Способ выявления ранних признаков хронического воздействия винилхлорида
Владельцы патента RU 2485514:
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Восточно-Сибирский научный центр экологии человека" Сибирского отделения Российской академии медицинских наук (RU)
Изобретение относится к неврологии, иммунологии и профессиональной патологии и позволяет проводить раннее выявление формирующейся патологии до проявления клинических признаков интоксикации винилхлоридом. Сущность способа выявления ранних признаков хронического воздействия винилхлорида заключается в том, что в сыворотке крови работающих определяют содержание интерлейкина 4, белка S-100β, уровень аутоантител к белку S-100, аутоантител к вольтаж-зависимому Са-каналу, аутоантител к глутаматным рецепторам, аутоантител к γ-аминомасляной кислоте-рецепторам, аутоантител к дофаминовым рецепторам, рассчитывают диагностические коэффициенты F1 и F2 и при значении F1 меньше F2 диагностируют ранние изменения в нервной системе при хроническом воздействии винилхлорида, при F1 больше или равно F2 - делают заключение об отсутствии признаков хронического воздействия винилхлорида. Использование изобретения позволяет повысить точность выявления различных признаков хронического воздействия винилхлорида за счет использования комплекса иммунологических показателей специфичных для повреждения специализированных структур нервной ткани при хроническом воздействии винилхлорида. Разработанный способ может быть использован при проведении периодических медицинских осмотров, массовых диспансерных обследований работающих, направленных на выявление профпатологии. 1 табл., 2 пр.
Изобретение относится к неврологии, иммунологии и профессиональной патологии и позволяет проводить раннее выявление формирующейся патологии до проявления клинических признаков интоксикации винилхлоридом.
Известно, что при длительном контакте с винилхлоридом (ВХ) в условиях производства у работающих может развиваться профессиональная хроническая интоксикация винилхлоридом. ВХ оказывает комплексное токсическое действие на организм, вызывая поражение центральной нервной системы (ЦНС), костной системы, системное поражение соединительной ткани, сердечно-сосудистой системы, оказывает канцерогенное, мутагенное и тератогенное действие [1]. До настоящего времени не разработаны точные методы донозологической диагностики нейроинтоксикации винилхлоридом. Существуют способы диагностики ранних проявлений нейроинтоксикации винилхлоридом, включающие в себя клиническое и неврологическое обследование, электроэнцефалографию (ЭЭГ), ультразвуковую диагностику (УЗДГ) экстракраниальных сосудов, реоэнцефалографию и психологическое исследование эмоционально-личностной и мнестико-интеллектуальной сфер [1]. Проведение перечисленных исследований требует времени, иногда довольно значительного, что затрудняет их использование при массовых обследованиях.
Прототипом изобретения был выбран способ выявления начальных проявлений хронического воздействия винилхлорида, предусматривающий проведение неврологического осмотра [2]. Как правило, ранние формы профессиональных поражений нервной системы у работающих могут оставаться клинически незаметными, что затрудняет в последующем обоснование профессиональных и профессионально обусловленных заболеваний. Перечисленные методики не позволяют дифференцировать клинические и доклинические стадии заболевания и не являются специфичными.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка способа, позволяющего выявить ранние признаки хронического воздействия винилхлорида при массовых обследованиях работающих.
