Вирусы, в первую очередь, инфицируют респираторный тракт человека, что может приводить ко многим различным клиническим проявлениям. Самыми распространёнными среди них являются инфекции верхних отделов дыхательных путей (ИВДП). Дети переносят от 6 до 9 ИВДП в год, и их количество снижается до 2-4 в подростковом возрасте и у взрослых. Инфекции нижних отделов дыхательных путей (ИНДП) встречаются значительно реже, но обходятся значительно дороже. Приблизительно одна треть детей переносят ИНДП в течение первого года жизни. Среди детей школьного возраста эта доля составляет 5-10%, у здоровых взрослых менее 5% и опять возрастает приблизительно до 17% у пожилых пациентов. Доля визитов в больницы в США как среди детей, так и взрослых с вирусными ИНДП весьма значительна. Группами высокого риска для вирусных ИНДП являются дети; иммунокомпрометированные пациенты; лица с хроническими заболеваниями (сердца, лёгких, почек и т.д.) а также пожилые люди; пациенты стационаров и военнослужащие.

Число детей, госпитализируемых каждый год в США с вирусными инфекциями нижних отделов дыхательных путей, недавно оценивалось как 200000 со специфическим диагнозом (когда установлена этиология заболевания) и ещё дополнительно 210000 с клиническим диагнозом. Стоимость же лечения оценивается почти в миллиард долларов США.

Хотя респираторные вирусные инфекции вызывают значительную заболеваемость и смертность, лабораторная диагностика нужна не для всех пациентов и не всегда. Необходима разработка специфических руководств по тому, когда оправдано использование лабораторных методов.

Многие вирусные инфекции вначале вызывают симптомы поражения респираторного тракта. Большинство респираторных вирусов проникают в организм через слизистую оболочку носа, глотки, трахеи и бронхов. Некоторые вирусы (например, SARS-ассоциированный коронавирус и некоторые виды аденовирусов) фактически могут проникать через гастроинтестинальный тракт, а затем распространяться с кровотоком в лёгкие. Самые распространённые респираторные вирусы включают в себя вирусы гриппа типа А и B, респираторно-синцитиальный вирус типы A и B, вирус парагриппа типы 1, 2 и 3, человеческий метапневмовирус, аденовирусы (субтипы от А до Е), риновирусы (многие субтипы), человеческие коронавирусы 229Е, ОС43 и коронавирус, вызывающий тяжёлый острый респираторный синдром (ТОРС).

У многих пациентов с инфекциями нижних отделов дыхательных путей, у которых проводится обследование с помощью лабораторных диагностических методик, получаются отрицательные результаты. Некоторыми факторами, приводящими к отрицательным лабораторным результатам, могут являться неидентифицируемые агенты (например, коронавирус, вызывающий SARS, человеческий метапневмовирус), низкая вирусная нагрузка и присутствие ингибиторов в клиническом образце, некачественный забор клинического материала и его обработка. В настоящее время известны следующие лабораторные методы, доступные для респираторных вирусов: культуральный, серологический, микроскопический (включая электронную микроскопию), непрямые и прямые иммунофлуоресцентные методы, иммуноферментный анализ, исследование активности ферментов (нейраминидазный тест), и амплификацию нуклеиновых кислот (например, полимеразная цепная реакция - ПЦР).

Культуральный метод используется как золотой стандарт, но в течение последних 10 лет постепенно заменяется молекулярными методами. Культивирование и в ближайшем будущем будет также оставаться важным методом для поддержания вирусных культур, используемых для анализа генетических и антигенных изменений в вирусных популяциях (например, ранняя вакцина против гриппа) и для открытия новых неизвестных вирусов (например человеческого метапневмовируса). Однако лабораторий, обладающих достаточными навыками и оборудованием для такой работы, становится все меньше из-за уменьшающейся потребности в таких исследованиях, следовательно, необходима организация региональных центров для проведения такой работы.

Серологические методы, как правило, не очень информативны в случае острой инфекции. Кроме того, от 10 до 30% пациентов с подтверждённой респираторной вирусной инфекцией являются серонегативными.

В настоящее время сильное развитие получили методики для экспресс-анализа. Вот уже более 30 лет используются антигенные тесты, которые включают в себя иммуноферментный анализ (ИФА). Значительно более молодыми являются оптический иммунный анализ и анализ нейраминидазной активности. Эти методы всё ещё широко используются, и основными их преимуществами являются дешевизна и простота. Однако они страдают от недостатка чувствительности и специфичности, особенно в специфических популяциях, таких как иммунокомпрометированные пациенты или пожилые люди. До тех пор, пока чувствительные и специфические методики не станут дешевле и проще, широко будут использоваться антигенные методики.

Молекулярно-биологические методы стали в настоящее время стандартами для определения вирусных агентов. Опубликованные данные о чувствительности таких методов обычно приближаются к 100%, фактически проведённые исследования показывают значительное превышение параметров чувствительности по сравнению со стандартными методиками (до 30%). Однако в настоящее время для диагностики распространённых респираторных вирусов не существует методик, одобренных FDA. Большинство молекулярных методов основаны на ПЦР. Существуют также и работы, использующие NASBA.

Самой старой и широко распространённой молекулярной коммерческой методикой является Hexaplex на основе мультиплексной ПЦР для определения семи разных наиболее распространённых респираторных вирусов. Результаты мультиплексной ПЦР демонстрируют очень тесную корреляцию с методом бляшкообразования, но ПЦР гораздо более чувствительна.

Другим молекулярно-биологическим методом является ПЦР в реальном времени. Она включает в себя меньшее количество этапов, пониженный риск контаминации, которая является потенциальной проблемой большинства молекулярных методов. Дополнительным преимуществом по сравнению с ПЦР стандартного формата также является высокая скорость проведения анализа. К минусам следует отнести высокую стоимость оборудования, реагентов, трудности в установке значений «серой» зоны при низкой вирусной нагрузке, нестабильность при хранении коммерческих реагентов и невозможность одновременного определения более чем 3-4 агентов.

В настоящее время в академических институтах, коммерческих и военных лабораториях проводится очень большая работа по разработке методик для определения респираторных вирусов. Эта работа подстегивается угрозой биотерроризма. Эпидемия SARS и перспектива пандемий гриппа мотивируют многие компании для развития технологий, которые позволяют быструю идентификацию известных и неизвестных респираторных патогенов. Некоторые из этих методов, которые только разрабатываются, будут позволять проводить определение возбудителя в течение одного часа, хотя и не понятно, насколько дорогим будет оборудование для использования таких методов. Вот некоторые из подобных устройств:

¾ капиллярный электрофорез с или без мультиплексной ПЦР;

¾ биочипы с или без мультиплексной ПЦР;

¾ портативные устройства для проведения ПЦР с обратной транскрипцией;

¾ полностью оснащённые портативные молекулярные лаборатории, использующие ПЦР или ПЦР в реальном времени без жидких компонентов до внесения образца;

¾ мультиплексные ПЦР в полностью автоматических аппаратах без нужды в выделении ДНК/РНК;

¾ мультиплексная ПЦР с помощью микрогранул.

Хотя будущее диагностики респираторных вирусов выглядит довольно определённо, необходимо учитывать следующие потенциально важные особенности молекулярной диагностики:

· стоимость реагентов, аппаратуры, требуемых для данной диагностики;

· необходимость надёжных коммерческих реагентов;

· необходимость наличия открытых платформ, которые могут быть использованы для определения вновь появляющихся агентов;

· наличие контрольных панелей для контроля работы и обмена информацией между лабораториями.