВА
Как велось исследование
Потенциально эта разработка способна уменьшить нагрузку на медицинские учреждения и снизить уровень смертности, так как поможет выделить людей, имеющих крайне неблагоприятный прогноз, для того, чтобы уделить им максимум внимания и направить основные ресурсы на их терапию.
Проект изначально был инициирован сотрудниками Бельгийского университета и реализован ННГУ им. Лобачевского в содружестве с Приволжским исследовательским медицинским университетом. Учёные исследовали группу мужчин и женщин в возрасте 18-85 лет, все они были госпитализированы с подтверждённым диагнозом COVID-19. Работа проводилась исключительно с пациентами, у которых наблюдалось среднее или тяжелое течение болезни.
Воспользоваться калькулятором тяжести течения COVID-19 может любой человек.
Фото: Кристина БЕРБАСОВА
- Мы постарались сделать скрининг иммунной системы человека, который уже заболел коронавирусной инфекцией, причем достаточно тяжело, потому что он попал в стационар, - рассказала Мария Ведунова. – Затем мы определили много разных биохимических показателей, которые оценивают, в каком состоянии находится сам организм.
Исследование проводилось над большим количеством сигнальных иммунных молекул, с помощью которых иммунная система себя регулирует и активирует тот или иной процесс или притормаживает другой. В ходе работ были отобраны те молекулы, которые по каким-то причинам недостаточно хорошо работают, что может расцениваться как неблагоприятный фактор.
Всего для изучения было отобрано 60 различных критериев состояния здоровья.
Фото: Кристина БЕРБАСОВА
Восемь основных показателей
Всего для изучения было отобрано 60 различных критериев состояния здоровья, из которых путём опытов были отобраны наиболее значимые показатели. Оказалось, что действительно важны 8 биомаркеров, характерных для реакции организма на инфекцию. Эти критерии очень разные: одни относятся к состоянию иммунной системы и уровню воспаления, а другие к общефизиологическим параметрам.
Учёные исследовали группу мужчин и женщин в возрасте 18-85 лет.
Фото: Кристина БЕРБАСОВА
- Эти восемь показателей включают в себя свертываемость крови, детоксицирующую функции почек, концентрацию глюкозы в крови, С-реактивный белок и интерлейкин-6, - уточняет доктор биологических наук Мария Ведунова. – Таким образом, выходит некая комплексная оценка с привлечением не только иммунологических показателей, но и показателей, ответственных за работу всего организма.
Выбрали модель и создали формулу
Определив показатели иммунной системы, то есть то, как она прореагировала на тяжелую инфекцию, учёные решили объединить имеющие данные в единую прогностическую модель.
- Нам было достаточно взять простую математическую модель, которая с высокой долей вероятности – 85% - может говорить о том, какое будет течение болезни, - уточнила Мария Ведунова.
Работа с калькулятором проста.
Фото: Кристина БЕРБАСОВА
Сотрудниками лаборатории системной медицины здорового старения был проведен огромный спектр анализов. Например, классический стандартный анализ крови и ее биохимических анализ.
Благодаря этой технологии ученые смогли получить самые важные маркеры воспалений иммунного ответа, часть из которых легла в основу той самой модели, на основе которой сейчас создан калькулятор тяжести течения COVID-19.
- И, конечно, мы использовали мультиплексный анализ цитокинов. Этой технологией мы очень гордимся, она позволяет получать огромный спектр данных для обработки и построения различных моделей, - поясняет аспирант 3 года обучения Института биологии и биомедицины Елена Кондакова. - Это такой анализ, который позволяет в одном образце определить сразу около 50 цитокинов. Цитокины – это и есть те самые сигнальные молекулы, которые говорят нам о том, как у пациента происходит иммунный ответ, есть ли воспаление и так далее.
Работа проводилась исключительно с пациентами, у которых наблюдалось среднее или тяжелое течение болезни.
Фото: Кристина БЕРБАСОВА
- Наша работа заключалась в том, чтобы обработать большое количество медицинских показателей, а также построить модель, которая как раз будет определять вероятность течения коронавируса, - рассказывает младший научный сотрудник кафедры прикладной математики Института информационных технологий математики и механики Ольга Вершинина.
Онлайн-калькулятор поможет узнать, по какому прогнозу будет развиваться заболевание.
Фото: Кристина БЕРБАСОВА
По ее словам, изначально было испробовано три различные математические модели, чтобы посмотреть, какие будут результаты. Все модели показали хорошую точность в районе 85% и позволили сузить список биомаркеров до 8, так как они были единственными одинаковыми во всех трёх моделях.
- Затем мы выбрали одну модель - наиболее интерпретируемую, которую легко представить в виде формулы и для нее создали калькулятор, - поделилась Ольга Вершинина.
Как это работает
Воспользоваться калькулятором тяжести течения COVID-19 может любой человек из любой точки мира, так как программа написана на двух языках. Онлайн-калькулятор можно найти на сайте ННГУ им. Лобачевского, там же можно скачать приложение для смартфона (пока оно доступно только для платформы Android). Для этого у вас должен быть подтвержденный положительный ПЦР-тест и необходимые результаты анализов крови.
Работа с калькулятором проста: нужно ввести данные результатов анализов в специальные окошечки и нажать кнопку «предсказать тяжесть течения COVID-19», и он мгновенно отразится на экране компьютера или смартфона. Проведенное научное исследование показало, что точность определения тяжести данным алгоритмом составляет 83% на проанализированной выборке.
Ректор ННГУ Загайнова Елена отметила, что сейчас важен набор статистики.
Фото: Кристина БЕРБАСОВА
- Сейчас нужен набор статистики, но вообще немного по времени с этим проектом мы задержались. Мы, конечно, мечтали дать результаты исследования ещё весной, чтобы к следующей волне, которая у нас тут началась, уже был инструмент прогнозирования тяжести COVID-19, но не вышло, - рассказала ректор ННГУ Загайнова Елена. – Калькулятором уже можно пользоваться, но всегда есть возможность показатели улучшить.
В дальнейшем ученые намерены накапливать материал и статистку по своей разработке, чтобы подтвердить, что калькулятор работает с высокой долей вероятности.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Обычные капли для носа: Нижегородские ученые создали прототип новой вакцины от коронавируса
В отличие от существующих аналогов, она подойдет даже детям (подробности)
Нижегородский врач рассказал, от чего зависит тяжесть течения постковидного синдрома
Постковидным синдромом страдает около 20% переболевших новой коронавирусной инфекцией COVID-19 (подробности)
Испытано на себе: «Комсомолка» сделала прививку от коронавируса и теперь ведет дневник температуры
В Нижегородской области полным ходом идет вакцинация от Covid-19 (подробности)