Поставленная задача решается путем определения в сыворотке крови работающих содержания: интерлейкина (IL) 4, белка S-100β, аутоантител к белку S-100, аутоантител к вольтаж-зависимому Са-каналу (В-зав. Са-каналу), аутоантител к глутаматным рецепторам (ГЛУ-Р), аутоантител к γ-аминомасляной кислоте-рецепторам (ГАМК-Р), аутоантител к дофаминовым рецепторам (DA-P) и подсчета диагностических коэффициентов F, по формулам:
F1=-15,75+0,19·A1+0,02·A2+18,6·A3+95,42·A4-20,78·A5+35,5·A6-51,51·A7
F2=30,06+0,36·А1+0,04·А2+26,93·A3+141,5·А4-36,64·А5+59,82·А6-83,05·А7, где
F1 - диагностический коэффициент, для случая когда отсутствуют признаки хронического воздействия винилхлорида,
F2 - диагностический коэффициент, когда имеются ранние признаки изменений в нервной системе при хроническом воздействии винилхлорида
-15,75 и -30,06 - константы,
0,19; 0,02; 18,6; 95,42; -20,78; 35,5; -51,51; 0,36; 0,04; 26,93; 141,5; -36,64; 59,82; -83,05 - дискриминационные коэффициенты;
A1,2…7 - градации и числовые значения показателей проведенного обследования:
A1 - содержание интерлейкина 4, пг/мл;
A2 - содержание белка S-100β, нг/л;
A3 - уровень аутоантител к белку S-100 усл.ед.;
А4 - уровень аутоантител к В-зав. Са-каналу, усл.ед.;
A5 - уровень аутоантител к ГЛУ-Р, усл.ед.;
А6 - уровень аутоантител к ГАМК-Р, усл.ед.;
А7 - уровень аутоантител к DA-P, усл.ед.
И при F1 меньше F2 диагностируют ранние изменения в нервной системе при хроническом воздействии винилхлорида, при F1 больше или равно F2 - делают заключение об отсутствии признаков хронического воздействия винилхлорида.
Технический результат от использования метода: повышение точности диагностики, возможность применения метода при массовых обследованиях работающих, уменьшение объема параклинических исследований.
Новым в предлагаемом изобретении является использование наиболее информативных, в том числе специфичных иммунологических показателей согласно описанию способа с последующим расчетом диагностических коэффициентов.
Клинические проявления винилхлоридной интоксикации проявляются преимущественно нарушениями в нервной системе [1].
Известно, что увеличение концентрации белка S-100β в спинно-мозговой жидкости и плазме является маркером повреждения головного мозга. В мозге S-100β продуцируется главным образом астроцитами и в зависимости от концентрации оказывает трофическое или токсическое действие на нейроны и глиальные клетки. Увеличение уровня S-100β в крови происходит вследствие структурно-функциональных повреждений, прежде всего глиальных клеток мозга и повышения проницаемости гематоэнцефалического барьера [3, 4, 5].
Изменения в нервной системе сопровождаются изменением иммунологических показателей, которые могут играть роль свидетеля патологического процесса в нервной системе. В настоящее время накоплены убедительные данные, свидетельствующие о том, что иммунная система во многом определяет устойчивость организма к воздействию производственных факторов [6, 7], являясь важнейшей составляющей в комплексе компенсаторно-приспособительных механизмов, обусловливающих адаптацию организма в целом.
Учитывая, что развитие и клиническое манифестирование профессиональной патологии проявляется позднее, чем регистрируются изменения в иммунной системе, создание постоянного мониторинга за состоянием здоровья работающих имеет важное практическое значение.
Нами проводились исследования по изучению состояния иммунитета у работающих, контактирующих с нейротоксикантами. При этом выявлена стадийность формирования в иммунной системе, сопряженная с нарастанием клинических проявлений от начальных донозологических до клинически выраженных форм патологии.
Результаты оценки концентраций про- и противовоспалительных цитокинов у работающих в условиях воздействия хлорированных углеводородов позволили выявить провоспалительную направленность реакций как у практически здоровых, так и у лиц, имеющих изменения в психоэмоциональной сфере и/или неврологические расстройства («группа риска»). В этих группах было отмечено снижение противовоспалительного интерлейкина 4 (IL-4) [8].
Учитывая, что важную роль в патогенезе многих заболеваний нервной системы играют аутоиммунные механизмы, исследованы уровни аутоантител (ауто-АТ) к различным нейротротропным белкам. Установлено, что у лиц с начальными проявлениями нейроинтоксикации («группа риска») выявлено достоверное возрастание ауто-АТ к белку S-100 относительно группы «практически здоровых» работающих [8]. Следует отметить, что повышенные уровни ауто-АТ к S-100 указывают на изменения в структурах ЦНС, регулирующих эмоциональный статус [9]. Одновременно у лиц «группы риска» достоверно повышались средние значения ауто-АТ к вольтаж-зависимому Са-каналу (В-зав. Са-канал). Повышение уровня ауто-АТ к этому антигену характерно для мозжечковой атаксии, бокового амиотрофического склероза и др. [9]. У работающих, отнесенных к «группе риска», были отмечены повышения уровней ауто-АТ к глутаматным рецепторам (ГЛУ-Р), участвующим в регуляции процессов возбуждения/торможения, к γ-аминомасляной кислоте-рецепторам (ГАМК-рецепторам), указывающих на нарушения в регуляции процессов возбуждения/торможения и когнитивных функций, к дофаминовым рецепторам - возможный признак нарушений когнитивных функций, а также нарушений эмоционально-мотивационной сферы [9]. Повышение уровней названных аутоантител при отсутствии патологических изменений следует расценивать как защитный механизм. При этом изменения со стороны ауто-АТ соответствующей специфичности отражают патологическую интенсификацию отмирания специализированных клеток органа, являющуюся первым этапом в формировании болезни, намного опережающую появление любых иных (лабораторно выявляемых или клинических) признаков органной недостаточности [9].
Описанные выше показатели оказались наиболее информативными при проведении дискриминантного анализа, что позволило использовать их для расчета диагностических коэффициентов.
Применение заявляемого комплекса показателей для раннего выявления изменений в нервной системе при хроническом воздействии винилхлорида в доступной нам литературе не выявлено.
Повышение точности диагностики достигается использованием комплекса иммунологических показателей специфичных для повреждения специализированных структур нервной ткани при хроническом воздействии винилхлорида.
Разработанный способ может быть использован при проведении периодических медицинских осмотров, массовых диспансерных обследований работающих, направленных на выявление профпатологии, так как при обследовании требуется выполнить только забор крови, а определение показателей и расчеты проводятся в условиях лаборатории. Это дает возможность проводить диагностику у большого количества людей в ограниченный промежуток времени, а также минимизировать объем диагностических исследований.
Способ осуществляется следующим образом: у обследуемого в сыворотке крови определяют иммунологические показатели: интерлейкин (IL) 4, белок S-100β, аутоантитела к белку S-100, аутоантитела к вольтаж-зависимому Са-каналу (В-зав. Са-каналу), аутоантитела к глутаматным рецепторам (ГЛУ-Р), аутоантитела к ГАМК-Р и аутоантитела к дофаминовым рецепторам (DA-P). Затем рассчитывают диагностические коэффициенты F1 и F2 по формулам:
F1=-15,75+0,19·A1+0,02·A2+18,6·A3+95,42·A4-20,78·A5+35,5·A6-51,51·A7
F2=-30,06+0,36·Al+0,04·A2+26,93·A3+141,5·A4-36,64·A5+59,82·A6-83,05·A7, где
F1 - диагностический коэффициент, для случая, когда отсутствуют признаки хронического воздействия винилхлорида,
F2 - диагностический коэффициент, когда имеются ранние признаки изменений в нервной системе при хроническом воздействии винилхлорида,
-15,75 и -30,06 - константы,
0,19; 0,02; 18,6; 95,42; -20,78; 35,5; -51,51; 0,36; 0,04; 26,93; 141,5; -36,64; 59,82; -83,05 - дискриминационные коэффициенты;
A1,2…7 - градации и числовые значения показателей проведенного обследования:
A1 - интерлейкин 4, пг/мл;
А2 - белок S-100P, нг/мл;
A3 - аутоантитела к белку S-100, усл.ед.;
А4 - аутоантитела к В-зав. Са-каналу, усл.ед.;
A5 - аутоантитела к ГЛУ-Р, усл.ед.;
А6 - аутоантитела к ГАМК-Р, усл.ед.;
А7 - аутоантитела к DA-P, усл.ед.;
при F1 меньше F2 диагностируют ранние изменения в нервной системе при хроническом воздействии винилхлорида, при F1 больше или равно F2 - делают заключение об отсутствии признаков хронического воздействия винилхлорида.
