Способ прогнозирования генетически детерминированных заболеваний человека
Владельцы патента RU 2293990:
Фурсенко Сергей Александрович (RU)
Николаева Ирина Сергеевна (RU)
Гюльазизова Каринэ Сергеевна (RU)
Радкевич Людмила Александровна (RU)
Изобретение относится к области медицинской диагностики и может быть использовано для прогнозирования генетически детерминированных заболеваний человека на протяжении всей его жизни. Сущность способа заключается в том, что определяют фенотип ацетилирования пациента и прогнозируют заболевание по предварительно приготовленной таблице. Таблица содержит коэффициенты корреляции между частотой встречаемости фенотипов быстрого и медленного ацетилирования в разных странах, коэффициентами заболеваемости прогнозируемыми заболеваниями и коэффициентами смертности от них в различных возрастных интервалах жизни человека. Риск прогнозируемых заболеваний и риск летального исхода от них в указанных возрастных интервалах устанавливают по этим коэффициентам. Для пациентов с быстрым фенотипом ацетилирования прогнозируют риск заболеваний в том случае, если коэффициенты, соответствующие фенотипу и полу пациента, имеют положительный знак, а для пациентов с фенотипом медленного ацетилирования - при отрицательном знаке этих коэффициентов. При этом прогноз осуществляется, если достоверность этих коэффициентов корреляции равна или менее 0,05. Степень риска выявленных заболеваний и степень риска летального исхода от них прогнозируют по величинам указанных коэффициентов корреляции в диапазоне их значений от 1 до +1. Степень тяжести заболеваний для конкретного пациента может быть оценена с учетом величины степени ацетилирования, установленной при определении фенотипа пациента. Техническим результатом является возможность прогнозирования риска заболеваний человека, риска летального исхода от них в различных возрастных интервалах его жизни с оценкой степени риска и тяжести течения заболеваний, что дает возможность своевременно проводить профилактические мероприятия для предупреждения заболеваний. 5 з.п. ф-лы, 8 табл.
Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для прогнозирования генетически детерминированных заболеваний индивидуального человека на протяжении всей его жизни.
Актуальной задачей современной биологии и медицины является установление факторов индивидуальной предрасположенности человека к различным заболеваниям. В связи с расшифровкой генома человека в последнее время интенсивно ведутся работы по поиску генов, по мутации которых можно осуществить прогноз заболеваний. Разработано много способов прогнозирования различных заболеваний, основанных на мутации генов.
Известен способ диагностики и прогнозирования онкологических заболеваний, основанный на мутациях в гене многофункционального опухолевого супрессора (MTS). По мутациям в гене MTS в зародышевой линии можно осуществлять диагностику предрасположенности к таким формам рака, как меланома, окулярная меланома, лейкоз, астроцитома, глиобластома, лимфома, глиома, саркома и др. (1, 2).
Известен способ прогнозирования риска раковых заболеваний, основанный на определении нарушений координации между аллелями в изолированных клетках по сравнению с координацией в клетках здорового человека (3).
Предрасположенность людей к различным заболеваниям связывают также с индивидуальной активностью генетически детерминированной системы ферментов детоксикации ксенобиотиков. К ним относятся ферменты P-450, NAT1, NAT2 и др., варьирующие в широком диапазоне, благодаря генетическому полиморфизму.
Известен способ диагностики таких заболеваний, как сердечно-сосудистые заболевания, рак, желудочно-кишечные заболевания, воспаления, гематологические болезни, неврологические заболевания, заболевания репродуктивной функции и урологические болезни, основанный на определении нарушений активности фермента NAT1 (4).
Достоинством этих способов является высокая точность прогноза.
Однако в них не уточняется возраст пациента, при котором есть риск прогнозируемого заболевания, неизвестна степень тяжести течения заболевания и возможность летального исхода от него. Это не позволяет своевременно осуществлять профилактические мероприятия для снижения степени тяжести заболеваний и, в особенности, избежания летального исхода.
Генетически детерминированный фермент NAT2 (N-ацетилтрасфераза) принимает участие в биотрансформации экзогенных и эндогенных субстратов (липиды, гормоны, нейромедиаторы, иммунные факторы, факторы воспаления).
По активности генетического фермента NAT2 все человеческие популяции делятся на две группы: с фенотипом быстрого и медленного ацетилирования (быстрых и медленных ацетиляторов). При этом не выявлено какого-либо физиологического преимущества у этих фенотипов. Количество быстрых и медленных ацетиляторов в разных этнических популяциях варьирует в широком диапазоне.
Известна связь системы метаболизма N-ацетилирования с предрасположенностью человека к ряду заболеваний. Например, больные сахарным диабетом, экземой, спаечной болезнью и нефропатиями имеют фенотип быстрого ацетилирования (5), а больные с некоторыми инфекционными заболеваниями - фенотип медленного ацетилирования (6). На основании такой закономерности по фенотипу ацетилирования можно заранее прогнозировать предрасположенность пациента к указанным заболеваниям, а также осуществлять выбор лекарственной терапии для конкретного больного.
Например, известен способ установления предрасположенности пациентов, больных ревматоидным артритом, к риску побочных эффектов при приеме сульфазалазина - известного и широко применяемого во всем мире препарата для лечения ревматоидного артрита (7). Прогнозирование побочных эффектов по этому способу основано на определении диплотипа конфигурации гена NAT2 пациента, так как было установлено, что побочные эффекты возникают только у медленных ацетиляторов.
Однако, несмотря на известность связи между фенотипом ацетилирования и предрасположенностью фенотипа к ряду заболеваний, неизвестны способы прогнозирования этих заболеваний с уточнением возраста, при котором есть риск таких заболеваний, неизвестно прогнозирование тяжести протекания заболеваний в различных возрастных интервалах жизни человека и возможность летального исхода от прогнозируемых заболеваний.
Задачей изобретения является возможность прогнозирования генетически детерминированных заболеваний человека с уточнением возраста их развития, с оценкой тяжести протекания и риска летального исхода.
Эта задача решена предлагаемым способом, который осуществляется следующим образом. У пациента определяют фенотип ацетилирования и прогнозируют риск генетически детерминированных заболеваний по предварительно подготовленной таблице. Для составления таблицы по данным мировой статистики, например Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), выявляют коэффициенты заболеваемости и коэффициенты смертности от различных заболеваний, которые ежегодно приводит ВОЗ для различных стран мира отдельно для мужчин и женщин с указанием следующих возрастных интервалов (годы): до года, 1-4, 5-15, 15-24, 25-34, 35-44, 45-54, 55-64, 65-74, 75 и старше. Рассчитывают среднегодовые значения этих коэффициентов для указанных возрастных интервалов, учитывая данные, приведенные за 10-20 лет.
По данным научной статистики (статьи, обзоры) выявляют для тех же стран частоту встречаемости фенотипов быстрого и медленного ацетилирования (% быстрых или медленных ацетиляторов от общего населения страны). Затем, используя массив этих данных и общеизвестный математический метод статистической обработки данных, вычисляют коэффициент корреляции «а» и коэффициент «b» (по Спирману).
Коэффициент «а» - это коэффициент корреляции между соотношениями фенотипов быстрого и медленного ацетилирования и коэффициентами заболеваемости конкретными заболеваниями в различных странах. Коэффициент «b» - коэффициент корреляции между соотношениями тех же фенотипов и коэффициентами смертности от этих заболеваний в тех же странах. При этом риск каждого прогнозируемого заболевания и риск летального исхода от него в указанных возрастных интервалах устанавливают по коэффициентам «а» и «b», соответствующим полу и фенотипу пациента при положительном знаке этих коэффициентов для пациента с фенотипом быстрого ацетилирования и при отрицательном знаке для пациента с фенотипом медленного ацетилирования, при достоверности этих коэффициентов (р), равной или менее 0,05, а степень риска выявленных заболеваний и степень риска летального исхода от них определяют по величинам коэффициентов «а» и «b» в диапазоне их значений от -1 до +1.
Фенотип ацетилирования пациента может быть определен известными для специалистов методами. По одному из методов фенотип определяют по генотипу пациента. При этом у пациента производят забор венозной крови, выделяют ДНК из ядер лимфоцитов и с помощью праймеров определяют аллели гена NAT2. При обнаружении одного из аллелей NAT2*4, NAT2*12A и NAT2*12C устанавливают фенотип быстрого ацетилирования, а при обнаружении двух аллелей из NAT2*5, NAT2*6, NAT2*7, NAT2*10, NAT2*11, NAT2*13, NAT2*14 устанавливают фенотип медленного ацетилирования (8).
Фенотип ацетилирования пациента может быть определен другим известным методом (9). В соответствии с этим методом утром натощак пациенту внутрь дают тестовый препарат, в качестве которого используют сульфадимезин в дозе 7 мг/кг массы тела или кофеин в дозе 4 мг/кг массы тела и определяют его количество через 6 часов в моче. При этом устанавливают фенотип быстрого ацетилирования при степени ацетилирования тестового препарата 70-100%, а фенотип медленного ацетилирования - при степени ацетилирования менее 70%.
Согласно заявленному способу в каждом выявленном возрастном интервале прогнозируемых заболеваний оценивают степень тяжести заболеваний для конкретного пациента с учетом прямой зависимости параметров «величина степени ацетилирования - тяжесть заболевания» для быстрых ацетиляторов и обратной зависимости этих параметров для медленных ацетиляторов.
Для осуществления прогноза по предлагаемому способу у пациента проводят одну или две медицинские процедуры - взятие пробы мочи после введения тестового препарата либо забор периферической венозной крови для определения его фенотипа ацетилирования.
Заранее готовят таблицу (1), с помощью которой будет осуществляться прогнозирование. Для составления такой таблицы из статей, обзоров, научных монографий и другой научной литературы выявляют процентное соотношение фенотипов быстрого и медленного ацетилирования среди населения различных стран мира. Такие данные представлены в Таблице 2. Для иллюстрации в таблице 2 приведены сведения о соотношении фенотипов по 56 странам.
Для каждой из этих стран по данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ - WHO Statistics) осуществляют поиск коэффициентов заболеваемости и смертности, которые публикуются каждый год, с указанием пола и возрастной группы, отдельно по каждому генетически детерминированному заболеванию. Все данные по каждому конкретному заболеванию подвергают статистической обработке. Коэффициенты заболеваемости (КЗ) и смертности (КС) приводятся в ВОЗ в виде стандартизированных величин количества заболеваний и смертей на 100 тысяч стандартизированного по возрастным группам населения. Отдельно приводятся данные для мужчин и женщин. При этом данные ВОЗ представлены для следующих возрастных интервалов (годы): - до 1, 1-4, 5-14, 15-24, 25-34, 45-54, 55-64, 65-74, 75 и старше.
Например, по Японии за 1997 год представлены следующие данные ВОЗ для первичного рака печени:
| Коэф. | пол | Возрастные интервалы (годы) | |||||||||
| До 1 | 1-4 | 5-14 | 15-24 | 25-34 | 35-44 | 45-54 | 55-64 | 65-74 | 75+ | ||
| КЗ | М | 0,86 | 0,96 | 0,41 | 0,42 | 2,5 | 14,8 | 83,2 | 304,6 | 584,8 | 553,6 |
| Ж | 0,12 | 0,51 | 0,21 | 0,36 | 0,82 | 3,6 | 12,2 | 66,2 | 189,2 | 292,7 | |
| КС | М | 0,2 | 0,2 | 0,1 | 0,1 | 0,6 | 3,7 | 22,5 | 84,8 | 167,1 | 173,0 |
| Ж | 0,0 | 0,1 | 0,0 | 0,1 | 0,2 | 0,9 | 3,3 | 18,4 | 54,0 | 79,0 | |
| КЗ - коэффициент заболеваемости | |||||||||||
| КС - коэффициент смертности |
Для Финляндии те же данные за 1997 год имеют следующее значение:
| Коэф. | пол | Возрастные интервалы (годы) | |||||||||
| До 1 | 1-4 | 5-14 | 15-24 | 25-34 | 35-44 | 45-54 | 55-64 | 65-74 | 75+ | ||
| КЗ | М | 0,04 | 0,11 | 1,3 | 0,04 | 1,3 | 0,2 | 14,3 | 43,6 | 106,0 | 170,8 |
| Ж | 0,03 | 0,12 | 0,04 | 0,04 | 5,1 | 1,2 | 2,3 | 29,2 | 65,1 | 140,2 | |
| КС | М | 0,0 | 0,0 | 0,3 | 0,0 | 0,3 | 0,0 | 3,5 | 10,6 | 27,9 | 48,8 |
| Ж | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 1,2 | 0,3 | 2,3 | 7,4 | 17,6 | 43,9 |
Таким же образом выявляются сведения о других заболеваниях. Для расчета среднегодовых значений коэффициентов показателей КЗ и КС используют массив данных по каждой стране за 10-20 лет. В результате для составления таблицы используется очень большой массив данных, включающих сведения мировой статистики по КЗ и КС по всем заболеваниям отдельно для мужчин и женщин в указанных возрастных интервалах для различных стран мира и данные по тем же странам о частоте встречаемости фенотипов быстрого и медленного ацетилирования. Используя массив этих данных и известный математический метод статистической обработки данных, вычисляют два вида коэффициентов корреляции: «а» - между частотой встречаемости каждого из двух фенотипов и коэффициентами заболеваемости прогнозируемым заболеванием и «b» - между частотой встречаемости тех же фенотипов и коэффициентами смертности от прогнозируемых заболеваний.
Составив такую таблицу, осуществлять прогнозирование по предлагаемому способу не представляет особой сложности для специалиста. Для прогноза каждого заболевания в таблице достаточно найти пол пациента. Затем проследить за знаками и значениями коэффициентов корреляции «а» и «b» в различных возрастных интервалах, представленных для данного заболевания, которые соответствуют полу пациента. Кроме того, необходимо обратить внимание на достоверность величин коэффициентов «а» и «b», т.е. на значения р, приведенные в таблице 1. В том случае, если р менее или равно 0,05, то величины «а» и «b» являются достоверными показателями и могут быть использованы для прогноза степени риска заболеваний и летального исхода от них. Если р более 0,05, прогноз в данном возрастном интервале не проводится.
Значения коэффициентов «а» и «b» находятся в диапазоне от -1 до +1. Как указано выше, знак этих коэффициентов - или + важен для прогноза. Для фенотипа быстрого ацетилирования знак + у коэффициентов «а» и «b» указывает на наличие предрасположенности к прогнозируемому заболеванию, а знак - указывает на отсутствие предрасположенности у этого фенотипа. Для фенотипа медленного ацетилирования, наоборот, о предрасположенности к заболеванию свидетельствует знак - у коэффициентов «а» и «b», а знак + свидетельствует об отсутствии предрасположенности к данному заболеванию.
При необходимости может быть проведена оценка степени тяжести прогнозируемого заболевания в выявленных возрастных интервалах риска заболевания. Это можно осуществить, учитывая фенотип пациента и конкретные данные по степени ацетилирования тестового препарата в %, полученные при установлении его фенотипа. В том случае, если пациент быстрый ацетилятор, оценка степени тяжести заболевания делается прямо пропорционально степени ацетилирования. Для медленных ацетиляторов оценка степени тяжести заболевания делается обратно пропорционально степени ацетилирования.
Достоверность предлагаемого способа прогнозирования была подтверждена на больных, находящихся на лечении в условиях стационара. При этом у больных с различными диагнозами, установленными на основании всестороннего обследования, брали кровь или мочу для установления фенотипа ацетилирования по методам, описанным выше. Затем осуществляли прогнозирование того же заболевания по таблице 1. Для этого в таблице находили такое же заболевание и смотрели знаки для пола пациента у коэффициентов «а» и «b». На основании знаков, стоящих перед коэффициентами «а» и «b», делали вывод о наличии или отсутствии прогнозируемого заболевания. В том случае, если знак свидетельствовал о предрасположенности к прогнозируемому заболеванию, анализировали значения коэффициентов «а» и «b» и их достоверность (р). По величине достоверных коэффициентов «а» и «b» устанавливали степень риска прогнозируемого заболевания в возрастном интервале пациента. После этого осуществляли оценку степени тяжести заболевания с учетом вышеизложенных закономерностей.
Помимо этого у пациента делали прогноз относительно риска других заболеваний с оценкой степени их тяжести, в том числе, которые прогнозировали предлагаемым способом для более раннего возраста пациента. Эти сведения сопоставляли с данными, содержащимися в истории болезни пациента.
Такие прогнозы были сделаны на репрезентативной группе больных (400 человек), для которых были установлены различные заболевания после их всестороннего обследования в стационаре.
Во всех случаях прогнозы, сделанные предлагаемым способом, совпадали с диагнозами, поставленными на основании данных медицинского обследования больных.
Поскольку ацетиляторный фенотип генетически детерминирован и стабилен на протяжении всей жизни человека, предлагаемый способ позволяет прогнозировать заболевания до появления клинических симптомов этих заболеваний. При этом фенотип ацетилирования может быть определен уже в раннем возрасте (до 1 года) и занесен в медицинскую карту пациента для использования этой информации на протяжении всей его жизни.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет своевременно проводить профилактику прогнозируемых заболеваний.
