Уроки COVID-19 для управления пандемиями.
Еще долго 2020-2023 годы мы будем звать ковидными, точно обозначая период, когда планету накрыл коронавирус SARS-CoV-2. Вызванная им пандемия охватила более 190 стран. К концу нынешнего года зарегистрировано свыше 778 миллионов подтвержденных случаев COVID-19 и более 7 миллионов связанных с ними смертей, что явилось глобальным кризисом здравоохранения за последние десятилетия, сказалось на социальном состоянии и экономической деятельности государств. Тяжелыми медицинскими последствиями признаны и случаи постковидного синдрома, развивающегося у 35-80% переболевших COVID-19.
По данным Всемирного банка, в результате пандемии мировой ВВП в 2020 году снизился на 3,2-3,4%, что составило более 2 триллионов долларов. Последствия пандемии проявились массовыми закрытиями государственных границ, снижением интенсивности внешнеторговых отношений, политической разобщенностью ряда стран. На рынке труда возникли серьезные негативные процессы. Отдельной социальной проблемой пандемии COVID-19 стала инфодемия - неконтролируемое распространение слухов, сплетен и прочей лживой информации, усиливавшей общественное беспокойство. Системы здравоохранения большинства стран мира оказались не готовы противостоять пандемии COVID-19, им потребовались серьезные усилия, чтобы переломить негативный тренд развития ситуации. Возбудитель COVID-19 был изменчив и богат геновариантами, что вызывало все новые подъемы заболеваемости в разных странах мира.
Но период пандемии COVID-19 и последующее время (2020-2025) оказались очень творчески интенсивными для российских ученых: ими разработаны и внедрены современные принципы геномного эпидемиологического надзора, уникальные технологические решения для диагностики возбудителей инфекционных болезней, созданы отечественные высокоэффективные вакцинные препараты, современные цифровые технологии, обеспечивающие решение эпидемиологических и медицинских задач страны и мира.
Чтобы обеспечить геномный эпидемиологический надзор, специалисты разработали платформу VGARus (Virus Genome Aggregator of Russia). Став Национальной базой данных геномов возбудителей инфекционных болезней, этот ресурс обеспечивает централизованный сбор геномных последовательностей вместе с данными эпидемиологического характера, предоставляя биологам инструменты анализа загруженных геномов и служа площадкой для научно-организационного взаимодействия учреждений, осуществляющих молекулярно-генетический мониторинг возбудителей инфекционных болезней. Первоначально VGARus предназначалась исключительно для мониторинга SARS-CoV-2, однако вскоре сфера ее применения была расширена на многие другие патогены. Сегодня к приоритетным задачам платформы относятся агрегация информации о вирусных и бактериальных геномах, централизованный анализ генетического разнообразия и временной динамики выявляемых геновариантов на территории России. На данный момент в VGARus загружены результаты секвенирования свыше 440 000 последовательностей от более чем 100 патогенов. В работе платформы широко используются облачные вычисления, нейронные сети и методы машинного обучения, что позволяет значительно ускорить биоинформатическую обработку и точность анализа геномных и эпидемиологических данных.
В рамках исполнения постановления Правительства РФ об уведомлении физических лиц об обнаружении у них возбудителя COVID-19 была создана и внедрена платформа агрегирования результатов лабораторных исследований System of laboratory aggregation results (SOLAR). Она позволяет информационно обеспечивать проведение и контроль массовых противоэпидемических мероприятий, в т. ч. следить за соблюдением режима самоизоляции и перемещения на территории РФ и в рамках Таможенного союза. В течение пандемии COVID-19 эта платформа использовалась каждым жителем России многократно.
Важной особенностью современной эпидемиологии стала работа с большими данными: применение комплекса программных средств, методов машинного обучения и облачных вычислений. Необходимость комплексного анализа тенденций развития эпидемического процесса на территории всех регионов Российской Федерации с учетом результатов молекулярно-генетического мониторинга и данных ПЦР-исследований потребовала разработки специального программного обеспечения - аналитической платформы EpidSmart. Она обеспечивает проведение оперативного и ретроспективного анализов эпидемической обстановки на всей территории Российской Федерации по широкому ряду параметров, позволяет оперативно давать оценку ситуации - с выявлением категорий и территорий риска заражения, а также обеспечивать кратковременный прогноз динамики, уровня и структуры заболеваемости населения.
Использование вычислительных мощностей суперкомпьютеров ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора позволяет проводить анализ более 1,7 миллиарда показателей по заданным параметрам в течение нескольких часов.
В пандемию COVID-19 Российская Федерация продемонстрировала технологическую независимость в области диагностики возбудителей инфекционных болезней (95% зарегистрированных ПЦР тест-систем COVID-19 были созданы отечественными производителями).
Сегодня наши ученые активно развивают новые уникальные направления ускоренной диагностики этиологических агентов, обеспечивая лидирующие позиции страны в области отдельных методов исследования патогенов (LAMP и FAST PCR). Современные технологии редактирования генома, полногеномное, метагеномное, таргетное секвенирование, иммуносеквенирование и другие биотехнологические решения эффективно используются для диагностики и изучения возбудителей инфекционных болезней. Они позволяют создавать ультрачувствительные (единичные копии нуклеиновых кислот в реакции) и высокоспецифические методы идентификации патогенов без использования высокотехнологичного оборудования, тем самым приближая диагностику к постели больного, в т. ч. для выявления у человека онкологических, орфанных, аутоиммунных, гематологические заболеваний. Отечественные разработки в области биотехнологий и генной инженерии обеспечивают биобезопасность и технологическую независимость страны.
То есть ученые РАН вместе со специалистами Роспотребнадзора, Минздрава и ФМБА России проделали масштабную работу по совершенствованию системы мер, сдерживающих развитие будущих пандемий и предотвращающих воздействие биологических угроз на население нашего Отечества. Эти меры, несомненно, способствуют формированию технологической независимости и биобезопасности Российской Федерации.
Василий АКИМКИН, академик РАН, директор ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора
Обложка: система реакторов для автоматизации приготовления растворов реагентов. Залив реагентов. Фото пресс-службы ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора
