Тяжелая инвазивная природа боевой травмы создает обширные области повреждения, колонизации и инфицирования, что требует специализированных диагностических и агрессивных терапевтических подходов.
Согласно отчетам, раневые инфекции встречаются в 18-25% случаев боевых травм. Микробная контаминация боевых ран может привести к оппортунистическим инфекциям и неблагоприятным исходам. Однако существующие методы микробиологического обнаружения имеют ограниченные возможности. Современные стратегии диагностики и клинического лечения боевых ран основаны на решениях, принимаемых экспертами-клиницистами. Однако даже в руках опытных хирургов раны, полученные в ходе боевых действий, могут плохо заживать и давать осложнения, связанные с ограничениями в быстром и всестороннем получении диагностической информации.
Предыдущие исследования продемонстрировали возможность использования методов геномного секвенирования для выявления микробных сигнатур, связанных с оказанием помощи пострадавшим в бою. Несмотря на свою эффективность, секвенирование всего метагенома ограничено глубиной, необходимой для уверенного обнаружения всех соответствующих сигнатур. Чтобы помочь раннему обнаружению потенциальных патогенов, исследователи из Ливерморской национальной лаборатории (США) разработали целевую панель для сбора и секвенирования геномных сигнатур микроорганизмов, имеющих отношение к ранам, полученным в результате боевых действий. Их статья "Целевая метагеномная оценка отражает критическую колонизацию при ранениях на поле боя" опубликована в журнале Microbiology Spectrum.
В данной работе описывается применение направленного метагеномного секвенирования для профилирования бионагрузки ран и выявления соответствующих ассоциированных с ранами признаков для использования в клинических целях. "Создание этих баз данных и аналитических подходов позволяет получить более четкое представление о микробах, связанных с боевыми ранениями, и их влиянии на состояние здоровья", - говорит соавтор статьи Николас Бе. "Мы нацелены на разработку и дальнейшее применение этой платформы для эффективного прогнозирования рисков и улучшения медицинского обслуживания военнослужащих. Для решения этой проблемы мы разработали целевую панель секвенирования для обнаружения микробных сигнатур, имеющих отношение к заживлению ран. Эти сигнатуры включают известные нозокомиальные патогены, колонизаторы ран, а также гены, участвующие в вирулентности и резистентности к противомикробным препаратам".
Для выявления интересующих геномных регионов авторами был создан биоинформационный конвейер, а для захвата - более 8 000 олигонуклеотидных зондов. Панель была создана и валидирована с использованием контрольных эталонных геномов человека и образцов раневого отделяемого из когорты военнослужащих США, получивших боевые травмы. "Наша панель была чувствительна к колонизирующим рану видам, Acinetobacter baumannii и Pseudomonas aeruginosa, и специфична в выявлении соответствующих генов вирулентности и резистентности к антимикробным препаратам, а также других патогенных видов, присутствующих в смешанной микрофлоре.
Модель подтвердила преобладание Acinetobacter и Pseudomonas в критически колонизированных и незаживающих ранах, соответственно. "Наши результаты демонстрируют возможности инструментов и аналитических платформ целевого секвенирования для профилирования и предоставления информации о патогенных факторах, влияющих на прогрессирование заживления ран, что позволяет направлять терапевтические вмешательства. В конечном счете, способность обнаруживать такие сигнатуры поможет принимать клинические решения по уходу за раной и ее лечению, а также поможет в прогнозировании исходов ранения" - сообщил Бе.
Однако возможность быстро определить типы бионакоплений, присутствующих в ране, - это только часть уравнения. Исследователям также необходимо знать риски биоконтаминации в оперативной обстановке, поскольку условно-патогенные микроорганизмы, способные выживать на снаряжении, представляют собой факторы риска инфицирования после ранения - особенно после взрывов, когда волокна и другие материалы внедряются в ткани раненого.
Во второй статье, опубликованной в журнале Applied and Environmental Microbiology, "Микробиом военного снаряжения: факторы риска, окружающие бойца", группа исследователей из Медицинского армейского центра Триплер получила образцы мазков из снаряжения солдат из двух независимых военных когорт. Подобно тому, как текстильные достижения в сфере здравоохранения были разработаны для минимизации приобретения и передачи патогенов внутри лечебных учреждений и в обществе, данное исследование открывает возможности для использования текстильных инноваций в военной сфере, предоставляя информацию, которая может помочь определить приоритеты в разработке антимикробных материалов для минимизации рисков контаминации и инфекций.
Образцы для данного исследования были собраны у участников курса подготовки к операциям в джунглях на Гавайях и военнослужащих, находящихся на действительной военной службе в Индонезии. Первый набор образцов был взят по прибытии, а затем еще раз через 14 дней после начала операций для секвенирования и анализа микробиома. Анализу подвергались такие типы одежды, как ботинки, фуфайки, куртки и брюки.
Исследовательская группа обнаружила, что разнообразие, стабильность и состав микробиома зависят от типа снаряжения, места проведения тренировок и времени отбора проб. На 14-й день видовое разнообразие было значительно выше в образцах с Гавайских островов по сравнению с образцами из Индонезии в мазках с ботинок, курток и брюк. Кроме того, авторы отметили наличие потенциальных микробных факторов риска, поскольку условно-патогенные виды, такие как Acinetobacter, Pseudomonas и Staphylococcus, присутствовали во всех типах образцов и в обоих местах исследования. Результаты этого исследования будут использованы для разработки антимикробных текстильных материалов и униформы, а также для борьбы с инфекциями после взрывов и других травм, что позволит улучшить рекомендации по лечению во время военной подготовки и развертывания.
Оба исследования в совокупности демонстрируют вероятное и нежелательное воздействие микробного загрязнения окружающей среды на раны военнослужащих и потенциал использования микробных характеристик, полученных в результате секвенирования, в качестве биомаркеров для микробного надзора и выявления рисков.
