СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ В РЕГИОНЕ Российский патент 2002 года по МПК G01N33/48 

Изобретение относится к медицине, в частности к способам прогнозирования состояния здоровья населения, и может быть использовано для оценки экологической ситуации в различных регионах.

Экологические факторы являются интегральным комплексом техногенных, природно-климатических и медико-социальных условий, характер, интенсивность и длительность воздействия которых обусловливают региональные особенности здоровья населения. Установление причинно-следственных связей между конкретным "экотоксином" и развитием болезни затруднено в связи с невозможностью установления прямых связей между наличием в окружающей среде вредных агентов и эффектом их воздействия на здоровье человека. Это обусловлено отсутствием принципиальных отличий экологически обусловленной патологии при воздействии неблагоприятных факторов радиационной, химической или биологической природы. Практическое значение имеет изучение влияния загрязнения окружающей среды на рост заболеваемости, смертности и инвалидности детей, которые в силу особенностей их роста и развития, функциональной незрелости тканей и биосистем особенно чувствительны к влиянию сложного комплекса факторов внешней среды даже в допороговых концентрациях. На основании этого изучения возможно прогнозирование влияния экологических факторов на состояние здоровья населения в том или ином регионе страны.

Известен способ диагностики экологически обусловленной патологии у населения (РФ, патент 2137422, класс МКИ А 61 В 10/00). Способ заключается в том, что осуществляется анализ причинно-следственных связей среда - здоровье, при этом выбирают экологически неблагоприятные зоны территорий, обосновывают приоритетные нозологические формы и приоритетные экологические факторы окружающей среды в этих зонах, отбирают наиболее чувствительные контингенты населения, проживающего в этих зонах, проводят клинико-лабораторные обследования по общепринятым показателям, осуществляют статистическую обработку полученных результатов, затем отбирают контрольную группу практически здорового населения, проводят такое же обследование, сравнивают те и другие показатели, выявляют статистически достоверные отклонения специфических показателей по сравнению с показателями контрольной группы при достоверности отличия ≥95%, устанавливают корреляционную взаимосвязь между результатами, полученными при медико-клиническом обследовании, при установлении которой диагностируют экологически обусловленную патологию.

Способ предназначен для диагностики экопатологии за счет установления взаимосвязи между воздействующими химическими соединениями окружающей среды и их содержанием в организме. Способ включает большое количество операций и требует дополнительных материальных затрат для осуществления. Однако главным недостатком способа является неправомочность выделения экологически неблагополучных зон для прогнозирования состояния здоровья населения по степени загрязнения окружающей среды, поскольку невозможно учесть все воздействующие вещества и их возможную трансформацию в новые вещества с иным характером воздействия на организм человека; кроме того, факторы окружающей среды независимо от их природы (химические, физические или биологические), воздействуют интегрально и наслаиваются на факторы наследственные и социальные.

Известен способ прогнозирования состояния здоровья населения (РФ, патент 2125837, класс МКИ А 61 В 10/00). Сущность способа заключается в том, что для анализа причинно-следственных связей среда - здоровье осуществляют врачебный осмотр, клиническое обследование, донозологическую диагностику предпатологических состояний и нарушение гомеостаза у наиболее чувствительных контингентов населения, проживающих в различных по степени загрязнения экологических зонах. В качестве экологических зон берут однородные участки территории, характеризующиеся стабильным поведением в них комплекса показателей состояния здоровья населения и факторов окружающей среды. Затем методом пространственно-статистического анализа зависимости показателей состояния здоровья населения (объекта моделирования) от факторов, влияющих на данные показатели, определяют контрастность экологических зон. Способ позволяет облегчить и объективизировать работу системы управления состоянием здоровья населения в связи с факторами окружающей среды и определить отчисления предприятий в связи с ущербом, нанесенным санитарно-эпидемиологическому благополучию населения.

Однако способ трудоемкий, длительный, требует дополнительных материальных затрат для осуществления и большой предварительной работы для выделения однородных по экологии участков территории.

Наиболее близким по технической сущности является способ суммарной оценки экологической обстановки в регионе (РФ, патент 2118817, класс МКИ А 61 В 10/00). Способ заключается в том, что для определения экологической обстановки на различных территориях и динамики воздействия постоянных и переменных факторов окружающей среды различного происхождения оценку экологической обстановки в регионе проводят по количественным показателям патологии репродуктивной системы женщины, по таким как угроза прерывания беременности, поздний токсикоз беременных, самопроизвольные аборты, преждевременные роды, аномалия родовой деятельности, перинатальная смертность, заболевания новорожденных. Вся исходная информация при осуществлении способа должна быть мобилизована ретроспективно, не менее чем за 10 лет, и накапливаться в ходе текущего (проспективного) анализа, при этом уделяется особое внимание созданию и правильной выборке проспективных групп наблюдения. При осуществлении способа сравнивались показатели экологически "неблагополучного" и "благополучного" регионов.

Для оценки экологической обстановки в регионе требуется правильная выборка проспективных групп наблюдения, анализ большого числа показателей патологии репродуктивной системы женщины и, соответственно, математическая обработка большого объема данных, что в совокупности приводит к удорожанию способа, повышению его трудоемкости и длительности. Кроме того, для осуществления способа используют выборочные группы наблюдения.

Задачей является создание способа, позволяющего оперативно, суммарно прогнозировать различия в уровне экологического неблагополучия в регионах области при воздействии постоянных и периодических факторов окружающей среды.

Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является возможность экологического мониторинга регионов области по показателям здоровья наиболее чувствительной категории населения, что позволяет своевременно принять меры для коррекции экологической ситуации.

Задача решается предлагаемым изобретением.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе прогнозирования экологической обстановки в регионе путем установления причинно-следственных связей среда - здоровье, включающем биологический мониторинг по показателям здоровья населения, определяют концентрацию тиротропина в сухом пятне цельной крови, взятой из пятки новорожденного, у всей популяции новорожденных в области, при концентрации тиротропина равной или выше порогового значения проводят ее повторное определение в том же образце крови, при подтверждении первичных значений концентрации результат расценивают как первичную гипертиротропинемию, а экологическую обстановку в регионе прогнозируют по относительной частоте первичной гипертиротропинемии, которую определяют из выражения, отн.ед.:
F_i=f_i/f₀,
где f₀=(N₀/n₀)•100%,
f_i=(N_i/n_i)•100%,
где N₀ и N_i - число случаев первичной гипертиротропинемии по области и по отдельному региону соответственно,
n₀ и n_i - число обследованных новорожденных в области и в отдельном регионе соответственно,
причем значение F_i для области принимают равным единице, а экологическую обстановку в конкретном регионе прогнозируют как благополучную или отягченную при достоверном отличии F_i региона от единицы.

Задача решается также тем, что пороговую концентрацию тиротропина принимают равной 20 мкМЕ/мл.

Задача решается также и тем, что при значениях относительной частоты F_i первичной гипертиротропинемии, меньшей 0,82, экологическую обстановку в регионе прогнозируют как благополучную, при F_i=0,82-1,36 экологическую обстановку прогнозируют как среднетяжелую, а при f_i более 1,36 экологическую обстановку прогнозируют как тяжелую.

Авторам не известна совокупность признаков, подобная заявляемой. Следовательно, предлагаемое изобретение отвечает критерию новизны.

Предлагаемое изобретение отличается от прототипа тем, что в качестве наиболее чувствительного контингента населения для прогнозирования негативного влияния экологической обстановки в определенном регионе выбраны новорожденные. Известно, что новорожденные являются "маркером" экологического неблагополучия окружающей среды, т.к. их организм опосредованно, через организм матери, реагирует на более низкие концентрации токсичных веществ, т.е. "маркерные" заболевания новорожденных могут рассматриваться как интегральные индикаторы качества окружающей среды независимо от вида экологических факторов, таких как природный дефицит йода, химические, биологические и другие воздействия. Таким "маркерным" показателем в предлагаемой формуле изобретения является значение концентрации тиротропина в сухом пятне цельной крови, взятой из пятки новорожденного, при повторном анализе этого же образца крови. Другим новым признаком, которым отличается предлагаемое изобретение от прототипа, является измерение концентрации тиротропина у всей популяции новорожденных. Данные признаки в совокупности со всеми остальными признаками отличительной части формулы изобретения позволяют прогнозировать экологическую ситуацию в регионе по одному медицинскому показателю, что упрощает способ и дает возможность принять своевременные меры для коррекции экологической ситуации. Авторам не известны технические решения, имеющие совокупность отличительных признаков, подобную заявляемой. Следовательно, предлагаемое изобретение отвечает критерию уровня техники.

Изобретение может быть использовано в здравоохранении, позволяет прогнозировать экологическую обстановку в области и ее регионах и вовремя принять профилактические меры для защиты здоровья населения. Следовательно, предлагаемое изобретение отвечает критерию промышленной применимости.

На фиг.1 показана относительная частота F_i первичной гипертиротропинемии в выделенных зонах Московской области при массовом скрининге новорожденных на врожденный гипотиреоз за период 1995-1998 гг.; приведены доверительные интервалы (ДИ) значений F_i; заштрихованные области - 95% ДИ значений F_i.