Диагностические коэффициенты F1 и F2 получены путем вычитания дискриминантных функций. Дискриминантный анализ проводился в группе пациентов, не имеющих изменений в нервной системе при хроническом воздействии винилхлорида, и в группе пациентов, у которых были ранние изменения в нервной системе при хроническом воздействии винилхлорида (Основы прикладной статистики. Часть III: Учебное пособие / И.М.Михалевич, М.А.Алферова, Н.Ю.Рожкова. - Иркутск: РИО ИГИУВа, 2008. - 92 с.).
Информативные показатели, выявленные, с помощью дискриминантного анализа представлены в таблице.
| Таблица | |||
| Информативные показатели дискриминантного анализа у пациентов, не имеющих изменения в нервной системе при хроническом воздействии винилхлорида и у пациентов с ранними изменениями в нервной системе при хроническом воздействии винилхлорида | |||
| № | Показатели | F-включения | p |
| A1 | интерлейкин 4, пг/мл | 6,85 | 0,012 |
| А2 | белок S-100β, нг/л | 23,27 | 0,00002 |
| A3 | аутоантитела к белку S-100, усл.ед. | 9,02 | 0,004 |
| А4 | аутоантитела к В-зав. Са-каналу, усл.ед. | 9,65 | 0,003 |
| A5 | аутоантитела к ГЛУ-Р, усл.ед. | 4,86 | 0,033 |
| А6 | аутоантитела к ГАМК-Р, усл.ед. | 4,80 | 0,034 |
| А7 | аутоантитела к DA-P, усл.ед. | 5,89 | 0,019 |
Оценка эффективности предлагаемого способа ранней диагностики проводилась в обучающей выборке и контрольной выборке. В обучающей выборке правильное распознавание составило 93% у пациентов без изменений в нервной системе при хроническом воздействии винилхлорида (30 человек) и 80% для пациентов с ранними изменениями в нервной системе при хроническом воздействии винилхлорида (20 человек).
Пример 1. Пациент К., возраст 28 лет, стаж работы в условиях воздействия винилхлорида - 10 лет, изменений в нервной системе нет.
A1 - интерлейкин 4-0,01 пг/мл;
А2 - белок S-100β - 0,31 нг/мл;
A3 - аутоантитела к белку S-100 - 0,915 усл.ед.;
А4 - аутоантитела к В-зав. Са-каналу - 0,263 усл.ед.;
A5 - аутоантитела к ГЛУ-Р - 0,393 усл.ед.;
А6 - аутоантитела к ГАМК-Р - 0,379 усл.ед.;
А7 - аутоантитела к DA-P - 0,394 усл.ед.;
F1=-15,75+0,19·0,01+0,02·0,31+18,6·0,915+95,42·0,263-20,78·0,393+35,5·0,379-51,51·0,394=11,36
F2=-30,06+0,36·0,01+0,04·0,31+26,93·0,915+141,5·0,263-6,64·0,393+59,82·0,379-83,05·0,394=7,36
F1>F2, следовательно, ранние признаки хронического воздействия винилхлорида отсутствуют.
Пример 2. Пациент Б., 43 года, стаж работы в условиях воздействия винилхлорида 19 лет, у которого выявлены ранние изменения в нервной системе: изменения в психоэмоциональной сфере и неврологические расстройства.
A1 - интерлейкин 4-0,01 пг/мл;
A2 - белок S-100β - 707,12 нг/мл;
A3 - аутоантитела к белку S-100 - 0,946 усл.ед.;
А4 - аутоантитела к В-зав. Са-каналу - 0,288 усл.ед.;
А5 - аутоантитела к ГЛУ-Р - 0,583 усл.ед.;
А6 - аутоантитела к ГАМК-Р - 0,722 усл.ед.;
А7 - аутоантитела к DA-P - 0,661 усл.ед.;
F1=-15,75+0,19·0,01+0,02·707,12+18,6·0,946+95,42·0,288-20,78·0,583+35,5·0,722-51,51·0,661=24,15
F2=-30,06+0,36·0,01+0,04·707,12+26,93·0,946+141,5·0,288-36,64·0,58+59,82·0,722-83,05·0,661=33,86
F1<F2, следовательно, диагностируются ранние изменения в нервной системе при хроническом воздействии винилхлорида.
