Этиология нового типа коронавируса была выявлена 7 января 2020 года в городе Ухань в китайской провинции Хубэй. Новый коронавирус (CoV) позже получил название тяжелый острый респираторный синдром (ОРДС) а болезнь, которую вызывает данный синдром, была названа коронавирусной болезнью 2019 (COVID-19).
Первоначально эпидемия COVID-19 была сосредоточена в Китае, но быстро распространялась по миру с приблизительно 15 547 081 известных случаев и 633 142 смертельных случаев, следовательно, от 23 июля 2020 г. COVID-19 представляет из себя одну из самых разрушительных пандемий, которые повлияли на здоровье населения всех шести континентов. Есть 4 известных штамма CoV, альфа, бета, гамма и дельта, вызывающие множество симптомов включая серьезные респираторные заболевания, нарушения нервной системы, иммунной дисфункции, а также почек, сердечно-сосудистой системы, легких, и желудочно-кишечные расстройства.
По последним данным исследований, SARS-CoV-2 связывается с рецепторами ангиотензина II (ACE2) клетками носового эпителия, легких или других органов и запускает иммунный ответ, который в конечном итоге приводит к появлению типичных симптомов. Однако во многих случаях у людей нет симптомов, которые приводят к COVID-19, но они все еще могут переносить и передавать вирус в течение 14 дней что вызывает серьезные опасения.
В отчете о состоянии здравоохранения в мире, каждый пятый человек во всем мире имеет сопутствующее заболевание, которое может увеличить риск развития тяжелой формы COVID-19. Было выявлено несколько факторов риска связанных с COVID-19 и тяжестью его заболевания, в том числе пожилой возраст, астма, респираторные заболевания, гипертония, сердечные заболевания, почечные заболевания, диабет, ожирение, рак и курение.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), вспышки заболеваемости населения - это неизбежные и часто непредсказуемые события. Непосредственным приоритетом диагностических исследований COVID-19 является разработка олигонуклеотидных и серологических тестов, а также обнаружение вируса с помощью экспресс-тестов на месте. Долгосрочный приоритет для изучения таких вспышек, как COVID-19, необходимо интегрировать эти существующие методы в базы данных, чтобы позволить клиницистам/исследователям, лучше отслеживать состояние здоровья, болезни и выздоровления пациентов.
Интегрированная база данных на основе масс-спектрометрии (МС) включает: протеомику, гликомику, метаболомику и липидомику, которые обеспечивают исчерпывающие данные вызываемых патогенами изменения хозяина после заражения, вторжения, персистенции, и патогенеза, и могут служить основанием для выявления новых терапевтические мишеней для предотвращения или уменьшения серьезного развития болезни.
Протеомика на основе масс-спектрометрии в COVID-19.
Протеомные подходы на основе МС, такие как жидкая хроматография (ЖХ) -МС и матричная лазердесорбция/ионизация (MALDI) -MS успешно используется в клинических условиях в качестве диагностических инструментов для исследования вирусов и их патогенеза.
Преимущественно используются технологии на основе ЖХ-МС, с начала пандемии COVID-19 для идентификации SARS CoV-2 с использованием протеомных маркеров, для понимания мишеней лекарств, оценки эффективности препарата или выяснения молекулярного механизма патогенеза и его влияния на тяжесть заболевания SARS-CoV-2.
Сильные стороны и преимущества MS и связанных с ней технологий следует использовать, чтобы лучше понять COVID-19. Одна из самых актуальных проблем в современном ПЦР-анализе -неспособность обнаружить мутации и неизвестные возбудители. ПЦР-диагностика преимущественно основана на выявлении индивидуальных генетических мишеней. Методы МС, такие как PCR-ESI-MS (Полимеразная цепная реакция в сочетании с ионизирующим электрораспылением масс-спектрометрия) представляет собой новый мультиплексный метод, который появился совсем недавно для тестирования широкого спектра патогенов. Технология PCR-ESI-MS способна идентифицировать почти все известные патогены непосредственно из клинических образцов, а также провести идентификацию генетического родства/ампликонов неизвестных патогенов.
Следовательно, возможности и преимущества PCR-ESI-MS должны быть применены в диагностике COVID-19. Однако текущей диагностики COVID-19 с применением таких методов, как ПЦР или иммуноферментный анализ, недостаточно. Последние разработки прямого МС такие как сегментированный поток (SF) -MS и ионизация бумажным распылением (PSI) -MS показали потенциал для быстрого, чувствительного, очень воспроизводимого и сопоставимого результата с обычным ЖХ-МС и их способностью определять биомаркеры при диагностике рака и распознавания различных бактериальных штаммов, соответственно. Примечательно, что PSI-MS превратился в быстрый (> 30 сек) аналитический метод для распознавания штаммов бактерий от первичных образцов с минимальной пробоподготовкой или без нее.
Тем не менее, многие инструменты МС либо дорого обходятся, либо клинике требуется значительная площадь лаборатории. Следовательно, разработка или перевод портативного MS может быть очень важной ступенью развития для внедрения в клиническую лабораторию, а также для потенциальных возможностей для удаленного тестирования и скрининга. Действительно, миниатюрный МС существует уже десять лет как быстрый и портативный аналитический инструмент в космических исследованиях, диагностике продуктов питания.
С улучшением производительности и чувствительности, миниатюрная МС может иметь много потенциального применения, в том числе при вспышках болезней, таких как COVID-19. Вполне вероятно, что множество различных технологий внесут свой вклад в разработку стратегии лечения, такие как противовирусные препараты, биоактивные молекулы, очищенная плазма, моноклональные антитела (mAb), соединения, аналогичные вирусной молекуле, и вакцины, что в конечном итоге поможет предотвратить пандемию COVID-19.
