The economic prerequisites of implementation of innovative technologies of mass-spectrometry in diagnostic of bacterial infections

Abstract


The article presents the results of clinical economical analysis, based on “cost-effectiveness” technology, of MALDI-TOF MS, innovative medical technology of express identification of microorganisms, calculation of incremental indicator and application of notion “willingness-to-pay-threshold”.Due to the extension of sanctions against the Russian Federation, this medical equipment for national laboratories becomes difficult to access and expensive, that conditions necessity to scientifically substantiate economical effectiveness of implementation of expensive innovative MALDI-TOF MS technology as instrument to contain global antibiotic resistance increase. The understanding of importance of express identification of microorganisms as well as other positive effects that can be achieved by using modern medical equipment on the basis of mass spectrometry results in improving medical care quality, increasing reputation level of medical institution, greater commitment of physicians and patients to microbiological analysis with purpose of prescription of rational antibiotic therapy and improving population health.

Full Text

Введение В связи с пандемией COVID-19 растет количество случаев бесконтрольного употребления антибиотиков. Это усугубляет проблему формирования антибиотикорезистентности. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) обеспокоена сложившимся состоянием дел и призывает все страны объединить усилия для сдерживания распространения устойчивости микроорганизмов к противомикробным препаратам как глобальной угрозы человеческому благополучию. Согласно отчету Национальной системы мониторинга устойчивости к противомикробным препаратам и Центра по контролю и профилактике заболеваний в США (CDC) за 2019 г., более 2,8 млн человек ежегодно сталкиваются с устойчивостью к антибиотикам, что приводит к более чем 35 тыс. смертей. Заболеваемость, обусловленная Clostridium difficile, также опосредованно связана с нечувствительностью к антибиотикам и составляет почти 223 900 человек, из которых в 2017 г. умерли по меньшей мере 12 800 [1]. На 68-й Сессии Всемирной ассамблеи здравоохранения, прошедшей в мае 2015 г., был одобрен «Глобальный план действий по борьбе с устойчивостью к противомикробным препаратам», одной из стратегических задач которого было «увеличить инвестиции в разработку новых лекарственных средств, диагностических инструментов и вакцин» [2]. В Российской Федерации 25 сентября 2017 г. распоряжением Правительства была утверждена «Стратегия сдерживания антимикробной резистентности в РФ на период до 2030 года», в которой говорится, что «основными причинами появления и распространения антимикробной резистентности являются» в том числе «недостаточная доступность средств диагностики устойчивости микроорганизмов к лекарственным препаратам в практическом здравоохранении и ветеринарии» 41. Это обусловливает необходимость модернизации и внедрения инновационных медицинских технологий в работу бактериологических лабораторий. Сегодня доступны и широко распространены в развитых странах технологии масс-спектрометрической идентификации микроорганизмов MALDI-TOF MS, которые позволяют ускорить распознавание патогенного агента на 12-24 ч раньше по сравнению с применяющимися бактериологическими анализаторами [3]. Для пациента это - возможность оптимизировать антимикробную терапию в кратчайшие сроки, чтобы не допустить формирования антибиотикорезистентности и снизить токсическое действие данной группы препаратов на организм. Опыт внедрения технологий масс-спектрометрии в бактериологическую практику в зарубежных странах показывает, что ускоренная идентификация микроорганизмов приводит к сокращению лабораторных затрат, расходов на утилизацию опасных медицинских отходов класса Б, а также к сокращению сроков госпитализации и улучшению клинических прогнозов для пациентов [4]. Оливер Гайллот и Николас Блондиаукс, а также их коллеги из Университетского госпиталя Лилля во Франции оценили затраты при применении методов MALDI-TOF MS для диагностики бактериальных инфекций. При этом сравнивались методы идентификации микроорганизмов за идентичные однолетние периоды до и после внедрения MALDI-TOF MS. Общая экономия составила не менее 177 090 долларов. Таким образом, применение технологии MALDI-TOF MS позволило снизить стоимость бактериальной идентификации на 89,3% за первый год [5]. Однако в связи с продлением санкций со стороны Евросоюза, США, Японии и ряда других стран многие современные медицинские технологии, в том числе масс-спектрометрия, становятся для России труднодоступными и высокозатратными. В связи с высокой стоимостью оборудования решено провести клинико-экономический анализ методом «затраты-эффективность» на базе российской бактериологической лаборатории, обслуживающий 600-коечной стационар и три поликлиники и проводящей идентификацию микроорганизмов на масс-спектрометре и на классическом бактериологическом анализаторе. Существующие законодательные и нормативные положения напрямую предписывают обосновывать выбор медицинских технологий [6]. Целью исследования было научно обосновать экономическую эффективность