MALDI-TOF масс-спектрометрический анализ возбудителей паразитарных болезней: современное состояние и перспективы

Введение. Рассматриваются общие вопросы методологии и технологии в лабораторной диагностике паразитарных инфекций: MALDI-ToF MS-анализа (Matrix-Assisted Lazer Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry; матрично-активированная лазерная десорбционно-ионизационная времяпролётная масс-спектрометрия), а также ряд частных вопросов, касающихся актуальности и своевременного применения данной высокоспецифичной технологии в идентификации и типировании возбудителей паразитарных болезней. Важной и практически нерешённой проблемой в паразитологии является качественная, высокоэффективная, высокочувствительная лабораторная диагностики паразитозов.

Цель исследования — анализ и оценка современного состояния и перспектив дальнейшего применения метода MALDI-TOF MS для идентификации и выделения из различных проб/объектов возбудителей паразитарных болезней.

Материалы и методы. Данные федеральной статистики об инфекционной и паразитарной заболеваемости, собственные экспериментальные исследования, проанализированные литературные данные зарубежных и российских авторов.

Результаты. Устойчивый спад выявляемости случаев паразитарных инвазий связан с отсутствием высокоэффективных и чувствительных методов диагностики.

Ограничения исследования. В процессе изучения эффективности применения метода MALDI-TOF MS в паразитологических лабораториях (подразделениях) анализировали собственные экспериментальные данные (пробы с искусственным внесением паразитарных патогенов) и проанализированные данные по основным циркулирующим на территории Российской Федерации паразитарным нозологиям за три года (2017–2019 гг.), которые отражены в государственных докладах Роспотребнадзора, что представляет собой достаточно референтную выборку.

Заключение. Перспективными представляются исследования по сравнению результатов масс-спектрометрического типирования и традиционных методов диагностики, необходимые для уточнения возможностей метода и определения его места в лабораторной диагностике инфекций, вызываемых паразитарными патогенами.

Участие авторов:
Асланова М.М. — концепция и дизайн исследования, статистическая обработка, написание текста, редактирование;
Ракитина Д.В. — концепция и дизайн исследования, статистическая обработка;
Абрамов И.А. — сбор и обработка материала;
Мания Т.Р. — сбор и обработка материала, статистическая обработка;
Сергиев В.П. — концепция и дизайн исследования.
Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила: 01.03.2022 / Принята к печати: 12.04.2022 / Опубликована: 31.05.2022

1. Государственный доклад «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2018 году». М.; 2019.

2. Асланова М.М., Кузнецова К.Ю., Морозов Е.Н. Эффективная лабораторная диагностика - основа мониторинга паразитарных болезней. Здоровье населения и среда обитания. 2016; (1): 34-7.

3. Сергиев В.П., Успенский А.В., Романенко Н.А., Горохов В.В., Супряга В.Г., Старкова Т.В. и др. Новые и возвращающиеся гельминтозы как потенциальный фактор социально эпидемических осложнений в России. Медицинская паразитология и паразитарные болезни. 2005; (4): 6-8.

4. Сергиев В.П., Малышев Н.А., Дрынов И.Д. Значение паразитарных болезней в патологии человека. Эпидемиология и инфекционные болезни. 1999; (4): 4-6.

5. Сергиев В.П., Малышев Н.А., Дрынов И.Д. Человек и паразиты: пример сочетанной эволюции. Вестник Российской академии медицинских наук. 2000; (11): 15-7.

6. Дзюба Г.Т., Макшанцева С.Н., Кандюрина В.В. Оценка состояния инфекционной и паразитарной заболеваемости во Владивостоке. Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2009; (3): 68-70.

7. Лабинская А.С., Костюкова Н.Н. Руководство по медицинской микробиологии. Оппортунистические инфекции: клинико-эпидемиологические аспекты. М.: Медицина; 632-3.

8. Романенко Н.А. Новые подходы к профилактике паразитарных болезней человека. Медицинская паразитология и паразитарные болезни. 1993; (4): 51-4.

9. Кадочникова Г.В., Мерзлова Н.Б., Колесник Н.В. Новые возможности диагностики кишечных гельминтозов у детей. В кн.: Труды III Международной научно-профилактической конференции «Эпидемиология, диагностика, лечение и профилактика паразитарных заболеваний человека». Витебск; 2002: 164-7.

10. Bredtmann C.M., Krücken J., Murugaiyan J., Kuzmina T., von Samson-Himmelstjerna G. Nematode species identification-current status, challenges and future perspectives for Cyathostomins. Front. Cell Infect. Microbiol. 2017; 7: 283. https://doi.org/10.3389/fcimb.2017.00283

11. Нагорный С.А., Алешукина А.В., Алешукина И.С., Ермакова Л.А., Пшеничная Н.Ю. Перспектива применения протеомного анализа на основе MALDI-TOF MS для дифференциации нематод на примере изучения белковых профилей аскарид и дирофилярий. Паразитология. 2019; 53(2): 136-44. https://doi.org/10.1134/S0031184719020054

12. Нагорный С.А., Алешукина А.В., Алешукина И.С., Ермакова Л.А. Использование метода MALDI-TOF MS для видовой дифференциации нематод (на примере изучения белковых профилей аскаридат и дирофилярий). Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями. 2020; (21): 267-75. https://doi.org/10.31016/978-5-9902341-5-4.2020.21.267-275

13. Крыжановская О.А., Лазарева А.В., Пономаренко О.А., Катосова Л.К., Тепаев Р.Ф., Карасева О.В. и др. Масс-спектрометрическая идентификация возбудителей инфекций кровотока: опыт в педиатрической практике. Российский педиатрический журнал. 2014; 17(5): 4-9.

14. Ahmad F., Gopal J., Wu H.F. Rapid and highly sensitive detection of single nematode via direct MALDI Mass Spectrometry. Talanta. 2012; 93: 182-5. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2012.02.009

15. Avila C.C., Almeida F.G., Palmisano G. Direct identification of trypanosomatids by matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry (DIT MALDI-TOF MS). J. Mass Spectrom. 2016; 51(8): 549-57. https://doi.org/10.1002/jms.3763

16. Calderaro A., Buttrini M., Sara Montecchini S., Rossi S., Piccolo S., Arcangeletti M.C., et al. MALDI-TOF mass spectrometry applied as new diagnostic tool in parasitology and virology. In: 28th European Congress of Clinical Microbiology and Infectious Diseases. Madrid; 2018.

17. Calderaro A., Piergianni M., Buttrini M., Montecchini S., Piccolo G., Gorrini C., et al. MALDI-TOF mass spectrometry for the detection and differentiation of Entamoeba histolytica and Entamoeba dispar. PLoS One. 2015; 10(4): e0122448. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0122448

18. Calderaro A., Piergianni M., Montecchini S., Buttrini M., Piccolo G., Rossi S., et al. MALDI-TOF mass spectrometry as a potential tool for Trichomonas vaginalis identification. BMC Infect. Dis. 2016; 16: 261. https://doi.org/10.1186/s12879-016-1594-z

19. Телесманич Н.Р., Чайка И.А., Агафонова В.В., Сеина С.О., Чемисова О.С., Гончаренко Е.В. и др. MALDI масс-спектрометрический анализ в типировании и внутривидовой дифференциации холерных вибрионов на основе создания референс-библиотеки протеомных профилей. В кн.: Холера патогенные для человека вибрионы. Материалы Совещания специалистов Роспотребнадзора в г. Ростове-на-Дону. Ростов-на-Дону: Дониздат; 2013: 143-8