Кроме того, способ позволяет проводить медико-генетическое консультирование, давать диетические и фармакологические рекомендации, советы по образу жизни и трудоустройству. Это невозможно осуществлять известными способами прогнозирования, позволяющими установить диагноз на ранних стадиях развития болезни, когда профилактические мероприятия уже бесполезны.
Изобретение поясняется примерами.
Пример 1. Первичный рак печени.
Больной Г. 68 лет обратился с жалобами на слабость, чувство тяжести справа, периодическое повышение температуры тела, потерю аппетита, веса, тошноту и рвоту, чувство тяжести и постоянные боли в правом подреберье, прогрессирующее ухудшение состояния. При обследовании больного обнаружено: печень увеличена в размерах, болезненна, плотная, бугристая, ее нижний край выходит из подреберья. Лабораторные исследования обнаружили гипохромную анемию, лейкоцитоз, ускорение СОЭ, увеличение активности трансаминаз и щелочной фосфатазы. При всестороннем обследовании больного установлен диагноз - первичный рак печени.
Больному утром натощак был введен тестовый препарат сульфадимезин в дозе 7 мг/кг веса тела. Через 6 часов после приема препарата у больного была взята проба мочи и сделан ее анализ на содержание в ней сульфадимезина. Количество сульфадимезина в моче составило 15%. Следовательно, 85% тестового препарата было проацетилировано. По этому показателю больной был отнесен к быстрым ацетиляторам.
Кроме того, установленный фенотип пациента был подтвержден с помощью определения генотипа ацетилирования. Для определения генотипа ацетилирования взята кровь из вены для выделения ДНК из лимфоцитов. С помощью ПЦР-реакции был определен генотип больного - NAT2*4/NAT2*4, определяющий фенотип быстрого ацетилирования.
В таблице 1 находят заболевание: первичный рак печени у мужчин (М) и смотрят на знаки, стоящие перед коэффициентами корреляции «а» и «b». Из таблицы видно, что коэффициенты «а» и «b» во всех возрастных интервалах имеют положительную величину. Поскольку пациент Г. является быстрым ацетилятором, то знак + у коэффициентов «а» и «b» свидетельствует о предрасположенности этого пациента к данному заболеванию. Анализируют значимость приведенных коэффициентов корреляции во всех возрастных интервалах. Видно, что значения коэффициентов достоверны, так как р имеет значения менее 0,05. Следовательно, прогноз по данному заболеванию для данного пациента может быть сделан по всем возрастным интервалам, приведенным в таблице. Риск данного заболевания у пациента Г. существовал во всех возрастных интервалах. Пациенту Г. в момент прогнозирования 68 лет, он относится к возрастному интервалу 65-74 года. В этом интервале коэффициенты «а» и «b» имеют значения +0,75, что свидетельствует о высокой степени риска заболевания первичным раком печени.
Оценку степени тяжести течения заболевания у пациента Г. проводят с учетом прямой зависимости параметров «величина степени ацетилирования - тяжесть заболевания», т.е. степень тяжести возрастает с увеличением степени ацетилирования.
Из таблицы видно, что для пациента Г. в возрасте 68 лет (степень ацетилирования 85%) характерна средняя степень тяжести течения заболевания первичным раком печени. Это соответствует клиническим симптомам и данным лабораторного обследования этого пациента.
| Таблица | |||
| Степень ацетилирования (%) | 71-80 | 81-90 | 91-100 |
| Степень тяжести | + | ++ | +++ |
| Примечание: + - легкая степень тяжести; ++ - средняя степень тяжести; +++ - тяжелая степень. |
Кроме того, для иллюстрации изобретения для этого пациента было проведено прогнозирование по другим заболеваниям, в соответствии с предложенным способом по таблице 1, по флебиту, атеросклерозу и цереброваскулярным патологиям.
Из таблицы 1 видно, что достоверные величины коэффициентов «а» и «b» при флебитах и атеросклерозе имеют отрицательный знак. Это означает, что у пациента Г. предрасположенности к флебитам и атеросклерозу нет, что и подтверждается историей болезни, в которой отсутствуют сведения о данных заболеваниях.
В отношении предрасположенности к заболеваемости и смертности от цереброваскулярных патологий из данных, представленных в таблице 1, видно следующее. Коэффициенты корреляции «а» и «b» имеют положительный знак и высокие достоверные значения от 0 до 64 лет, что свидетельствует о большой предрасположенности к этому заболеванию данного пациента. В возрастной группе от 65 до 74 лет прогноз невозможен, так как значения коэффициентов «а» и «b» недостоверны.
Из данных анамнеза выяснено, что пациент Г. в возрасте 50-52 лет обращался с жалобами на головные боли, головокружения, частичную потерю зрения, периодические повышения артериального давления, что подтверждается предлагаемым способом.
Оценку степени тяжести течения заболевания цереброваскулярными патологиями пациента Г. проводят с учетом прямой зависимости параметров «величина степени ацетилирования - тяжесть заболевания», т.е. степень тяжести возрастает с увеличением степени ацетилирования.
Из таблицы видно, что для пациента Г. в возрасте 68 лет (степень ацетилирования 85%) характерна средняя степень тяжести течения заболевания. Это соответствует данным анамнеза и клиническим симптомам этого пациента.
| Таблица | |||
| Степень ацетилирования (%) | 71-80 | 81-90 | 91-100 |
| Степень тяжести | + | ++ | +++ |
| Примечание: + - легкая степень тяжести; ++ - средняя степень тяжести; +++ - тяжелая степень. |
Пример 2. Первичный рак печени.
