СПОСОБ РАННЕГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ ПАТОЛОГИИ У МУЖЧИН, РАБОТАЮЩИХ ВАХТОВЫМ МЕТОДОМ В АРКТИЧЕСКОМ РЕГИОНЕ Российский патент 2019 года по МПК G01N33/53 

Изобретение относится к физиологии, иммунологии, лабораторной диагностике, патофизиологии и предназначено для прогнозирования развития сердечно-сосудистой патологии (профзаболевания) у мужчин со стажем работы более 5 лет вахтовым методом в условиях экстремального климата Арктики.

В настоящее время, когда северные и арктические территории вновь находятся под пристальным вниманием мирового сообщества, следует обратить особое внимание на главную составляющую, обеспечивающую успех в реализации самых грандиозных планов - это человеческий ресурс, который определяется состоянием здоровья людей и долгосрочным прогнозом соответствия здоровья выполнению профессиональных требований. Обширная, труднодоступная и недостаточно исследованная территория Арктического бассейна предъявляет особые требования к состоянию здоровья лиц, обслуживающих участки работы разновахтовым методом. Север и Арктика - важнейшие стратегические регионы с точки зрения освоения природных ресурсов. Освоение арктических ресурсов невозможно без людей, работающих вахтовым методом. Особое значение имеет обеспечение круглогодичной навигации в высоких широтах и по Северному морскому пути, где 90% сотрудников составляют мужчины от 20 до 60 лет. Часть специалистов гидрографической службы г. Архангельска мужского пола выполняют плановые и специальные гидрографические работы в течение всего навигационного периода, совершая кратковременные частые рейсы длительностью до 16 суток в сложных условиях на необорудованном побережье Белого и Баренцева морей, иногда и с риском для жизни (короткая вахта); часть специалистов занимается организацией и выполнением мероприятий по обеспечению бесперебойной работы средств навигационного оборудования маяков, расположенных по побережью указанных морей, с постоянным обслуживающим персоналом, служащим по 265 суток в году (длинная вахта).

Среди лиц с большим стажем (более 10 лет), работающих в экстремальных профессиональных и климатических условиях, по данным Министерства здравоохранения Архангельской области, заболеваемость основными видами хронической патологии (сердечно-сосудистая, бронхо-легочная, желудочно-кишечная и мочеполовая) выросла в период 2011-2014 гг. до 37%. В Архангельской области состояние здоровья сорокалетних мужчин характеризовалось в 57% случаев сердечно-сосудистой патологией, в 14,7% - патологией желудочно-кишечного тракта, в 47,4% - бронхо-легочной патологией и в 17% - заболеваниями опорно-двигательного аппарата (Таблица 1 [из Доклада министра здравоохранения Архангельской области о состоянии здоровья населения и организации здравоохранения в Архангельской области по итогам деятельности за 2014 г] и Таблица 2 [Щеголева Л.С. Резервные возможности иммунного гомеостаза у человека на Севере / Л.С. Щеголева. - Екатеринбург: УрО РАН, 2007. - 207 с.]), [Добродеева Л.К., Жилина Л.П. Иммунологическая реактивность, состояние здоровья населения Архангельской области. Екатеринбург, 2004. 228 с.; Щеголева Л.С., Меньшикова М.В., Шашкова Е.Ю. Соотношение иммунно-гормональных реакций у лиц разных профессий в приполярном регионе // Экология человека. 2009. №7. С. 7-10].

Неадекватное функционирование иммунной системы на Крайнем Севере, связанное с действием на организм комплекса биоклиматических факторов большой силы и воздействия экстремальных профессиональных условий способствует проявлению скрытых дефектов в регуляции иммунного гомеостаза, создает угрозу срыва адаптационного процесса и определяет склонность к переходу острых воспалительных процессов в хронические, в том числе с развитием артериальной гипертензии [Добродеева Л.К., Филиппова О.Е., Балашова С.Н. Соотношение содержания иммунокомпетентных клеток в регуляции иммунного статуса человека, проживающего на Севере // Вестник Уральской медицинской академической науки, №2(48), 2014. С. 132-134; Опферман Дж., Корсмайер С. Дж. Т. Роль апоптоза в период становления иммунной системы и при развертывании иммунного ответа // Аллергология и иммунология. 2006. Т. 7, №4. С. 464-470; Cantor Н., Gershon R.K. Immunological circuits: Cellular composition // 1979. Vol. 38. Р. 2058-2066].

