СПОСОБ ПЕРСОНАЛИЗИРОВАННОЙ ДИАГНОСТИКИ ПОРАЖЕННЫХ ТОКСИЧНЫМИ ХИМИКАТАМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОБИЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ Российский патент 2021 года по МПК G01N33/50 

Изобретение относится к исследованиям в области диагностики и эвакуационных мероприятий пораженных токсичными химикатами - ингибиторами холинэстераз, в частности, к оптимизации способа выявления и эвакуации данных лиц с учетом генетической вариабельности организма.

Обеспечение защиты соединений и частей от поражающих факторов химического и биологического заражения, а также ликвидация последствий аварий (разрушений) на химически и биологически опасных объектах, относятся к основным задачам войск радиационной, химической и биологической (РХБ) защиты Вооруженных Сил Российской Федерации [URL: https://structure.mil.ru/structure/forces/ground/structure/rhbz.htm].

В настоящее время на снабжение в войска РХБ защиты приняты Мобильный комплекс химического контроля МК ХК (Приказ №249 «О принятии в эксплуатацию Вооруженных Сил Российской Федерации комплекса мобильного химического контроля (МК ХК)» - М.: МО РФ, 2014. - 7 с.) и Комплекс многофункциональный мобильный модульный для анализа патогенных биологических материалов (агентов) и поддержки принятия решений оперативных групп Минобороны России, действующих в чрезвычайных ситуациях биологического характера (МКА ПБА) (Приказ №945 «О принятии в эксплуатацию Вооруженных Сил Российской Федерации МКА ПБА» - М.: МО РФ, 2012. - 12 с.). Данные комплексы независимы друг от друга, обладают широким спектром технических характеристик для решения задач, направленных на нейтрализацию химических (МК ХК) и биологических (МКА ПБА) угроз. Однако отсутствие последовательности при совместном использовании аналитического оборудования данных мобильных комплексов затрудняет выполнение вышеуказанных задач и требует разработки соответствующих алгоритмов действий.

Химические соединения, обладающие антихолинэстеразной активностью, считаются одними из наиболее опасных токсичных химикатов, например фосфорорганические соединения (ФОС). Многие из ФОС относятся к первому классу токсичности, приводят к остро развивающемуся патологическому состоянию, которое без оказания своевременной медицинской помощи может нанести существенный ущерб здоровью, либо привести к летальному исходу (Anthony T. Tu Toxicological and chemical aspects of sarin terrorism in japan 1994 and 1995 // Toxin Reviews. - 2007. - P. 26: 231-274).

Известно наличие генетической составляющей организма в формировании антихолинэстеразного эффекта. Так, высокий уровень экспрессии гена, расположенного на хромосоме 3 в регионе 3q26.1-q26.2 на минус-нити обуславливает вариабельность в активности бутирилхолинэстеразы плазмы крови человека, что подразумевает наличие помимо обычной формы (U) имеет около 9 фенотипических изоформ. К ним относятся «атипичные» (A), «молчащие» (S), фторидрезистентные (F), а также К (Kalow) и J (James) - гомозиготные (устойчивые к ингибиторам холинэстераз) и гетерозиготные (наиболее уязвимые) варианты (Старостина, В.К. Холинэстераза: и методы анализа и диагностическое значение [Текст] / В.К Старостина, С.А. Дегтева // Информациионно-методическое пособие. - Новосибирск, 2008. - 36 с.). Анализ ранее проведенных доклинических исследований показал, что носители гомозиготного генотипа могут быть в 10 раз устойчивее к модельному ингибитору холинэстеразы, чем гетерозиготные (Методические аспекты дегазации объектов посредством биотестирования на простейших [Текст]: статья / Л.П. Эрдниев, Я.А. Степанов, Е.Ю. Андреева [и др.]. // Материалы конференции «Медико-биологические аспекты химической безопасности». - Санкт-Петербург, 2018. - С. 149-150).

При ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций (терракты, аварии (разрушения) на химически опасных объектах производства пестицидов и других ингибиторов холинэстераз) важными задачами являются: определение типа вещества, проведение диагностических и эвакуационных мероприятий с целью своевременного оказания квалифицированной медицинской помощи в необходимом объеме. Предварительная оценка генотипов у пораженных ингибиторами холинэстераз может служить позитивным прогностическим критерием в диагностике и лечении данных отравлений.

Известен способ оценки токсической опасности антихолинэстеразных соединений, суть которого заключается в определении антихолинэстеразного эффекта на препарат холинэстеразы - фермент пропионилхолинэстераза мозговой ткани кальмара (Патент 2557535 Российская Федерация. Способ биохимической идентификации высокотоксичных антихолинэстеразных ядов [Текст] / Чепур С.В., Фельд В.Э., Манько Л.В. [и др.]; заявитель и патентообладатель Войсковая часть 41598 - №2014106283/15; заявл. 19.02.2014; опубл. 20.07.2015, Бюл. №20).

Также известен способ обнаружения и идентификации токсичных химикатов с использованием мобильного комплекса химического контроля (Патент 2629707 Российская Федерация. Способ обнаружения и идентификации токсичных химикатов с использованием мобильного комплекса химического контроля [Текст] / Степанов В.А., Жохов А.К., Булатов В.В. [и др.]; заявитель и патентообладатель Военная академия РХБЗ - №2016105606; заявл. 18.02.2016; опубл. 31.08.2017, Бюл. №25). Однако в данном способе не предусмотрена процедура диагностических и эвакуационных мероприятий с целью своевременного оказания квалифицированной медицинской помощи в необходимом объеме.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому способу является способ биохимической идентификации высокотоксичных антихолинэстеразных ядов, согласно которому можно определить ингибирующее влияние исследуемого соединения, используя ацетилхолинэстеразу эритроцитов крови человека (Патент 2526817 Российская Федерация. Способ оценки токсической опасности антихолинэстеразных соединений [Текст] / Чепур С.В., Фельд В.Э., Манько Л.В. [и др.]; заявитель и патентообладатель Войсковая часть 41598 - №2013115563/15; заявл. 02.04.2013; опубл. 27.08.2014, Бюл. №24). Согласно данному способу не учитывается генетическая чувствительность организма к ингибиторам холинэстераз.

Общим и основным недостатком данных способов является отсутствие мероприятий по персонализированной диагностике и эвакуации пораженных с учетом генетической вариабельности организма к ингибиторам холинэстераз.

Технический результат заключается в разработанном алгоритме персонализированной диагностики и эвакуации пораженных токсичными химикатами - ингибиторами холинэстеразы - с учетом генетической вариабельности организма, определения наиболее уязвимых генотипов непосредственно на месте возникновения чрезвычайной ситуации и передачи информации о генетическом анамнезе пораженных на дальнейшие этапы медицинской эвакуации в лечебные учреждения.

Способ включает в себя следующие четыре этапа (фигура 1):

1. Обнаружение и идентификация токсичных химикатов, обладающих способностью ингибировать холинэстеразу.

2. Забор биоматериала у пораженных посредством модуля с возможностью осуществления полимеразной цепной реакции и генотипирования (МПГ) и определение наиболее уязвимого генотипа по бутирилхолинэстеразе.

3. Эвакуация пораженных в лечебные учреждения.

4. Сбор и передача информации о генетическом анамнезе пораженных посредством модуля обработки информации (МОИ) в территориальные, региональные и другие лечебные учреждения, куда планируется эвакуация пораженных, предварительное прогнозирование и оценка последствий чрезвычайной ситуации.

На первом этапе разработанного способа с использованием МК ХК определяется тип токсичного химиката, который является ингибитором холинэстеразы.

На втором и третьем этапах выполняются работы с использованием МКА ПБА. На оснащении комплекса МКА ПБА имеется модуль МПГ, посредством которого после забора биоматериала у пораженных осуществляется оценка генотипов по бутирилхолинэстеразе методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) согласно данным о вариациях генетической чувствительности организма к ингибиторам холинэстераз (фигура 2).

Эвакуация пораженных осуществляется с использованием санитарно-транспортных средств. После оценки генетической чувствительности организма к ингибиторам холинэстеразы и прибытии эвакуированных пораженных в территориальные, региональные и другие лечебные учреждения, оказание квалифицированной медицинской помощи в реанимационном отделении, в первую очередь, осуществляется пациентам с признаками поражения вне зависимости от генотипа, а также без признаков поражения носителям уязвимого генотипа. Эвакуированные с устойчивым генотипом без признаков поражения ингибиторами холинэстераз направляются на плановый осмотр для проведения дополнительных диагностических мероприятий с целью подтверждения поражения ингибиторами холинэстераз.

Четвертый этап включает в себя сбор и передачу информации о генетическом анамнезе пораженных в территориальные, региональные и другие лечебные учреждения, куда планируется эвакуация пораженных, а также предварительное прогнозирование и оценка последствий чрезвычайной ситуации с дальнейшей передачей информации руководящему штабу.

Таким образом, способ персонализированной диагностики пораженных токсичными химикатами с использованием мобильных комплексов, описанный соответствующим алгоритмом, позволяет провести указанные мероприятия с учетом генетической вариабельности организмов, определить наиболее уязвимые генотипы у пораженных непосредственно на месте возникновения чрезвычайной ситуации и передать информацию о генетическом анамнезе на дальнейшие этапы медицинской эвакуации.

Изобретение относится к военной медицине и касается способа выявления и эвакуации пораженных токсичными химикатами с использованием мобильных комплексов, включающего этапы обнаружения и идентификации токсичных химикатов, обладающих способностью ингибировать холинэстеразу; забора биоматериала у пораженных посредством модуля с возможностью осуществления полимеразной цепной реакции и генотипирования (МПГ) и определения наиболее уязвимого генотипа по бутирилхолинэстеразе; эвакуации пораженных в лечебные учреждения; сбора и передачи информации о генетическом анамнезе пораженных посредством модуля обработки информации (МОИ) в территориальные и региональные лечебные учреждения, куда планируется эвакуация пораженных; предварительного прогнозирования и оценки последствий чрезвычайной ситуации. Изобретение обеспечивает определение наиболее уязвимых генотипов у пораженных непосредственно на месте возникновения чрезвычайной ситуации и передачу информации о генетическом анамнезе на дальнейшие этапы медицинской эвакуации. 1 пр., 2 ил.

Способ выявления и эвакуации пораженных токсичными химикатами с использованием мобильных комплексов, включающий этапы:

1. обнаружение и идентификация токсичных химикатов, обладающих способностью ингибировать холинэстеразу;

2. забор биоматериала у пораженных посредством модуля с возможностью осуществления полимеразной цепной реакции и генотипирования (МПГ) и определение наиболее уязвимого генотипа по бутирилхолинэстеразе;

3. эвакуация пораженных в лечебные учреждения;

4. сбор и передача информации о генетическом анамнезе пораженных посредством модуля обработки информации (МОИ) в территориальные и региональные лечебные учреждения, куда планируется эвакуация пораженных; предварительное прогнозирование и оценка последствий чрезвычайной ситуации,

при этом на первом этапе с использованием мобильного комплекса химического контроля (МК ХК) определяют тип токсичного химиката, который является ингибитором холинэстеразы; на втором и третьем этапах выполняют работы с использованием комплекса многофункционального мобильного модульного для анализа патогенных биологических материалов (агентов) и поддержки принятия решений оперативных групп Минобороны России, действующих в чрезвычайных ситуациях биологического характера (МКА ПБА); на оснащении комплекса МКА ПБА имеется модуль МПГ, посредством которого после забора биоматериала у пораженных осуществляется оценка генотипов по бутирилхолинэстеразе методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) согласно данным о вариациях генетической чувствительности организма к ингибиторам холинэстераз - генотип не включающий замену аминокислот, соответствует нормальному фенотипу; генотип включающий замену Asp (70)→Gly, соответствует устойчивому к ингибированию фенотипу; генотип включающий замену Thr (243)→Met или (390)→Val, соответствует устойчивому к ингибированию фенотипу; генотип включающий Gly (117)→сдвиг рамки считывания, соответствует уязвимому к ингибированию фенотипу; генотип включающий замену Vol (142)→Met, соответствует уязвимому к ингибированию фенотипу; генотип включающий замену Ala (539)→Thr, соответствует уязвимому к ингибированию фенотипу; генотип включающий замену Glu (497)→Val, соответствует уязвимому к ингибированию фенотипу.