внедрения дорогостоящей инновационной технологии MALDI-TOF MS для диагностики бактериальных инфекций. Материалы и методы Для достижения данной цели проведено сравнительное интервенционное ретроспективное исследование альтернативных методов идентификации микроорганизмов (бактериологический анализатор VITEK2COMPACT и масс-спектрометр VITEK MS) за идентичные однолетние периоды до и после внедрения MALDI-TOF MS. Исследование проведено на базе бактериологической лаборатории Национального медико-хирургического центра (НМХЦ) им. Н. И. Пирогова и разделено на два периода: предынтервенционный период с 01.11.2016 г. по 31.10.2017 г. - год до внедрения масс-спектрометра, когда идентификация микроорганизмов проводилась на классическом бактериологическом анализаторе, и интервенционный период - с момента поставки масс-спектрометра в течение года идентификация микроорганизмов проводилась на масс-спектрометре (с 01.11.2017 г. по 31.10.2018 г.). Точкой отсчета выбрана дата запуска в работу MALDI-TOF масс-спектрометра. Для расчета экономической эффективности применен метод клинико-экономического анализа «затраты-эффективность», рассчитаны инкрементальный индекс и «порог готовности платить». Критерием эффективности метода «затраты-эффективность» были выбраны сроки идентификации микроорганизмов c момента получения чистой культуры, которые имеют корреляцию со сроками оптимизации антимикробной терапии для пациентов. Современный бактериологический анализатор VITEK2COMPACT позволяет ускорить идентификацию микроорганизма на 16 ч по сравнению с идентификацией на биохимических пестрых рядах, которые ставятся на 24 ч. Таким образом, эффективность бактериологического анализатора равна 66,7%. Масс-спектрометр VITEK MS сокращает время идентификации до нескольких минут, что обусловливает 99,2% эффективности данного метода. Результаты исследования Метод клинико-экономического анализа «затраты-эффективность» 42 учитывает соотношение затрат и эффективность сравниваемых диагностических технологий и определяет стоимость дополнительной единицы эффективности для рассматриваемой альтернативы [7, 8], рассчитывается по формуле: CER =DC/Ef, (1) где DC - direct cost, затраты на одну процедуру идентификации микроорганизма, проводимую на масс-спектрометре, составляют 2438,8 руб. (в течении первого года эксплуатации оборудования с учетом стоимости и технического обслуживания оборудования) и далее 178,7 руб. (при тех же объемах исследований, но без учета цены за прибор); Ef - efficiency, значения эффективности диагностики на бактериологическом анализаторе. DC1 посчитаны с учетом окупаемости оборудования (стоимость 32,4 млн руб.) за год, затрат на ежегодное техническое обслуживание (1,5 млн руб.), а также затрат на расходные материалы на один анализ - 72 руб. При количестве процедур идентификации за год, равном 14 056 (по данным лабораторной информационной системы), DC1 = ps202104.4htm00125.jpg= 2438,8 руб. в течение первого года, (2) DC1 = ps202104.4htm00127.jpg =178,7 руб. начиная со второго года работы на приборе. (3) DC2 - direct cost, затраты на одну процедуру идентификации микроорганизма, проводимую на бактериологическом анализаторе, составляют 900 руб. (стоимость панели производителя); Ef1 - efficiency, значения эффективности диагностики на бактериологическом анализаторе, 66,7%; Ef2 - efficiency, значения эффективности диагностики на масс-спектрометре, 99,2%. CER1 = ps202104.4htm00129.jpg = 25,0 за первый год эксплуатации масс-спектрометра, (4) CER1 = ps202104.4htm00131.jpg =1,8 за второй и последующие годы эксплуатации масс-спектрометра при тех же объемах исследований, (5) CER2 = ps202104.4htm00133.jpg= 27,0. (6) В случае, когда инновационная диагностическая технология имеет показатели затрат (178,7 руб. против 900 руб.) и CER (1,8 против 27,0) ниже, чем у используемой диагностической технологии, а показатель эффективности выше (99,2 против 66,7), очевидно, что новый метод сопряжен с меньшими затратами, т. е. является экономически более выгодным. Исследуемая диагностическая технология признается строго предпочтительной или доминантной и является целесообразной для дальнейшего использования, так как позволяет сэкономить денежные ресурсы при более высокой эффективности самого метода. Эти выводы можно сделать по отношению к идентификации микроорганизмов на масс-спектрометре, начиная со второго года эксплуатации оборудования, т. е. после окупаемости прибора, а также в случае иных способов поставки оборудования в медицинскую организацию, не задействующих бюджет лечебно-профилактического учреждения. В случаях, когда в стоимость одного исследования заложена стоимость окупаемости прибора за год, показатели затрат выше (2438,8 руб. против 900 руб.), а индекс CER ниже (25,0 против 27,0), необходимо понимать, какие затраты необходимы для достижения дополнительной единицы эффективности, поэтому рассчитаем инкрементальный показатель (incremental cost-effectiveness/efficacy ratio, ICER). Расчет инкрементального показателя проводится по формуле: ICER=DC1 - DC2/Ef1 - Ef2, (7) где DC1 и DС2 -затраты при использовании соответственно первого и второго методов диагностики бактериальных инфекций; Ef1 и Ef2 - показатели эффективности диагностики бактериальных инфекций в количественном выражении при использовании первого и второго методов диагностики. ICER = ps202104.4htm00135.jpg=24,0, (8) ICER = 24,0. Таким образом, стоимость дополнительной единицы эффективности будет равна 24,0 руб., что составит в год 337 344 руб. (24,0*). ps202104.4htm00137.jpg Результаты проведения клинико-экономического анализа «затраты-эффективность» за первый год использования масс-спектрометра суммированы в табл. 1, где указаны как вводные данные для расчета по формулам, так и полученные в результате расчетов значения. Из табл. 1 видно, что технология MALDI-TOF MS позволяет повысить эффективность микробиологической диагностики как минимум на 32,5% с точки зрения скорости идентификации микроорганизмов. Чтобы оценить результаты исследований с использованием инкрементального показателя, необходимо обратиться к понятию «порог готовности платить» (cost-effectiveness threshold, willingness-to-pay threshold). Порог готовности общества платить впервые был высчитан в США и Канаде в середине 1980-х годов, когда появилось большое количество медикаментозных, хирургических, эндоскопических и других методов лечения, требующих значительных ресурсов. С середины 1970-х годов в литературе появилась оценка предпочтительных расходов отдельных лиц на товары и услуги медицинского назначения. Это означало разработку оценок «готовности платить» (willingness to pay, WTP), т. е. оценок максимальной части дохода, которую человек готов и способен потратить на товары или услуги по оздоровлению [9]. Эта величина показывает, сколько общество готово заплатить для достижения определенного эффекта, который может выражаться в единицах эффективности, характерных для определенной патологии, или показателя полезности. Существует несколько различных методов оценки порога готовности платить, но чаще всего используется метод, основанный на рекомендациях комиссии ВОЗ по макроэкономике, в соответствии с которыми принято считать «порог готовности платить» равным трем ВВП в пересчете на душу населения [10]. ps202104.4htm00139.jpg В табл. 2 представлены цифры валового регионального продукта на душу населения для Москвы и Московской области, а также в среднем по России. Таким образом, «порог готовности платить» равен 3 ∙ 578 700 = 1 736 100 руб., а дополнительные затраты на единицу эффективности составят 337 344 руб. Принято считать, что если дополнительные затраты на единицу эффективности меньше ВВП, то оцениваемое медицинское вмешательство является выгодным вложением: 337 344 руб. против 578 700 руб. Обсуждение Технологии масс-спектрометрии позволяют улучшить качество медицинской помощи и предотвратить рост и распространение антибиотикорезистентности. Однако в связи со сложившейся политической обстановкой и продлением санкций в отношении Российской Федерации данное медицинское оборудование и комплектующие к нему для российских лабораторий становятся труднодоступными и дорогими. В связи с этим результаты комплексного клинико-экономического анализа данной технологии, а также расчет «порога готовности платить» и необходимые дополнительные затраты должны быть учтены при принятии решения о закупке масс-спектрометра. Соотнося клиническую эффективность и уровень дополнительных затрат, которые меньше «порога готовности платить» и внутреннего регионального продукта в среднем по России, можно сделать вывод о выгодности вложений в масс-спектрометрическое оборудование для ускоренной диагностики бактериальных инфекций. Также стоит отметить, что технологии масс-спектрометрии значительно повышают эффективность оказания медицинской помощи, расширяют возможности качественной медицинской помощи, а также способствуют улучшению клинических прогнозов для пациентов. Все это позволяет рассматривать технологии масс-спектрометрии как улучшенную альтернативу современным классическим методам для идентификации микроорганизмов в России. Понимание важности ускоренной идентификации микроорганизмов, а также других положительных эффектов, которых можно добиться благодаря использованию современного медицинского оборудования на базе масс-спектрометрии, ведет к качественному улучшению медицинской помощи, повышению репутационного уровня лечебного учреждения, большей приверженности врачей и пациентов микробиологическим исследованиям для назначения рациональной антибиотикотерапии и повышения уровня здоровья населения в целом. Заключение Инновационные технологии масс-спектрометрии MALDI-TOF MS позволяют существенно улучшить эффективность быстрой идентификации микроорганизмов. А затраты на дополнительную единицу эффективности диагностики бактериальных инфекций меньше ВВП, т. е. оцениваемое медицинское вмешательство является выгодным вложением. Внедрение инновационных технологий MALDI-TOF MS помогает сдерживать рост и распространение антибиотикорезистентности, новой социальной проблемы современного общества и глобальной угрозы человечеству. Эффективность данной технологии и экономические затраты, необходимые для ее внедрения и применения, соизмеримы. Применение данного оборудования в бактериологических лабораториях России позволит повысить качество медицинской помощи населению и предотвратить нерациональное использование противомикробных препаратов. Исследование не имело спонсорской поддержки. Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