Известны способы определения иммунно-гормонального статуса у лиц, участвовавших в боевых действиях, способствующего развитию той или иной патологии, авторы утверждают, что направленность и интенсивность изменений состояния иммунного статуса и гормонального фона зависят от степени сложности профессиональных условий, увеличения числа выездов в зоны вооруженных конфликтов (повышение уровня кортизола на фоне снижения концентрации тестостерона, формирование аномально высоких снижения концентрации тестостерона, формирование аномально высоких концентраций циркулирующих иммунных комплексов, ингибиция пролиферативных процессов моноцитов и лимфоцитов, снижение уровня клеток CD7⁺, HLA-DR⁺, CD22⁺) [Поскотинова Л.В. Оценка психоэмоционального состояния, гормонального фона и иммунологического статуса у лиц, работающих в условиях, приближенных к боевым: дис. … канд. мед. наук. Архангельск, 1998. 128 с.]. Рядом авторов доказано, что у лиц, работающих в условиях, приближенных к боевым, преобладает пролиферативный ответ над апоптозом иммунокомпетентных клеток [Кубасов Р.В., Барачевский Ю.Е., Иванов A.M., Лупачев В.В. Изменения гормонального статуса у военнослужащих при командировке в зону локального вооруженного конфликта // Вестн. Сев. (Арктич.) федер. ун-та. Сер.: Мед.-биол. науки. 2016. №1. С. 42-50; Пилипенко М.М. Неинвазивные иммунологические методы в контроле состояния психо-эндокринно-иммунного комплекса у лиц, подвергающихся воздействию стресса опасной работы: дис. … канд. мед. наук. Челябинск, 2010. 188 с.; Некрасова М.В., Щеголева Л.С. Соотношение фенотипов лимфоидных клеток в зависимости от содержания общего тестостерона у мужчин г. Архангельска // Альм. мировой науки. 2015. №2-1(2). С. 53-55.; S.U., M.G., Escalante A., Velich Т. The Effect of Testosterone on the Immune Response. 1. Mechanism of Action on Antibody-Forming Cells // Immunol. Invest. 1990. Vol. 19, №3. P. 259-270; Van Anders S.M. Gonadal Steroids and Salivary IgA in Healthy Young Women and Men // Am. J. Hum. Biol. 2010. Vol. 22, №3. P. 348-352].

Однако, имеющиеся данные о значительном повышении содержания гормонов как адекватной реакции организма в ответ на изменяющиеся условия среды обитания, соответствуют основным положениям теории общего адаптационного синдрома и не предусматривают прогноза развития профпатологии у гражданских лиц, занятых освоением Арктического региона. Кроме того, необходимость сопровождения данного способа сопряжена с многочисленными исследованиями гормонального фона, что в значительной степени повышает трудоемкость, временной период и экономические затраты описываемого аналога изобретения. Важно, что указанный способ не содержит конкретного соотношения фенотипов лимфоцитов и цитокинов периферической крови для раннего суждения о риске развития сердечно-сосудистой патологии.

Наиболее близким аналогом является способ оценки состояния больного (патент РФ №2339044, МПК G01N 33/53, опубл. 20.11.2008 г.), включающий забор крови, анализ в сыворотке крови иммунологического показателя в любой выбранный промежуток времени в течение наблюдения за больным, в сыворотке крови определяют титр стафилококкового антитоксина, оценивают его уровень и, если титр находится в пределах от 0,5 до 2,0 АЕ/мл, то прогноз течения травматической болезни или послеоперационного периода считают благоприятным; если же титр выше 2,0 АЕ/мл - прогнозируют возможность воспалительного процесса или его обострение, а если титр ниже 0,5 АЕ/мл, то это указывает на угнетение иммунной системы и вероятность прогноза новообразования в костной ткани, при этом, если титр имеет в динамике обследования тенденцию к увеличению от 0,5 до 2,0 АЕ/мл, то состояние больного также увязывают с воспалительным процессом.