На фиг.2 показана медико-экологическая карта Московской области, составленная по результатам ретроспективного анализа состояния здоровья новорожденных в регионах области; 01-66 - шифры регионов области.

Способ прогнозирования экологической обстановки в регионе апробирован на примере Московской области.

Врожденный гипотиреоз и его фенотипический вариант - транзиторный гипотиреоз - отражают реакцию гипофизарно-тироидной системы на экологическое неблагополучие на этапе внутриутробного созревания плода, количественным выражением которой является повышенный уровень тиротропного гормона (ТТГ) у новорожденных. Для выявления уровня ТТГ на 3-5 день после рождения ребенка (при преждевременных родах на 7-14 день жизни) определяют его концентрацию в сухом пятне цельной крови, взятой из пятки новорожденного, которую сравнивают с пороговым значением. В качестве пороговой концентрации ТТГ для скрининговых центров России принята концентрация 20 мкМЕ/мл крови. Если концентрация ТТГ оказывается больше или равной пороговой, проводят повторное исследование этого же образца крови на уровень ТТГ. При подтверждении первичного значения концентрации ТТГ результат расценивают как первичную гипертиротропинемию. Концентрацию ТТГ определяют при использовании наборов ТТГ-неоскрин, ЗАО "Иммуноскрин", Москва, или реактивов финской фирмы Wallac OY (Delfia Neonatal hTSH) методом иммунофлуоресцентного анализа с временным разрешением люминесценции.

Авторами было установлено, что наиболее информативным статистически достоверным показателем, позволяющим выявить различия между отдельными регионами области (территории), является относительная частота первичной гипертиротропинемии, характеризующая относительную частоту выявления новорожденных с повышенной концентрацией ТТГ в крови на этапе массового скрининга на врожденный гипотиреоз. У таких новорожденных более чем в 90% случаев наблюдается умеренная гипертиротропинемия с уровнем тиротропного гормона от 20 до 50 мкМЕ/мл, что в периоде неонатальной адаптации к внешним условиям чаще всего служит проявлением транзиторных изменений функции гипофизарно-тироидной системы. Относительную частоту первичной гипертиротропинемии находят из выражения, отн.ед.:
F_i=f_i/f₀,
где f₀=(N₀/n₀)•100%,
f_i=(N_i/n_i)•100%,
где N₀ и N_i - число случаев первичной гипертиротропинемии по области и по отдельному региону соответственно,
n₀ и n_i - число обследованных новорожденных в области и в отдельном регионе соответственно.

Для доказательства возможности прогнозирования экологической обстановки в регионах области (или территории) был проведен ретроспективный анализ результатов массового скрининга новорожденных в Московской области на врожденный гипотиреоз за 1995-1998 гг. , хранящихся в компьютерной базе данных медико-генетической консультации (МГК) Московского областного научно-исследовательского клинического института (МОНИКИ).

Значения показателя F_i, характеризующего относительный вклад каждого региона в рождаемость и число новорожденных с первичной гипертиротропинемией по области в целом (F_i=1), были обработаны статистически.

Различия в значениях показателя F_i были положены в основу выделения на территории Московской области зон с различной экологической обстановкой. Это позволило сгруппировать 53 обследованных региона в три зоны: P1, P2, Р3, достоверно (р<0,05) отличающиеся друг от друга по величине F_i.

Общая характеристика зон, выделенных по результатам массового скрининга на врожденный гипотиреоз, представлена в табл. 1. Относительная частота выявления новорожденных с первичной тиротропинемией в выделенных зонах (Р1-Р3) Московской области в динамике за 4-летний период наблюдений (1995-1998 гг.) показана на фиг. 1. Локализация зон, выделенных по результатам сравнения значений F_i, показана на фиг.2; 01...66 - шифры регионов и городов областного подчинения.

Наиболее высокие показатели F_i=2,15±0,45 были выявлены в зоне Р3, экологическую обстановку в которой прогнозируют как тяжелую. В зоне Р2 с F_i=l, 22±0,14 экологическую обстановку прогнозируют как среднетяжелую. А в зоне Р1 с F_i=0,61±0,21 экологическую обстановку прогнозируют как благополучную.

Частота выявления повышенных значений концентрации тиротропина при скрининге новорожденных составляет в среднем 1-3%, что позволяет сопоставить выборки разумного объема для выявления достоверных отличий между регионами. Значения этого показателя тесно коррелируют с частотой транзиторного гипотиреоза у новорожденных и определяются уровнем экологического неблагополучия независимо от природы экологических воздействий. Определение концентрации тиротропина в крови и учет случаев первичной гипертиротропинемии является обязательным при скрининге новорожденных на врожденный гипотиреоз, т.е. регистрируется в любой МГК, поэтому не требуются дополнительные трудовые и материальные затраты.

Таким образом, показатель относительной частоты выявления первичной гипертиротропинемии, характеризующий частоту проявления у новорожденных случаев транзиторных изменений функции гипофизарно-тироидной системы, может служить чувствительным и удобным маркером экозависимой патологии.

Для подтверждения наличия связи между частотой проявления транзиторных изменений функции гипофизарно-тироидной системы, определяемой по результатам проведения массового скрининга новорожденных на врожденный гипотиреоз, и уровнем экологического неблагополучия проводилось сопоставление трех групп районов (Р1-Р3) с разными значениями показателя "F_i" по признакам, характеризующим заболеваемость или отдельные ее составляющие (заболеваемость по разным нозологиям).

В табл.2-4 приведены данные о заболеваемости и ее структуре в различных группах населения: у детей до 1 года (табл.2), у детей от 0 до 14 лет (табл. 3), у всего населения (табл.4). Данные о заболеваемости были взяты из официального отчета Главного управления здравоохранением Московской области (ГУЗАМО) о статистике заболеваемости населения Московской области в 1996 и 1997 гг.

Анализ представленных данных позволяет сделать выводы о достоверно более высоком уровне заболеваемости в зоне Р3 по сравнению с зоной Р1, прежде всего по таким нозологиям как отдельные состояния перинатального периода и врожденные аномалии развития, болезни органов дыхания и болезни мочеполовой системы, которые традиционно рассматриваются в качестве маркеров экозависимой патологии, при этом наиболее чувствительным контингентом являются дети и подростки (группы "Дети до 1 года" и "Дети от 0 до 14 лет"); зона Р2 характеризуется промежуточными значениями заболеваемости.

Точность различения (диагностики/прогнозирования) зон Р1 и Р3 составила 79-90% при использовании Байесовской диагностической процедуры с использованием списка из 47 характеризующих заболеваемость признаков, достоверно различающих сравниваемые группы по точному критерию Фишера. Пошаговая диагностическая процедура, использованная при сравнении 2-х групп районов Р1 и Р3, позволила сократить исходный список информативных по Фишеру признаков до 29, обеспечив при этом 90% точность прогнозирования.

Изобретение относится к медицине, в частности к способам прогнозирования состояния здоровья населения. Способ характеризуется тем, что определяют концентрацию тиротропина в сухом пятне крови, взятой из пятки новорожденного, при этом берут кровь у всей популяции новорожденных в области. При концентрации тиротропина, равной или выше порогового значения, проводят повторное определение в том же образце крови, при подтверждении первичных значений концентрации результат расценивают как первичную гипертиротропинемию, а экологическую обстановку в регионе прогнозируют по относительной частоте первичной гипертиротропинемии. Способ обеспечивает точность прогнозирования. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл.

1. Способ прогнозирования экологической обстановки в регионе путем установления причинно-следственных связей среда - здоровье, включающий биологический мониторинг по показателям здоровья населения, отличающийся тем, что определяют концентрацию тиротропина в сухом пятне цельной крови, взятой из пятки новорожденного, у всей популяции новорожденных области, при концентрации тиротропина, равной или выше порогового значения, проводят повторное определение концентрации тиротропина в том же образце крови, при подтверждении первичных значений концентрации тиротропина результат расценивают как первичную гипертиротропинемию, а экологическую обстановку в регионах области прогнозируют по относительной частоте первичной гипертиротропинемии, которую определяют из выражения, отн. ед. :
F_i= f_i/f₀,
где f_i= (N₀/n₀)100%,
f_i= (N_i/n_i)100%,
где N₀ и N_i - число случаев первичной гипертиротропинемии по области и по отдельному региону соответственно;
n₀ и n_i - число обследованных новорожденных в области и в отдельном регионе соответственно,
при этом значение F_i для области принимают равным единице, а экологическую обстановку в конкретном регионе прогнозируют как благополучную или отягченную при достоверном отличии F_i региона от единицы. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пороговую концентрацию тиротропина принимают равной 20 мкМЕ/мл. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при значениях относительной частоты F_i первичной гипертиротропинемии, меньшей 0,82, экологическую обстановку в регионе прогнозируют как благополучную, при F_i= 0,82-1,36 экологическую обстановку прогнозируют как среднетяжелую, а при F_i более 1,36 экологическую обстановку прогнозируют как тяжелую.