Новости

Sep 10, 2023

руки

Научные отчеты, том 12,

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 10859 (2022) Цитировать эту статью

2521 Доступов

1 Цитаты

4 Альтметрика

Подробности о метриках

Анализ кала обеспечивает простой и неинвазивный мониторинг многих заболеваний желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и доступ к микробиому кишечника, однако соблюдение протоколов отбора проб кала остается серьезной проблемой из-за широко распространенного нежелания обращаться с фекалиями. Мы представляем технологию, которая позволяет собирать отдельные образцы стула из сточных вод туалета для фекального белка и молекулярного анализа. Образцы человеческого стула и настольная испытательная платформа, интегрированная с коммерческим туалетом, были использованы для демонстрации надежного сбора образцов в широком диапазоне консистенций стула путем разделения твердой и жидкой фаз с последующей распылительной эрозией. Полученные фекальные суспензии использовали для проведения анализов скрытой крови для скрининга рака желудочно-кишечного тракта и для анализа 16S рРНК микробиома. Используя домашние наборы для определения скрытой крови, мы обнаружили в целом 90% совпадение со стандартными образцами, 96% чувствительность и 86% специфичность. Анализ микробиома не выявил существенной разницы в видовом разнообразии внутри выборки по сравнению со стандартной выборкой, а перекрестное загрязнение образцов было ниже предела обнаружения анализа. Кроме того, мы сообщаем об использовании аналогового датчика мутности для оценки жидкого стула в режиме реального времени для отслеживания диареи. Внедрение этой технологии в жилых условиях улучшит качество желудочно-кишечного здравоохранения, способствуя более строгому соблюдению регулярного мониторинга стула.

Неинвазивный индивидуальный мониторинг здоровья, проводимый с помощью смартфонов, носимых устройств и домашних датчиков, предлагает преимущества объективного и более частого сбора данных, удобство дистанционного мониторинга и обещает интеграцию этих данных в значимые клинические оценки прогрессирования заболевания и реакции на лечение1,2. Растет интерес к дистанционному мониторингу состояния здоровья в желудочно-кишечной медицине при широко распространенных заболеваниях, таких как функциональные заболевания желудочно-кишечного тракта, аутоиммунные заболевания и колоректальный рак3,4. По оценкам, эти состояния затрагивают примерно 1 из 10 человек во всем мире и существенно влияют на качество жизни, трудоспособность, а также расходы на здравоохранение5,6,7,8.

Традиционно малоиспользуемый кал является привлекательным биологическим образцом для дистанционного мониторинга заболеваний желудочно-кишечного тракта, поскольку его можно собирать неинвазивным и продольным методами. Менее инвазивный и дорогостоящий, чем колоноскопия, биохимический анализ кала позволяет выявить многие острые и хронические заболевания желудочно-кишечного тракта, такие как рак желудочно-кишечного тракта9,10, кишечные инфекции, такие как Clostridium difficile11, реакцию на лечение воспалительных заболеваний кишечника12,13 и потребление глютена. у больных целиакией14. Помимо диагностики заболеваний, доступ к образцам фекалий в сочетании с молекулярным анализом и секвенированием позволяет анализировать микробиом кишечника и стремиться к новому пониманию этиологии заболеваний и новых терапевтических подходов при ряде кишечных и внекишечных состояний15. 16,17,18. Плотный по времени анализ стула на предмет состава микробиоты может дать возможность распознать влияние патофизиологических факторов окружающей среды, таких как пищевые привычки, медикаментозное лечение и перистальтика кишечника19.

Несмотря на неинвазивность и эффективность, применение анализа кала на практике строго ограничено: пациенты редко могут получить образец кала во время клинического осмотра20,22,23,24,25,26,27 и ряд исследований. из разных регионов выявили низкий уровень охвата и соблюдения требований по надзору за заболеваниями желудочно-кишечного тракта на основе регулярного тестирования кала20,21,22,23,24. Исследования, изучающие барьеры для надзора с помощью анализов кала, показали, что анализ крови предпочтительнее анализа кала, и предполагают, что только пациенты с активным заболеванием, вероятно, будут выполнять анализ кала20,25. Исследования, проведенные в период стабильного состояния пациентов, показали, что только 30% приверженцев выполнили четыре или более повторных анализа кала21,22,26. Опросные исследования показали, что основной причиной плохого соблюдения режима повторного анализа кала было избегание/забывчивость27,28, а более 60% респондентов заявили, что причиной низкой приемлемости тестов кала было отвращение/смущение при сборе кала23,25,29.