Известен способ оценки состояния больного не отражают ранний скрининг возможного заболевания.

В связи с вышесказанным, особый интерес представляет поиск минимального числа критериев, определяющих ранний прогноз сердечнососудистой патологии. Решение данного вопроса возможно путем проведения краткого иммунологического обследования у гражданских лиц, работающих разновахтовым методом в экстремальных профессиональных и климатических условиях, и поможет осуществить профилактические мероприятия для того, чтоб предотвратить развитие возможной указанной патологии.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа, позволяющего определить минимальное число иммунологических параметров, позволяющих быстро выявить среди лиц с большим стажем работы, имеющих риск развития сердечно-сосудистой патологии, связанный с изменением концентрации цитотоксических лимфоцитов, отражающих уровень иммуносупрессии (CD8) и клеток-активаторов с рецепторами к трансферрину (CD71) и антигенам совместимости II класса HLA-DR.

Технический результат состоит в том, что способ позволяет проводить быструю скрининговую диагностику риска формирования сердечнососудистой патологии у людей в зависимости от стажа работы человека в экстремальных профессиональных и климатических условиях Арктики.

Технический результат достигается тем, что способ раннего прогнозирования сердечно-сосудистой патологии у мужчин, работающих вахтовым методом в Арктическом регионе, включающий забор крови из вены, определение фенотипов лимфоцитов периферической крови, определение иммунологического показателя и прогнозирование течения болезни, отличающийся тем, что выявляют риск формирования сердечнососудистой патологии у лиц со стажем работы в экстремальных профессиональных и климатических условиях Арктики более 5 лет, в периферической венозной крови определяют содержание цитотоксических лимфоцитов (CD8⁺), лимфоцитов с рецепторами к трансферрину (CD71⁺) и антигенам гистосовместимости II класса (HLA-DR), при содержании CD8⁺ более 0,40⋅10⁹ кл/л, CD71⁺ и HLA-DR⁺ менее 0,50⋅10⁹ кл/л прогнозируют раннюю высокую вероятность развития сердечно-сосудистой патологии.

Заявленный способ осуществляется следующим образом.

Кровь для исследования берется из локтевой вены в минимальном объеме 3 мл до 10 часов утра, натощак. Согласно изобретению, определяют концентрацию (CD8) и клеток-активаторов с рецепторами к трансферрину (CD71) и антигенам совместимости II класса HLA-DR в непрямой иммунопероксидазной реакции с помощью моноклональных антител на препаратах типа «Высушенная капля». Результаты реакции определяются стандартным способом с помощью микроскопа с иммерсионным увеличением согласно инструкции производителя.

При содержании CD8⁺ более 0,40⋅10⁹ кл/л, a CD71⁺ и HLA-DR⁺ менее 0,50⋅10⁹ кл/л судят о формировании выраженного иммунного дисбаланса и прогнозируют раннюю высокую вероятность возможного развития сердечнососудистой патологии у лиц с большим стажем работы в экстремальных профессиональных и климатических условиях Арктики.

Указанным способом в период 2012-16 г. проведено иммунологическое обследование мужского контингента, работающего в гидрографической службе г. Архангельска 1-2 групп здоровья 21-65 лет 120 человек с учетом стажа работы: 75 человек, работающих коротковахтовым методом (16 суток), 46 человек, выполняющих работы на маяках (длинновахтовый, 265 суток), определены уровни содержания общего и свободного тестостерона, проведена статистическая обработка полученных результатов. Комплексное исследование иммунного статуса включало определение в периферической крови лейкоцитов, лимфоцитов с рецепторами к CD3⁺, CD4⁺, CD5⁺, CD8⁺, CD71⁺, CD95⁺, CD10⁺, HLA-DR⁺ методом непрямой иммуннопероксидазной реакции с помощью моноклональных антител НПО «МедБиоСпектр» на препаратах лимфоцитов типа «высушенная капля» (иммерсионный микроскоп «Nicon Eclipse 50i») в лаборатории физиологии иммунокомпетентных клеток; содержание общего тестостерона определяли методом иммуноферментного анализа (Stat Fax 2200, набор для ИФА фирмы «Human DRG», Германия) в лаборатории экологической эндокринологии им. А. Ткачева ФГБУН ФИЦКИА РАН Института физиологии природных адаптаций. Проанализирован архивный материал 1-го филиала ФГКУ «1469 Военно-морской клинический госпиталь Северного флота», 2000-2016 гг. и лиц, проходивших реабилитацию в МК «Биокор», г. Архангельск, 2004-2010 гг. Полученные результаты статистически обрабатывали с использованием пакета прикладных программ «Microsoft Excel 7.0» (США) и «Statistica 6.0» («StatSoft», США). Для сравнительного анализа использовали критерий Вилкоксона. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез принимали р=0,05. При 0,1>р>0,05 уровень значимости расценивали как тенденцию к различиям между сравниваемыми группами.