About the authors

A. V. Mironova

The Institute of Advanced Medical Training of Physicians of the The Federal State Budget Institution “The N. I. Pirogov National Medical Surgical Center”

Email: annamir_88@mail.ru

References

  1. CDC. Antibiotic Resistance Threats in the United States, 2019. Atlanta, GA: U. S. Department of Health and Human Services, CDC; 2019.
  2. Глобальный план действий по борьбе с устойчивостью к противомикробным препаратам. Женева: ВОЗ; 2015. Режим доступа: https://www.who.int/antimicrobial-resistance/global-action-plan/en/
  3. Nomura F., Tsuchida S., Murata S., Satoh M., Matsushita K. Mass spectrometry-based microbiological testing for blood stream infection. Clin Proteom. 2020;17:14.
  4. Ceballos-Garzón A., Cabrera E., Cortes-Fraile G., Ariza B. In-house protocol and performance of MALDI-TOF MS in the early diagnosis of bloodstream infections in a fourth-level hospital in Colombia International J. Infect. Dis. 2020;101:85-9. doi: 10.1016/j.ijid.2020.09.1469
  5. Gaillot O., Blondiaux N., Loïez C., Wallet F., Lemaître N. Cost-Effectiveness of Switch to Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight Mass Spectrometry for Routine Bacterial Identification. J. Clin. Microbiol. 2011 Dec;49(12):4412. doi: 10.1128/JCM.05429-11
  6. Волкова О. И., Тельнова Е. А. Клинико-экономическая оценка при выборе и закупках расходных материалов: оптимизация расходов медицинских организаций. Проблемы социальной гигиены, здравоохранения и истории медицины. 2018;(1):36-8. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/kliniko-ekonomicheskaya-otsenka-pri-vybore-i-zakupkah-rashodnyh-materialov-optimizatsiya-rashodov-meditsinskih-organizatsiy (дата обращения 10.11.2020).
  7. Омельяновский В. В., Авксентьева М. В., Сура М. В., Хачатрян Г. Р., Савилова А. Г. Подходы к формированию единой методики расчета инкрементных показателей «затраты/эффективность» на примере противоопухолевых препаратов в рамках пересмотра перечней лекарственных препаратов для медицинского применения. Медицинские технологии. Оценка и выбор. 2018;1(31):10-20. Режим доступа: https://clck.ru/HXtUh
  8. Серпик В. Г., Ягудина Р. И., Куликов А. Ю Фармакоэкономика инноваций или инновации в фармакоэкономике: анализ «относительной ценности» вместо анализа «затраты-эффективность»? Фармакоэкономика. 2019;(7):5-8.
  9. Безденежных Т. П., Мусина Н. З., Федяева В. К., Тепцова Т. С., Лемешко В. А., Омельяновский В. В. Анализ подходов к определению порогов готовности платить за технологии здравоохранения, установление их предельной величины на примере стран с развитой системой оценки технологий здравоохранения. Фармакоэкономика. Современная фармакоэкономика и фармакоэпидемиология. 2018;11(4):73-80. Режим доступа: https://clck.ru/Jmv2o
  10. Тепцова Т. С., Безденежных Т. П., Федяева В. К., Мусина Н. З., Хачатрян Г. Р., Тарасов В. В. Возможные методики определения порога готовности платить для принятия решений о финансировании технологий здравоохранения за счет бюджетных средств. Фармакоэкономика. Современная фармакоэкономика и фармакоэпидемиология. 2018;11(3):13-22. Режим доступа: https://clck.ru/FxtqD

Statistics

Views

Abstract - 54

Cited-By


PlumX

Dimensions


Copyright (c) 2021 АО "Шико"

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Mailing Address

Address: 105064, Vorontsovo Pole, 12, Moscow

Email: ttcheglova@gmail.com

Phone: +7 903 671-67-12

Principal Contact

Tatyana Sheglova
Head of the editorial office
FSSBI «N.A. Semashko National Research Institute of Public Health»

105064, Vorontsovo Pole st., 12, Moscow


Phone: +7 903 671-67-12
Email: redactor@journal-nriph.ru

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies