CC BY
37
2012, Т. 2, № 1-2
Внедрение достижений эпидемиологии
ектов внешней среды, играющих ключевую роль в реализации механизма передачи возбудителей этих болезней (сточные воды, вода открытых водоемов). Перечень регионов, на территории которых необходимо проведение этих мероприятий, у каждой нозологии также свой.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЦИРКАДНЫХ РИТМОВ ИММУНОРЕЗИСТЕНТНОСТИ
В.С. Токмаков, А.В. Смирнов
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, Санкт-Петербург
О существовании биологических ритмов знали уже мыслители древности и эпохи Возрождения (Гиппократ, Гален, Аристотель, Бэкон и др.). Применение научного подхода к изучению периодических колебаний биологических процессов связывают с именем французского астронома де Мерана, который в 1792 г. описал ритмические движения листьев у гелиотропа в полной темноте. В 1935 г. было создано Международное общество по изучению биологических ритмов. В 1959 г. американский хронобиолог F.Halberg ввел понятие (циркадного) околосуточного ритма, принадлежащего к так называемым свободнотекущим ритмам, обладающими ненавязанным им внешними условиями периодом. Такие ритмы считаются врожденными, эндогенными, обусловленными свойствами самого организма. Сегодня вполне реальной является перспектива создания препаратов, которые в буквальном смысле смогут настраивать наши биологические часы в нужном нам режиме, что поможет существенно снизить нагрузку на организм из-за смены часовых поясов. По мнению специалистов, такие препараты могут появиться уже в течение ближайших 2—3 лет. Показано, что прививки младенцам лучше делать не утром, а днем, после 14 часов. В случае, когда ребенок привит днем, его организм в целом правильнее реагирует на вакцину, а главное, именно после дневного вакцинирования ребенок крепко и долго спит. Это важно, так как во время сна усиливается выработка антител, а проявления реакции иммунной системы на вакцину смягчены. Американские ученые в экспериментах на мышах установили, что в течение дня меняется концентрация протеина, контролирующего сердцебиение. В их организме был выявлен белок Klf15, зависящий от циркадных ритмов и контролирующий ионные канальцы, сопряженные с сердцебиением. Данные наблюдения в перспективе позволят разработать инновационный подход в диагностике, прогнозировании и лечении сердечно-сосудистых заболеваний. Реакция организма млекопитающего на вторжение патогенной бактерии подчинена суточным ритмам. Так, белок иммунной системы под названием Toll-подобный рецептор 9 (TLR9) у лабораторных мышей, регулирует секрецию желез нейро-эндокринной системы в зависимости от интенсивности дневного света. Данные исследования позволяют предположить, что этой же ритмичности подчинена и иммунная система. Это может объяснить тот факт, что некоторые заболевания, связанные с участием иммунной системы, например, сепсис или ревматоидный артрит, имеют различную выраженность симптомов в зависимости от времени суток. К тому же, это объясняет наше частое плохое самочувствие после серьезной смены часовых поясов. В настоящее
время удалось создать вещество, меняющее цир-кадные ритмы лабораторных мышей, что позволяет надеяться на создание человеческого аналога. Это могло бы позволить разработать лекарство для целого ряда заболеваний, включая некоторые нарушения психики, десинхроноз и побочные эффекты от посменной работы. Показана возможность управления одной из ключевых молекул, участвующих в «настройке» биологических часов— казеин киназой I. С ее помощью удалось изменить циркадный цикл подопытных животных. У подопытных мышей со сбитым циклом, блокируя работу фермента, удалось восстановить нормальную работу биологических часов,. Подобные исследования — путь к созданию новых препаратов для лечения биполярной депрессии и других нарушений циркадных ритмов.
РАЗРАБОТКА НОВЫХ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ И МЕТОДИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ К ИНДИКАЦИИ И ИДЕНТИФИКАЦИИ ПАТОГЕННЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ АГЕНТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА Д.В. Уткин, О.С. Кузнецов, А.Н. Спицын, П.С. Ерохин, Н.П. Коннов, В.Г. Германчук, Д.А. Щербаков, М.Н. Киреев, Н.А. Осина, С.А. Щербакова, В.В. Кутырев
ФКУЗ Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб», г. Саратов
Система индикации и диагностики патогенных биологических агентов (ПБА) включает в себя детекцию патогена в нативном материале, идентификацию возбудителя инфекции и типирование штаммов. В настоящее время требуют решения следующие задачи индикации микроорганизмов: разработка средств неспецифической индикации, сокращение сроков проведения анализа, разработка средств мониторинга окружающей среды. Для решения указанных проблем могут быть использованы физические методы анализа, такие как спектроскопия, атомно-силовая микроскопия (АСМ).
Разработан новый инструментальный и методический подход к индикации ПБА, основанный на регистрации изменений оптических параметров среды в присутствии биологических молекул или клеток микроорганизмов с использованием методов спектрометрического анализа. Разработаны устройство индикации ПБА (патент № 102259) и программа для учета и интерпретации результатов анализа (свидетельство о гос. регистрации № 2011619582). Программное обеспечение устройства позволяет сравнивать спектры с хранящимися в базе данных, определять наличие либо отсутствие специфических взаимодействий. Работа выполнена по Государственному контракту № 72-Д от 25.07.2011 г. в рамках реализации федеральной целевой программы «Национальная система химической и биологической безопасности Российской Федерации (2009-2013 гг.)».
Метод АСМ является одним из современных инструментов микроскопического анализа, позволяющий получать новые данные о морфометриче-ских характеристиках клеток патогенов, физических параметрах их поверхности, чувствительности бактерий к бактериофагам, антибактериальным препаратам, что может быть использовано при идентификации микроорганизмов. Специалистами
Материалы X съезда ВНПОЭМП, Москва, 12-13 апреля 2012 г.
Инфекция и иммунитет
ФКУЗ РосНИПЧИ «Микроб» при участии научно-исследовательских противочумных институтов, ФБУН ГНЦ ВБ, ФБУН ГНЦ ПМБ разработан методический подход подготовки проб, содержащих микроорганизмы I—IV групп патогенности, для проведения АСМ.
Методические подходы к индикации и идентификации ПБА, основанные на физических методах, характеризуются высокой чувствительностью, экс-прессностью, минимальным расходом реагентов, что указывает на целесообразность практического их внедрения в лабораторной диагностике особо опасных инфекционных болезней.
ВЫЯВЛЕНИЕ ПАТТЕРНОВ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ «ПОГОДНЫЕ УСЛОВИЯ, КАЧЕСТВО ВОДЫ И ОСТРЫЕ КИШЕЧНЫЕ ИНФЕКЦИИ» В г. БАРНАУЛ В 2007-2008 гг.
B.Е. Хиценко1, В.В. Губарев1, