СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕМЕНТОВ-ИНДИКАТОРОВ (СПОСОБ ЮВС) Российский патент 2015 года по МПК G01N33/49 

Изобретение относится к области медицины и основано на выделении группы индикаторных элементов, которые позволяют по исследованному элементному составу крови людей провести дифференциацию пациентов с заболеванием различной этиологии (заболеванием сердечно-сосудистой системы или онкологией) и условно-здоровых.

По данным Минздрава России за 2012 год впервые заболевших с диагнозом злокачественное новообразование составляет 480 тыс. человек, общее количество больных с данным диагнозом 1656 тыс. человек и это 335,2 человека на 100000 человек населения.

Одногодичная летальность больных злокачественными новообразованиями в Российской Федерации за 2012 год (умерли в течение первого года с момента установления диагноза в %) в том числе по локализациям:

- Рак пищевода - 59,4%

- Рак легких - 52,4%

- Рак желудка - 49,8%

- Рак прямой кишки - 25,8%

- Рак лимфатической и кроветворной ткани - 21,7%

- Рак шейки матки - 17,0%

- Рак молочной железы - 8,3%

Эти цифры свидетельствуют о некачественной и несвоевременно проведенной диагностики. Диагнозы ставятся, когда лечить уже трудно, дорого, а часто и вовсе безнадежно. Каждый третий раковый больной в России умирает в течение года после постановки диагноза, хотя рак хорошо и сравнительно недорого лечится в цивилизованном мире уже много лет.

Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются ведущей причиной смерти в большинстве развитых стран, включая Россию.

ССЗ по праву можно назвать проблемой номер один современной России, так как статистика смертности от болезней сердца и сосудов выглядит крайне неутешительной: 57% летальных исходов в общей структуре смертности в Российской Федерации обусловлены сердечнососудистыми заболеваниями. За 9 месяцев 2013 года смертность от болезней сердца и сосудов составила около 1 млн. человек. И, несмотря на то, что по данным Росстата число смертей от болезней систем кровообращения с 2003 по 2011 гг. снизилась на 19,1%, борьба с этими жизнеугрожающими заболеваниями по-прежнему остается чрезвычайно актуальной.

Состояние здоровья человека изменяется под воздействием ряда факторов, эти изменения могут быть необратимыми и тем самым приводить к заболеваниям различной этиологии. На сегодняшний день идентификация этих процессов несовершенна. Однако существуют такие понятия как индикаторные или реперные показатели, с помощью которых представляется возможным идентифицировать заболевания. В медицинской литературе не уделяют должного внимания изучению содержания химических элементов в организме человека, из которых, как известно, состоит все живое на Земле. В настоящее время имеются работы по диагностики рака различной этиологии на генетическом уровне, но все эти методики только вводятся и получают свое развитие в достаточно узких кругах Европы.

Изобретение основано на многолетней работе по изучению элементного состава крови людей с наличием заболеваний и условно-здоровых.

В настоящее время известна методика определения микроэлементов в образцах крови («Методика определения микроэлементов в диагностируемых биосубстратах масс-спектрометрией с индуктивно связанной аргоновой плазмой (ИСП-МС). Методические рекомендации», утвержденная Минздравом РФ 26.03.2003).

Однако указанная методика не раскрывает каким образом полученная информация об элементном составе образца крови может быть использована для диагностики заболевания человека.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение заключается в диагностировании заболевания сердечнососудистой системы и/или онкологического заболевания у человека путем выявления конкретных элементов в образце крови.

Технический результат достигается тем, что в способе диагностики заболеваний с использованием элементов-индикаторов, по которому исследуют элементный состав пробы крови для диагностирования заболевания по содержанию в крови химических элементов, выявляют в пробе крови Cr, Eu, Tb, Er, Tm, Lu, Ta, Ba, V, Pd со следующим содержанием:

Cr менее 0,0119±0,010 мг/кг

Eu менее 4,33*10^-5±8,57*10^-6 мг/кг

Tb менее 2,06*10^-5±9,06*10^-6 мг/кг

Er менее 2,27*10^-5±9,96*10^-6 мг/кг

Tm менее 1,31*10^-5±9,85*10^-6 мг/кг

Lu менее 1,25*10^-5±1,04*10^-5 мг/кг

Ta менее 2,31*10^-5±2,11*10^-5 мг/кг

Ba более 0,0152±0,009 мг/кг

V более 0,0122±0,0079 мг/кг

Pd более 0,000187±0,00013 мг/кг,

определяют показатель:

Y=(10^-3*3*Cr+5*(Eu+Tb+Er+Tm+Lu+Ta))/(10^-1*(V+4*Ba)+5*Pd).

При условии, что значение показателя Y больше 0,093, у человека отсутствуют заболевания сердечно-сосудистой системы и онкологические.

При условии, что значение показателя Y меньше 0,026, то у человека с диагностируется либо заболевание сердечно-сосудистой системы, либо один из типов онкологии. Показатель Y показывает состояние здоровья человека только с возраста 19 лет.

Методика отбора проб крови и пробоподготовка

Отбор проб крови осуществлялся медицинскими работниками с использованием шприца 5 мл. Пробу крови брали из локтевой вены в специальные пробирки с антикоагулянтом этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА), который предотвращает свертываемость крови. Для изучения элементного состава достаточно 1-2 мл крови.

При отборе проб крови людей фиксировались следующие показатели:

- возраст (по возможности с датой рождения),

- пол,

- заболевание (если имеется),

- группа крови,

- резус-фактор.

Общее количество образцов крови людей разных возрастных групп (от 0 до 98 лет) составило более 3000 образцов, среди них имеются: кровь людей с диагнозом злокачественного новообразования различной этиологии и с заболеванием сердечно-сосудистой системы. Представленную общую выборку можно считать статистически значимой и равномерной.

Группы возрастов для отбора проб крови: 1 группа - 0-10 лет, 2 группа - 11-20 лет, 3 группа - 21-30 лет, 4 группа - 31-40 лет, 5 группа - 41-50 лет, 6 группа - 51-60 лет, 7 группа - 61-70 лет, 8 группа - 71-80 лет, 9 группа - 81-90 лет, 10 группа - 91-100 лет.

Пробоподготовка образцов крови проводилась методом кислотного разложения закрытого в автоклаве в соответствии с методическими указаниями МУК 4.1.1483-03. Ниже представлена процедура приготовления проб крови на анализ.

1. Процедура приготовления проб крови.

1.1. В пластиковую пробирку объемом 50 мл поместить 0,5-1,2 г образца крови. Добавить 2,5 мл 70% азотной кислоты и 250 мкл 30% раствора перекиси водорода, тщательно перемешать для растворения сгустка крови.

1.2. Поместить содержимое пробирки в автоклав.

1.3. Внести в пробирку 1 мл 70% азотной кислоты. Смыть со стенок пробирки остатки образца. При необходимости растворить остатки образца, оставшиеся на стенках пробирки, путем нагревания пробирки в микроволновой печи.

1.4. Поместить содержимое пробирки в соответствующий автоклав.

1.5. Закрыть автоклав внутренней крышкой, на крышку положить предохранительный алюминиевый диск, завинтить верхнюю крышку.

1.6. Поместить автоклавы в микроволновую печь Speed Е в последовательности, предусмотренной производителем.

1.7. Активировать 4-ю программу разложения, включающую следующие этапы:

1.7.1. Нагревание пробы до 140°C в течение 10 мин.

1.7.2. Инкубация при 140°C в течение 5 мин.

1.7.3. Нагрев пробы до 200°C в течение 2 мин.

1.7.4. Инкубация при 200°C в течение 15 мин.

1.8. Остудить автоклавы до температуры не выше 50°C.

1.9. Медленно открыть охлажденный автоклав, не допуская потерь жидкости с парами азотной кислоты.

1.10. Перенести содержимое автоклава в пластиковую пробирку объемом 50 мл.

1.11. Внести в автоклав 20 мл 1% азотной кислоты для образца массой ≤0,6 г или 45 мл 1% азотной кислоты для образца массой >0,6 г.

1.12. Поместить содержимое автоклава в соответствующую пластиковую пробирку. Довести объем водой деионизованной до 25 мл для образца массой ≤0,6 г или до 50 мл для образца массой >0,6 г.

1.13. Тщательно перемешать.

1.14. В каждую пробирку с раствором образца объемом 50 мл внести по 50 мкл раствора внутреннего стандарта (10 ppb In, Rh). В каждую пробирку с раствором образца объемом 25 мл внести по 25 мкл раствора внутреннего стандарта (10 ppb In, Rh).

1.15. Тщательно перемешать.

В качестве внутреннего стандарта использовался родий (Rh).

После завершения пробоподготовки проводились измерения на масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой Elan DRC-e.

Так, в качестве метода исследований использован современный, качественный высокочувствительный вид анализа: метод масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP МС), который был осуществлен на масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой Elan модели 9000, DRC-e (регистрационный номер №26441-04 от 23.09.2009).

Метод масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой позволяет определить содержание следующих элементов: Li, Be, В, Na, Mg, Al, Si, P, S, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Br, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Те, I, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Ta, W, Re, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, Th, U.

В качестве контроля измерений использовался аттестованный стандарт крови (Следовые количества элементов в крови, уровень 2 (Seronorm T. Elem. Whole Blood L-2).

В ходе исследования выделены группы элементов, которые в образцах крови людей с наличием заболевания и условно-здоровых ведут себя по-разному. Нами была проведена строгая индикаторная дифференциация по заболеваниям.

Использование информации о содержании определенного элемента - индикатора (Cr, Eu, Tb, Er, Tm, Lu, Ta) может свидетельствовать о наличии заболевания, например, в крови условно-здорового человека содержание Cr, Eu, Tb, Er, Tm, Lu, Ta выше по сравнению с человеком, у которого злокачественное новообразование или заболевание сердечно-сосудистой системы. Тогда как содержание Ba, V, Pd в крови у людей с заболеванием выше в сравнении с условно-здоровыми.

Среди наиболее распространенных злокачественных новообразований выделены и подробно исследованы:

- рак легких;

- рак желудка;

- рак молочной железы;

- рак предстательной железы.

Среди наиболее распространенных заболеваний сердечно-сосудистой системы выделены и подробно исследованы:

- гипертоническая болезнь;

- ишемическая болезнь сердца;

- инсульт;

- инфаркт.

1. В ходе исследования образца крови определяется содержание в исследуемом образце индикаторных показателей (Cr, Eu, Tb, Er, Tm, Lu, Ta, Ba, V, Pd) с использованием метода масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP МС).

2. Определяется диапазон, в котором находятся индикаторные показатели исследуемого образца крови.

3. Рассчитывается показатель Y=(10^-3*3*Cr+5*(Eu+Tb+Er+Tm+Lu+Ta))/(10^-1*(V+4*Ba)+5*Pd). Исходя из рассчитанных значений показателя диагностируется наличие заболеваний различной этиологии, например, значение показатель Y человека с онкологией или сердечнососудистым заболеванием меньше 0,026.

Пример 1

Группа условно-здоровых людей

60 лет, женщина. Жалобы при поступлении: сильная боль в ноге.

Диагноз: сложный перелом ноги.

Показатели при биохимическом исследовании крови и клиническом анализе крови были в норме.

Не выявлено хронических заболеваний.

Y=(10^-3*3*Cr+5*(Eu+Tb+Er+Tm+Lu+Ta))/(10^-1*(V+4*Ba)+5*Pd).

Был рассчитан коэффициент Y, который составил 0,186. Это группа условно-здоровых людей.

Пример 2

Группа людей с заболеванием сердечно-сосудистой системы

65 лет, женщина. Жалобы при поступлении: боли в сердце ноющего характера, купируются приемом нитроглицерина. Чувство сжатия в области сердца. Высокое давление 245/130 мм рт. ст. (в норме 150/95 мм рт ст.), сопровождается сильной одышкой смешанного характера, резкой головной болью распространяющейся по всей голове, головокружением, шумом в голове, тяжестью в глазах, дрожью в теле, слабостью.

Анамнез заболевания: с зимы 2010 года был поставлен диагноз гипертоническая болезнь 2 стадии, в 2011 был гипертонический криз.

Назначено полное обследование в кардиоцентре.

Показатели при биохимическом исследовании крови и клиническом анализе крови свидетельствовали об ухудшении состоянии здоровья, высокий уровень эритроцитов, тромбоцитов.

План обследования:

1. Резус-фактор и группа крови;

2. Реакция Вассермана, ВИЧ;

3. ЭКГ;

4. Общий анализ мочи;

5. Биохимический анализ крови;

6. Клинический анализ крови;

7. Консультация окулиста

8. УЗИ брюшной полости и почек;

9. Ретгенограмма черепа.

Диагноз: гипертоническая болезнь 2 стадии.

Исходя из анамнестических данных и данных лабораторных и инструментальных исследований, мы можем исключить у больной:

а) симптоматическую почечную артериальную гипертензию, так как больная не предъявляет никаких жалоб на заболевания мочевыводящей системы, на УЗИ почек не выявлено никаких изменений, ни в корково-мозговом веществе, ни в чашечно-лоханочной системе, а также не выявлено никаких отклонениий в анализах мочи;

б) симптоматическую артериальную гипертензию, связанную с какой-либо эндокринной патологией, так как у больной имеется лишь гипотиреоз, ведущий к гипотонии (но он компенсирован приемом тироксина), других заболеваний эндокринной системы у больной нет;

в) симптоматическую артериальную гипертензию, вызванную свежими черепно-мозговыми травмами, так больная отрицает их наличие.

При анализе ЭКГ выявляются признаки гипертрофии левых отделов сердца: увеличение амплитуды зубца R в левых грудных отведениях (V5, V6) и амплитуды зубца S в правых грудных отведениях (V1, V2), смещение переходной зоны вправо, в отведение V2, увеличение длительности интервала внутреннего отклонения QRS в левых грудных отведениях (V5, V6) более 0,05 с, что свидетельствует о повышенной нагрузке на левые отделы сердца, из-за повышенного АД.

На консультации окулиста отмечено сужение артерий и расширение вен глазного дна, что свидетельствует о ранних стадиях гипертонической болезни.

На основании вышеизложенного можно поставить больной диагноз: гипертоническая болезнь 2-й стадии, НК 0.

Сопутствующее заболевание: гипофункция щитовидной железы.

Y=(10^-3*3*Cr+5*(Eu+Tb+Er+Tm+Lu+Ta))/(10^-1*(V+4*Ba)+5*Pd).

Был рассчитан коэффициент Y, который составил 0,00498. Это группа людей с сердечно-сосудистым заболеванием. Элементный анализ и рассчитанные коэффициент Y подтверждает уже достоверно известную информацию о наличии заболевания.

Пример 3

Группа людей с диагнозом онкологии

68 лет, женщина. Жалобы при поступлении: сильная боль в области грудной клетки.

Диагноз: рак молочной железы.

Анамнез заболевания: в апреле 2012 был поставлен диагноз рак молочной железы. Направлена в онкоцентр на обследование.

Показатели при биохимическом исследовании крови и клиническом анализе крови свидетельствовали об ухудшении состоянии здоровья, высокий уровень лейкоцитов, низкий гемоглобин.

Y=(10^-3*3*Cr+5*(Eu+Tb+Er+Tm+Lu+Ta))/(10^-1*(V+4*Ba)+5*Pd).

Был рассчитан коэффициент Y, который составил 0,00225. Это группа людей с диагнозом онкологии. Элементный анализ и рассчитанные коэффициент Y подтверждает уже достоверно известную информацию о наличии заболевания.

Изобретение относится к области медицины и представляет собой способ диагностики заболеваний с использованием элементов-индикаторов. Согласно изобретению у пациентов старше 18 лет выявляют в пробе крови содержание следующих элементов: Cr менее 0,0119±0,010 мг/кг; Eu менее 4,33*10^-5±8,57*10^-6 мг/кг; Tb менее 2,06*10^-5±9,06*10^-6 мг/кг; Er менее 2,27*10^-5±9,96*10^-6 мг/кг; Tm менее 1,31*10^-5±9,85*10^-6 мг/кг; Lu менее 1,25*10^-5±1,04*10^-5 мг/кг; Ta менее 2,31*10^-5±2,11*10^-5 мг/кг; Ba более 0,0152±0,009 мг/кг; V более 0,0122±0,0079 мг/кг; Pd более 0,000187±0,00013 мг/кг, определяют показатель: Y=(10^-3*3*Cr+5*(Eu+Tb+Er+Tm+Lu+Ta))/(10^-1*(V+4*Ba)+5*Pd) и диагностируют заболевание сердечно-сосудистой системы (ССС) и/или онкологическое заболевание при Y меньше 0,026 и их отсутствие при Y больше 0,093. Изобретение обеспечивает расширение арсенала средств диагностики заболеваний ССС и онкологических заболеваний. 4 табл., 3 пр.

Способ диагностики заболеваний с использованием элементов-индикаторов, по которому исследуют элементный состав пробы крови для диагностирования заболевания по содержанию в крови химических элементов, отличающийся тем, что у пациентов старше 18 лет выявляют в пробе крови содержание Cr, Eu, Tb, Er, Tm, Lu, Ta, Ba, V, Pd со следующим содержанием:
Cr менее 0,0119±0,010 мг/кг
Eu менее 4,33*10^-5±8,57*10^-6 мг/кг
Tb менее 2,06*10^-5±9,06*10^-6 мг/кг
Er менее 2,27*10^-5±9,96*10^-6 мг/кг
Tm менее 1,31*10^-5±9,85*10^-6 мг/кг
Lu менее 1,25*10^-5±1,04*10^-5 мг/кг
Ta менее 2,31*10^-5±2,11*10^-5 мг/кг
Ba более 0,0152±0,009 мг/кг
V более 0,0122±0,0079 мг/кг
Pd более 0,000187±0,00013 мг/кг,
определяют показатель:
Y=(10^-3*3*Cr+5*(Eu+Tb+Er+Tm+Lu+Ta))/(10^-1*(V+4*Ba)+5*Pd) и диагностируют заболевание сердечно-сосудистой системы и/или онкологическое заболевание при Y меньше 0,026 и их отсутствие при Y больше 0,093.