Литература
1. Антонюженко В.А. Винилхлоридная болезнь - углеводородный нейротоксикоз / В.А.Антонюженко. - Горький: Волго-Вятское кн. изд-во, 1980.
2. Каляганов П.И. Клиническая характеристика начальных проявлений хронического воздействия винилхлорида // Мед. труда и пром. экология. - 2002. - №4. - С.29-32.
3. Траилин А.В., Левада О.А. Белок S100B: нейробиология, значение при неврологической и психиатрической патологии // Международный неврологический журнал. - 2009. - №1 (23).
4. Гусев Е.И., Крыжановский Г.Н. Дезрегуляторная патология нервной системы. - М.: МИА, 2009. - 512 с.
5. Жданов Г.Н., Герасимова М.М. Оценка роли аутоиммунных воспалительных реакций в патогенезе церебральной ишемии // Неврологический вестник. - 2003. - Т.35, №3-4. - С.13-17.
6. Петров Р.В., Хаитов P.M., Пинегин Б.В., Чернаусов А.Д. Донозологическая диагностика нарушений иммунной системы // Иммунология. - 1995. - №2. - С.4-5.
7. Артамонова В.Г. Актуальные проблемы диагностики и профилактики профессиональных заболеваний // Мед. труда и пром. экология. - 1996. - №5. - С.4-6.
8. Алексеев Р.Ю. Закономерности изменений иммунореактивности работающих в контакте с хлорированными углеводородами// Бюллетень ВСНЦ. - 2011. - №3(79). ч.1. - с.143-147.
9. Полетаев А.Б. Новые подходы к раннему выявлению патологических изменений в организме человека: Методические рекомендации для врачей. - М., 2010.
Способ выявления ранних признаков хронического воздействия винилхлорида, включающий проведение неврологического осмотра, отличающийся тем, что дополнительно определяют в сыворотке крови содержание интерлейкина 4, белка S-100β, уровни аутоантител к белку S-100, аутоантител к вольтаж-зависимому Са-каналу, аутоантител к глутаматным рецепторам, аутоантител к γ-аминомасляной кислоте - рецепторам, аутоантител к дофаминовым рецепторам и рассчитывают диагностические коэффициенты F1 и F2 по формулам:
F1=-15,75+0,19·A1+0,02·A2+18,6-A3+95,42·A4-20,78·A5+35,5·A6-51,51·A7, F2=-30,06+0,36·А1+0,04·А2+26,93·А3+141,5·А4-36,64·А5+59,82·А6-83,05·А7, где F1 - диагностический коэффициент, для случая когда отсутствуют признаки хронического воздействия винилхлорида;
F2 - диагностический коэффициент, когда имеются ранние признаки изменений в нервной системе при хроническом воздействии винилхлорида;
-15,75 и -30,06 - константы;
0,19; 0,02; 18,6; 95,42; -20,78; 35,5; -51,51; 0,36; 0,04; 26,93; 141,5; -36,64; 59,82;
-83,05 - дискриминационные коэффициенты;
A1 - интерлейкин 4, пг/мл;
А2 - белок S-100β, нг/мл;
А3 - аутоантитела к белку S-100, усл.ед.
А4 - аутоантитела к вольтаж-зависимому Са-каналу, усл.ед.
A5 - аутоантитела к глутаматным рецепторам, усл.ед.
А6 - аутоантитела к γ-аминомасляной кислоте-рецепторам, усл.ед.
А7 - аутоантитела к дофаминовым рецепторам, усл.ед.
при значении F1 меньше F2 диагностируют ранние изменения в нервной системе при хроническом воздействии винилхлорида, при F1 больше или равно F2 - делают заключение об отсутствии признаков хронического воздействия винилхлорида.