Больная А. 47 лет обратилась с жалобами на прогрессирующую слабость, адинамию, потерю аппетита, веса, частую тошноту и рвоту, лихорадку, чувство тяжести и постоянные боли в правом подреберье, прогрессирующее ухудшение состояния. При обследовании больной обнаружено: печень увеличена в размерах, ее нижний край определяется на уровне пупка, при пальпации она болезненна, плотная, бугристая. Лабораторные исследования обнаружили гипохромную анемию, лейкоцитоз, ускорение СОЭ, увеличение активности трансаминаз и щелочной фосфатазы. С помощью прицельной биопсии печени установлено наличие в паренхиме печени опухолевых клеток. На основании клинических, биохимических и гистологических исследований поставлен диагноз первичный рак печени.
Больной А. утром натощак был введен тестовый препарат сульфадимезин в дозе 7 мг/кг веса тела. Через 6 часов после приема препарата у больной была взята проба мочи и сделан ее анализ на содержание в ней сульфадимезина. Количество сульфадимезина в моче составило 22%. Следовательно, 78% тестового препарата было проацетилировано. По этому показателю больная была отнесена к быстрым ацетиляторам.
Кроме того, установленный фенотип пациентки был подтвержден с помощью определения генотипа ацетилирования. Для определения генотипа ацетилирования взята кровь из вены для выделения ДНК из лимфоцитов. По ПЦР-реакции определили генотип пациентки - NAT2*4/NAT2*12A, определяющий быстрый фенотип.
В таблице 1 находят заболевание: первичный рак печени у женщин (Ж) и смотрят на знаки, стоящие перед коэффициентами корреляции «а» и «b». Из таблицы видно, что коэффициенты «а» и «b» во всех возрастных интервалах имеют положительную величину. Поскольку пациентка А. является быстрым ацетилятором, то знак + у коэффициентов «а» и «b» свидетельствует о предрасположенности этой пациентки к данному заболеванию. Анализируют достоверность приведенных коэффициентов корреляции во всех возрастных интервалах. Видно, что значения коэффициентов достоверны, так как р менее или равно 0,05. Следовательно, прогноз по данному заболеванию для данной пациентки может быть сделан по всем возрастным интервалам, приведенным в таблице. Риск данного заболевания у пациентки А. существовал во всех возрастных интервалах. Пациентке А. в момент прогнозирования 47 лет, она относится к возрастному интервалу 45-54 года. В этом интервале коэффициенты «а» и «b» имеют значения +0,56 и +0,57, соответственно, что свидетельствует о высокой степени риска у нее заболевания первичным раком печени. Оценку степени тяжести течения заболевания у пациентки А. проводят с учетом прямой зависимости параметров «величина степени ацетилирования - тяжесть заболевания», т.е. степень тяжести возрастает с увеличением степени ацетилирования.
| Таблица | |||
| Степень ацетилирования (%) | 71-80 | 81-90 | 91-100 |
| Степень тяжести | + | ++ | +++ |
| Примечание: + - легкая степень тяжести; ++ - средняя степень тяжести; +++ - тяжелая степень. |
Из таблицы видно, что для пациентки А. в возрасте 47 лет (степень ацетилирования 78%) характерно течение заболевания первичным раком печени от легкой до средней тяжести, о чем свидетельствуют ее данные анамнеза.
Кроме того, для иллюстрации изобретения для этой пациентки было проведено прогнозирование по другим заболеваниям в соответствии с предложенным способом по таблице 1, по флебиту, атеросклерозу и цереброваскулярным патологиям.
Из таблицы 1 видно, что у женщин достоверные величины коэффициентов «а» и «b» при флебитах и атеросклерозе имеют отрицательный знак. Это означает, что у пациентки А. предрасположенности к флебитам и атеросклерозу нет, что и подтверждается историей болезни, в которой отсутствуют сведения о данных заболеваниях.
В отношении предрасположенности к заболеваемости и смертности от цереброваскулярных патологий из данных, представленных в таблице 1, видно следующее. Коэффициенты корреляции «а» и «b» имеют положительный знак и высокие достоверные значения от 0 до 64 лет, что свидетельствует о большой предрасположенности к этому заболеванию данной пациентки. В возрастной группе от 65 до 74 лет прогноз невозможен, так как значения коэффициентов «а» и «b» недостоверны.
Из данных анамнеза выяснено, что пациентка А. в возрасте 40 лет обращалась с жалобами на головные боли, спазмы сосудов, головокружения, периодические повышения артериального давления, которые у нее есть и в настоящее время, что свидетельствует о ее предрасположенности к цереброваскулярным патологиям.
Степень тяжести заболевания пациентки А. с учетом прямой зависимости параметра «степень ацетилирования - тяжесть заболевания» оценивают по таблице.
| Таблица | |||
| Степень ацетилирования (%) | 71-80 | 81-90 | 91-100 |
| Степень тяжести | + | ++ | +++ |
| Примечание: + - легкая степень тяжести; ++ - средняя степень тяжести; +++ - тяжелая степень. |
Из таблицы видно, что для пациентки А. в возрасте 47 лет (степень ацетилирования 78%) может быть характерно течение заболевания цереброваскулярными патологиями от легкой до средней тяжести, о чем свидетельствуют данные ее анамнеза.
Пример 3. Флебиты.
Больной К. 45 лет обратился с жалобами на косметический дефект ног, появление на нижних конечностях плотных тяжей красного цвета, теплых на ощупь, болезненных при пальпации или спонтанно, повышение температуры кожных покровов, разлитые боли, чувство тяжести и распирания, ночные судороги ног, отеки. Больной часто ощущает общую слабость. При осмотре определяется покраснение и небольшая отечность по ходу пораженного участка вены. При пальпации определяется болезненное уплотнение в форме четок. Общий анализ крови показал небольшой лейкоцитоз с нейтрофильным сдвигом влево и ускорение СОЭ. При осмотре больного К. выявлено варикозное расширение большой подкожной вены и ее ветвей. Больному была проведена ангиография. Диагноз: стволовый лимфангит. Показано хирургическое лечение.
Больному К. утром натощак был введен тестовый препарат сульфадимезин в дозе 7 мг на кг веса тела. Через 6 часов после приема препарата у больного была взята проба мочи и сделан анализ на содержание в ней сульфадимезина. Количество сульфадимезина в моче составило 72%. Следовательно, 28% тестового препарата было проацетилировано. По этому показателю больной был отнесен к медленным ацетиляторам.
Кроме того, установленный фенотип пациента был подтвержден с помощью определения генотипа ацетилирования. Для определения генотипа ацетилирования взята кровь из вены для выделения ДНК из лимфоцитов. С помощью ПЦР-реакции был определен генотип больного - NAT2*7/NAT2*10, определяющий фенотип медленного ацетилирования.
В таблице 1 находят заболевание флебитами у мужчин (М) и смотрят на знаки, стоящие перед коэффициентами корреляции «а» и «b». Из таблицы видно, что коэффициенты «а» и «b» в возрастных интервалах с 15 до 75+ имеют отрицательную величину в этих возрастных интервалах. Поскольку пациент К. является медленным ацетилятором, то отрицательный знак у коэффициентов «а» и «b» свидетельствует о предрасположенности этого пациента к данному заболеванию в возрастных интервалах с 15 до 75+. Пациенту К. в момент прогнозирования 45 лет, он относится к возрастному интервалу 45-54 года. В этом интервале коэффициенты «а» и «b» имеют значения -0,58 и -0,54, соответственно, что свидетельствует о высокой степени риска заболевания флебитами в этих возрастных интервалах. Анализируют достоверность значений приведенных коэффициентов корреляции в возрастных интервалах 45-54 года. Видно, что значения коэффициентов достоверны, так как р менее или равно 0,05. Следовательно, прогноз степени риска к данному заболеванию для данного пациента может быть сделан в возрастных интервалах 45-54 года.
Степень тяжести заболевания с учетом обратной зависимости параметра «величина степени ацетилирования - тяжесть заболевания» для медленных ацетиляторов возрастает с уменьшением степени ацетилирования. Степень тяжести заболевания пациента К. оценивают по таблице.
| Таблица. | |||
| Степень ацетилирования (%) МА | 0-30 | 31-50 | 51-70 |
| Степень тяжести | +++ | ++ | + |
| Примечание: + - легкая степень тяжести; ++ - средняя степень тяжести; +++ - тяжелая степень. |
Из таблицы видно, что для пациента К. в возрасте 45 лет (степень ацетилирования 28%) характерно тяжелое течение заболевания (необходима операция), о чем свидетельствуют и данные его истории болезни.
Кроме того, для иллюстрации изобретения для этого пациента было проведено прогнозирование для других заболеваний: атеросклероза, цереброваскулярных патологий и первичного рака печени, в соответствии с предложенным способом.
Из таблицы 1 видно, что у мужчин достоверные величины коэффициентов «а» и «b» при атеросклерозе имеют отрицательный знак в возрастных интервалах с 45 до 75 лет и старше. Коэффициенты корреляции «а» и «b» в возрастном интервале 45-54 года равны -0,17 и -0,19, соответственно. Это означает, что у пациента К. 45 лет (степень ацетилирования 28%), начиная с 45 лет, имеется предрасположенность к атеросклерозу, которая будет усиливаться с возрастом.
Степень тяжести заболевания с учетом обратной зависимости параметра «величина степени ацетилирования - тяжесть заболевания» для медленных ацетиляторов возрастает с уменьшением степени ацетилирования Степень тяжести заболевания пациента К. оценивают по таблице.
Из таблицы видно, что для пациента К. в возрасте 45 лет (степень ацетилирования 28%) может быть характерно тяжелое течение заболевания атеросклерозом.
| Таблица. | |||
| Степень ацетилирования (%) МА | 0-30 | 31-50 | 51-70 |
| Степень тяжести | +++ | ++ | + |
| Примечание: + - легкая степень тяжести; ++ - средняя степень тяжести; +++ - тяжелая степень. |
В таблице 1 находят заболевание: первичный рак печени у мужчин (М) и смотрят на знаки, стоящие перед коэффициентами корреляции «а» и «b». Из таблицы видно, что коэффициенты «а» и «b» во всех возрастных интервалах имеют положительную величину, что свидетельствует о большой предрасположенности к этому заболеванию быстрых ацетиляторов. Поскольку пациент Г. является медленным ацетилятором, он не имеет предрасположенности к заболеванию первичным раком печени.
В отношении предрасположенности к заболеваемости и смертности от цереброваскулярных патологий из данных, представленных в таблице 1, видно следующее. Коэффициенты корреляции «а» и «b» у мужчин имеют положительный знак и высокие достоверные значения от 0 до 64 лет, что свидетельствует о большой предрасположенности к этому заболеванию быстрых ацетиляторов. Поскольку пациент К. является медленным ацетилятором, он не имеет предрасположенности к этим заболеваниям.
Источники информации
1. Пат. RU №2161309, кл. G 01 N 33/53, опубл. 27.12.2000, Исследовательский фонд университета ЮТЫ (US) и Мириад Дженетикс. ИНК (US).
2. Пат. RU №2164419, кл. А 61 К 48/00, опубл. 27.03.2001, Мириад Дженетикс, ИНК (US).
3. WO 02/23187, кл. G 01 N 33/48, опубл. 31.13.2002, UNIV RAMOT (IL) et al.
4. WO 2005 04041, кл. C 12 Q 1/37, опубл. 06.05.2005, BAYER HEALTHCARE AG (DE) et al.
5. ДАН, 2001 г., т.377, №1, с.129-131; В.К.Подымов «Красная волчанка». Ереван, 1981, с.220; К.С.Симонян «Спаечная болезнь брюшной полости», М., Медицина, 1966 г.
6. Иванова В.В. и др. «Вирусно-бактериальные инфекции и их роль в формировании бронхолегочных заболеваний у детей». «Педиатрия», 1992 г., Т.4, №6, с.8-12.
7. US 20042658 16, кл. C 12 Q 1/68, опубл. 30.12.2004.
8. Bratton & Marshall «A method for the determination of acetylator phenotype». «J.Biol. Chem.», 1939. №128, p.537-550.
9. Wong P., Bachki A., Banerjee K., Leyland-Jones B. «Identification of N-methyl-2-pyridone-5-carboxamide and N-methyl-4-pyridone-5-carboxamide as components in urine extracts of individuals consuming coffee», «J Pharm Biomed Anal», 2002, v.30, №3, p.773-80.
10. Hein D.W. «Molecular genetics and function of NAT1 and NAT2: role in aromatic amine metabolism and carcinogenesis», «Mutat. Res.», 2002, v.506-507, p.65-77.
| Таблица 1 | ||||||||||||
| Заболевания | Пол | Коэф. корреляции | Возрастные интервалы | |||||||||
| 0-1 | 1-4 | 5-14 | 15-24 | 25-34 | 35-44 | 45-54 | 55-64 | 65-74 | 75+ | |||
| Первичный рак печени | М | а | +0,55 | +0,33 | +0,72 | +0,36 | +0,72 | +0,81 | +0,72 | +0,75 | +0,75 | +0,75 |
| р | 0,00 | 0,02 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | ||
| b | +0,55 | +0,33 | +0,72 | +0,36 | +0,72 | +0,81 | +0,72 | +0,75 | +0,75 | +0,75 | ||
| p | 0,00 | 0,02 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | ||
| Ж | а | +0,20 | +0,44 | +0,57 | +0,41 | +0,34 | +0,52 | +0,56 | +0,68 | +0,62 | +0,62 | |
| p | 0,05 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | ||
| b | +0,23 | +0,44 | +0,56 | +0,43 | +0,33 | +0,52 | +0,57 | +0,67 | +0,63 | +0,63 | ||
| p | 0,05 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | ||
| Флебиты | М | а | -0,86 | -0,08 | -0,08 | -0,01 | -0,30 | -0,60 | -0,58 | -0,64 | -0,72 | -0,75 |
| p | 0,88 | 0,35 | 0,95 | 0,01 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | ||
| b | -0,86 | -0,07 | -0,09 | -0,01 | -0,24 | -0,59 | -0,54 | -0,65 | -0,71 | -0,76 | ||
| p | 0,88 | 0,35 | 0,95 | 0,01 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | ||
| Ж | а | -0,09 | -0,02 | -0,06 | -0,36 | -0,42 | -0,51 | -0,55 | -0,62 | -0,67 | -0,67 | |
| p | 0,34 | 0,89 | 0,41 | 0,001 | 0,001 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | ||
| b | -0,08 | -0,02 | -0,06 | -0,30 | -0,34 | -0,47 | -0,54 | -0,60 | -0,65 | -0,65 | ||
| p | 0,29 | 0,87 | 0,41 | 0,001 | 0,001 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 |
| Продолжение таблицы 1 | ||||||||||||
| Заболевания | Пол | Коэф. корреляции | Возрастные интервалы | |||||||||
| 0-1 | 1-4 | 5-14 | 15-24 | 25-34 | 35-44 | 45-54 | 55-64 | 65-74 | 75+ | |||
| Атеросклероз | М | а | -0,02 | -0,02 | -0,05 | -0,16 | -0,09 | -0,03 | -0,17 | -0,39 | -0,37 | -0,40 |
| р | 0,82 | 0,73 | 0,60 | 0,09 | 0,19 | 0,76 | 0,03 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | ||
| b | -0,02 | -0,03 | -0,05 | -0,15 | -0,11 | -0,03 | -0,19 | -0,39 | -0,38 | -0,41 | ||
| р | 0,82 | 0,73 | 0,61 | 0,09 | 0,20 | 0,77 | 0,03 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | ||
| Ж | а | -0,03 | -0,051 | -0,02 | -0,06 | -0,07 | -0,02 | -0,08 | -0,36 | -0,39 | -0,37 | |
| р | 0,004 | 0,01 | 0,000 | 0,08 | 0,06 | 0,1 | 0,19 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | ||
| b | 0,03 | 0,05 | 0,02 | 0,06 | 0,08 | 0,02 | -0,09 | -0,38 | -0,40 | -0,36 | ||
| p | 0,003 | 0,01 | 0,000 | 0,08 | 0,16 | 0,3 | 0,09 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | ||
| Цереброваскулярные патологии | М | а | +0,51 | +0,38 | +0,47 | +0,54 | +0,44 | +0,45 | +0,51 | +0,29 | +0,06 | -0,23 |
| p | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,340 | 0,001 | ||
| b | +0,52 | +0,38 | +0,48 | +0,55 | +0,43 | +0,45 | +0,55 | +0,28 | +0,07 | -0,24 | ||
| p | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,370 | 0,001 | ||
| Ж | а | +0,54 | +0,43 | +0,53 | +0,54 | +0,32 | +0,43 | +0,52 | +0,32 | +0,08 | -0,36 | |
| p | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,23 | 0,000 | ||
| b | +0,54 | +0,43 | +0,54 | +0,55 | +0,33 | +0,44 | +0,52 | +0,33 | +0,08 | -0,37 | ||
| p | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,25 | 0,000 |
| Таблица 2. Соотношение фенотипов N-ацетилирования в некоторых этнических популяциях (56 популяций) | ||
| страна | % быстрых ацетиляторов | % медленных ацетиляторов |
| Таиланд | 93 | 7 |
| Полинезия | 93 | 7 |
| Р. Корея | 89 | 11 |