Так, в наших исследованиях дефицит содержания зрелых функционально активных лимфоцитов (CD3⁺) чаще встречается у гидрографов, длительно работающих на маяках более 10 лет (соответственно 100 и 97,47%).

Дефицит содержания хелперов/индукторов (CD4⁺) в 3 раза чаще (42,5%, 16,0%) выявлен у мужчин-коротковахтовиков. При этом у 100% мужчин, работающих длинной вахтой выявлен значительный дефицит содержания всех Т-клеток CD5⁺ (повышенных значений CD5⁺ зафиксировано не было ни разу). Содержание цитотоксических лимфоцитов Т-супрессоров (CD8⁺) и Т-киллеров (CD16⁺) у всех обследуемых групп выше общепринятых физиологических норм и составляет (0,5±0,04; 0,51±0,03; 0,54±0,06⋅10⁹ кл/л), с частотой распространения от 42,00 до 76,00% в зависимости от показателя. Во всех группах обследованных лиц зафиксированы низкие концентрации лимфоцитов с рецептором к трансферину (CD71⁺), а также дефицит содержания лимфоцитов с рецептором к главному комплексу гистосовместимости класса 2 (HLA-DR⁺) от 25,00% до 75,00% лиц мужского пола в зависимости от показателя.

Высокое содержание клеток с рецепторами к апоптозу (CD95⁺) и повышенные концентрации клеток CD10⁺, отражающих уровни лимфопролиферации выявлено у 17,50% работников короткой вахты и 20,00% работников длинной вахты, не зависимо от показателя (0,60±0,08⋅10⁹ кл/л).

Среднее содержание общего и свободного тестостерона во всех обследованных группах находится ближе к нижней границе физиологической нормы (14,85±4,04; 18,23±5,22 нмоль/л; 9,34±4,42; 11,21±3,05 пк/мл), при этом крайне низкие значения содержания общего тестостерона были зафиксированы у 25,00% мужчин-гидрографов, работающих короткой вахтой, 10,00% мужчин-гидрографов, работающих длинной вахтой. Кроме того, крайне низкие значения содержания свободного тестостерона (ниже общепринятых физиологических норм) выявлены у 37,50% мужчин-гидрографов, работающих короткой вахтой. Установлено, что наиболее распространенными формами иммунных дисбалансов у мужчин с большим стажем работы (более 10 лет) являются: низкие уровни лимфопролиферации, крайне низкие уровни содержания цитокинов CD71⁺ и HLA-DR⁺ и чрезмерно высокая цитотоксическая активность (CD8⁺, CD16⁺). Фактически представленные дисбалансы являются манифестными формами сердечно-сосудистой патологии.