| Япония | 88 | 12 |
| Гон-Конг | 85 | 15 |
| Филиппины | 80 | 20 |
| Бангладеж | 79 | 21 |
| США - индейцы | 79 | 21 |
| Сингапур | 78 | 22 |
| Тайвань | 78 | 22 |
| Таити | 72 | 28 |
| Мексика | 70 | 30 |
| Венесуэла | 70 | 30 |
| Чили | 70 | 30 |
| Эквадор | 70 | 30 |
| Австралия - аборигены | 63 | 37 |
| Коста-Рика | 62 | 38 |
| Бразилия | 60 | 40 |
| ЮАР (негры) | 59 | 41 |
| Молдова | 52 | 48 |
| Нигерия | 51 | 49 |
| Танзания | 51 | 49 |
| Германия | 46 | 54 |
| Франция | 46 | 54 |
| Испания | 46 | 54 |
| Бельгия | 46 | 54 |
| Португалия | 46 | 54 |
| Россия | 45 | 55 |
| Эстония | 45 | 55 |
| Италия | 45 | 55 |
| Ангола | 45 | 55 |
| Норвегия | 44 | 56 |
| Австрия | 44 | 56 |
| США | 43 | 57 |
| Австралия | 43 | 57 |
| Н.Зеландия | 42 | 58 |
| Дания | 42 | 58 |
| Нидерланды | 42 | 58 |
| Канада | 41 | 59 |
| Продолжение таблицы 2 | ||
| Марокко | 41 | 59 |
| Турция | 41 | 59 |
| Польша | 40 | 60 |
| Египет | 39 | 63 |
| Англия | 38 | 62 |
| Ирландия | 38 | 62 |
| Зимбабва | 38 | 62 |
| Израиль | 37 | 63 |
| Кувейт | 37 | 63 |
| Финляндия | 36 | 64 |
| Швейцария | 36 | 64 |
| Судан | 35 | 65 |
| Греция | 34 | 66 |
| Швеция | 32 | 68 |
| Гавайи | 31 | 59 |
| Индия | 26 | 74 |
| Чехия | 20 | 80 |
1. Способ прогнозирования генетически детерминированных заболеваний человека в различном возрастном интервале его жизни, заключающийся в том, что определяют фенотип ацетилирования пациента и прогнозирование указанных заболеваний осуществляют по предварительно подготовленной таблице, для составления которой по данным мировой статистики выявляют коэффициенты заболеваемости прогнозируемыми заболеваниями и смертности от этих заболеваний за год, в возрастных интервалах (годы) до 1, 1-4, 5-14, 15-24, 25-34, 45-54, 55-64, 65-74 и старше, отдельно для мужчин и женщин, для различных стран мира, а по данным научной статистики выявляют для тех же стран частоту встречаемости фенотипов быстрого и медленного ацетилирования, затем, используя массив этих данных и известный математический метод статистической обработки данных, вычисляют два вида коэффициентов корреляции: «а» - между частотой встречаемости каждого из двух фенотипов и коэффициентами заболеваемости прогнозируемым заболеванием и «b» - между частотой встречаемости тех же фенотипов и коэффициентами смертности от прогнозируемых заболеваний, при этом риск прогнозируемых заболеваний и риск летального исхода от них в указанных возрастных интервалах устанавливают по коэффициентам «а» и «b», соответствующим полу и фенотипу пациента при положительном знаке этих коэффициентов для пациентов с фенотипом быстрого ацетилирования и при отрицательном знаке для пациентов с фенотипом медленного ацетилирования, при достоверности (р) этих коэффициентов, равной или менее 0,05, а степень риска выявленных заболеваний и степень риска летального исхода от них прогнозируют по величинам коэффициентов «а» и «b» в диапазоне их значений от -1 до +1.
2. Способ по п.1, при котором данными мировой статистики являются базы Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ).
3. Способ по п.1, при котором выявленные коэффициенты заболеваемости и смертности являются усредненными значениями этих показателей за год по каждой стране за 10-20 лет.
4. Способ по п.1, при котором фенотип ацетилирования пациента определяют по активности фермента N-ацетилтрансферазы, при этом пациенту утром натощак вводят тестовый препарат, в качестве которого используют сульфадимезин в дозе 7 мг/кг массы тела или кофеин в дозе 4 мг/кг массы тела, и определяют его количество через 6 ч в моче, при этом устанавливают фенотип быстрого ацетилирования при степени ацетилирования тестового препарата 70-100%, а фенотип медленного ацетилирования - при степени ацетилирования менее 70%.
5. Способ по п.1, при котором в каждом выявленном возрастном интервале прогнозируемых заболеваний оценивают степень тяжести заболеваний для конкретного пациента с учетом прямой зависимости параметров величина степени ацетилирования - тяжесть заболевания для быстрых ацетиляторов и обратной зависимости этих параметров для медленных ацетиляторов.
6. Способ по п.1, при котором фенотип ацетилирования пациента определяют по его генотипу, при этом у пациента производят забор периферической венозной крови, выделяют ДНК из ядер лимфоцитов и с помощью праймеров определяют аллели гена NAT2 методом полимеразной цепной реакции и при обнаружении одного из аллелей NAT2*4, NAT2*12A и NAT2*12C устанавливают фенотип быстрого ацетилирования, а при наличии двух аллелей NAT2*5, NAT2*6, NAT2*7, NAT2*10, NAT2*11, NAT2*13 и NAT2*14 устанавливают фенотип медленного ацетилирования.