Полученные данные свидетельствуют, что развитие адаптивного иммунного ответа взаимосвязано с соотношением концентраций общего тестостерона и низкой цитокиновой активности (CD71⁺, HLA-DR⁺), следовательно, соотношения концентраций общего и свободного тестостерона, цитокинов (CD71⁺, HLA-DR⁺), дифференцированных Т-клеток (CD3⁺) и клеток, отвечающих за апоптоз (CD95⁺), отражают состояние резервных возможностей адаптивного иммуно-гормонального ответа, а также свидетельствуют, что снижение уровней содержания цитокинов (CD71⁺, HLA-DR⁺), стабильно повышенная концентрация цитотоксических лимфоцитов (CD8⁺), служит компенсаторно-приспособительной реакцией адаптивного иммунитета и отражает состояние резервных возможностей иммунного гомеостаза. Таким образом, длительное воздействие экстремальных климатических и профессиональных факторов на организм человека вынуждает постоянно мобилизовать компенсаторно-приспособительные механизмы, резервы которых ограничены и со временем могут истощаться. В конечном итоге происходит перенапряжение и нарушение адаптационных механизмов организма, что предполагает развитие предболезненных и хронизации основных патологических процессов [Щеголева Л.С. Резервные возможности иммунного гомеостаза у человека на Севере / Л.С. Щеголева. - Екатеринбург: УрО РАН, 2007. - 207 с.].

Заявленный способ позволяет выявить лиц, имеющих риск патологии, связанной с наличием вторичного экологически зависимого иммунодефицита Т-клеточного звена иммунитета с целью профилактики сердечно-сосудистой патологии и при профотборе для работы в экстремальных условиях Приарктического региона.

В настоящее время стало возможным испытывать и отрабатывать систему поддержания здоровья, которая ориентирована не на распознавание болезни, а на оценку функциональных состояний организма в рамках физиологической нормы; на определение запаса резервных возможностей организма.

Крайне важен тот факт, что выявление указанных показателей в данной концентрации задолго до появления характерных симптомов заболевания у человека поможет предотвратить развитие заболевания с помощью своевременных профилактических мер.

Совокупность выявленных иммунных дисбалансов, как манифестных форм наиболее распространенных групп заболеваний (сердечно-сосудистой), у 17,00-90,00% лиц настораживает и требует дополнительного исследования лиц после 5 лет стажа работы вахтовым методом в экстремальных климатических и профессиональных условиях в целях профилактики развития патологии.

Высокие уровни концентрации цитотоксических лимфоцитов (CD8⁺) на фоне дефицита лимфоцитов с рецепторами к трансферрину (CD71⁺) и антигенам гистосовместимости II класса (HLA-DR) служат четким прогностическим критерием раннего прогнозирования сердечно-сосудистой патологии у мужчин, работающих вахтовым методом в Арктическом регионе.

Частные примеры применения способа.

Пример 1. Доброволец О., 47 лет, пол мужской

Стаж работы вахтовым методом 25 лет.

Место проживания г. Архангельск.

При комплексном лабораторном обследовании периферической венозной крови в 2012 г. выявлено высокое содержание CD8⁺ 0,82⋅10⁹ кл/л, CD71⁺ и HLA-DR⁺ менее 0,36⋅10⁹ кл/л и 0,49⋅10⁹ кл/л, соответственно; выявлена дислепидемия; сделан вывод о подозрении на высокую вероятность сердечно-сосудистой патологии на фоне выраженного вторичного экологически зависимого иммунодефицита, проявляющуюся высоким уровнем иммуносупрессии. При последующем добровольном участии О. в обследовании выявлена гипертоническая болезнь III стадии, риск ИБС, стенокардия напряжения, функциональный класс 3.

Пример 2. Доброволец. К., 25 лет, пол мужской

Стаж работы вахтовым методом 4 года.

Место проживания г. Архангельск.

При комплексном лабораторном обследовании периферической венозной крови в 2013 г. выявлено содержание CD8⁺ 0,21⋅10⁹ кл/л, CD71⁺ и HLA-DR⁺ менее 0,50⋅10⁹ кл/л и 0,62⋅10⁹ кл/л; жалоб нет; сделан вывод об отсутствии вторичного экологически зависимого иммунодефицита. При последующем добровольном участии К. в обследовании подтверждена 2 группа здоровья.

Пример 3. Доброволец И., 35 лет, пол мужской

Стаж работы вахтовым методом 15 лет.

Место проживания г. Архангельск.

При комплексном лабораторном обследовании периферической венозной крови в 2014 г. выявлено повышенное содержание CD8⁺ 0,51⋅10⁹ кл/л, CD71⁺ и HLA-DR⁺ менее 0,46⋅10⁹ кл/л и 0,45⋅10⁹ кл/л; выявлена артериальная гипертензия; сделан вывод о подозрении на возможную вероятность развития сердечно-сосудистой патологии на фоне выраженного вторичного экологически зависимого иммунодефицита. При последующем добровольном участии И. в обследовании выявлена ХСН 2, ИБС, гипертоническая болезнь II стадии.

Пример 4. Пациент Ф., 37 лет, пол мужской.

Стаж работы вахтовым методом 16,5 лет.

Место проживания г. Архангельск.

Проходил обследование в МК «Биокор» (в возрасте 24 года, стаж работы 4 года, 2004 г.) и дальнейшую реабилитацию. При комплексном лабораторном обследовании периферической венозной крови (при первичном обращении в 2004 г.) выявлен вторичный экологически зависимый иммунодефицит CD8⁺ 0,46⋅10⁹ кл/л, CD71⁺ и HLA-DR⁺ менее 0,40⋅10⁹ кл/л и 0,30⋅10⁹ кл/л; выявлена артериальная гипертензия; сделан вывод о высоком риске развития сердечно-сосудистой патологии. Назначены лечебно-профилактические мероприятия. Рекомендовано наблюдение иммунолога и кардиолога раз в год. При ежегодном последующем обследовании в течение 5 лет не было выявлено признаков вторичного экологически зависимого иммунодефицита, артериальной гипертензии и признаков сердечно-сосудистой патологии.

При повторном обращении для комплексного обследования в 2010 г. (в возрасте 34 года, стаж работы 10 лет) признаки вторичного экологически зависимого иммунодефицита не выявлены: содержание клеток CD8⁺ 0,20⋅10⁹ кл/л, CD71⁺ и HLA-DR⁺ менее 0,50⋅10⁹ кл/л и 0,54⋅10⁹ кл/л. Реабилитация положительная. Сделан вывод об отсутствии риска развития сердечно-сосудистой патологии.

Изобретение относится к физиологии, иммунологии, лабораторной диагностике, патофизиологии и предназначено для прогнозирования развития сердечно-сосудистой патологии (профзаболевания) у мужчин со стажем работы более 5 лет вахтовым методом в условиях экстремального климата Арктики. Сущность способа: в периферической венозной крови определяют концентрации цитотоксических лимфоцитов (CD8⁺), лимфоцитов с рецепторами к трансферрину (CD71⁺) и лимфоцитов с рецепторами к антигенам гистосовместимости II класса HLA-DR⁺. При содержании CD8⁺ более 0,40⋅10⁹ кл/л, CD71⁺ и HLA-DR⁺ менее 0,50⋅10⁹ кл/л прогнозируют раннюю высокую вероятность развития хронической сердечно-сосудистой патологии. Способ позволяет использовать материалы, реактивы и методы исследования, широко применяемые в стандартной клинико-лабораторной практике, что сокращает время и упрощает методику прогнозирования. Предложенный способ позволяет проводить раннюю быструю скрининговую диагностику, сократить время и упростить методику прогнозирования риска формирования сердечно-сосудистой патологии. 4 пр., 2 табл.

Способ раннего прогнозирования сердечно-сосудистой патологии у мужчин, работающих вахтовым методом в Арктическом регионе, включающий забор крови из вены, определение фенотипов лимфоцитов периферической крови, определение иммунологического показателя и прогнозирование течения болезни, отличающийся тем, что выявляют риск формирования сердечно-сосудистой патологии у лиц со стажем работы в экстремальных профессиональных и климатических условиях Арктики более 5 лет, в периферической венозной крови определяют содержание цитотоксических лимфоцитов (CD8⁺), лимфоцитов с рецепторами к трансферрину (CD71⁺) и антигенам гистосовместимости II класса (HLA-DR), при содержании CD8⁺ более 0,40⋅10⁹кл/л, CD71⁺ и HLA-DR⁺ менее 0,50⋅10⁹кл/л прогнозируют раннюю высокую вероятность развития сердечно-сосудистой патологии.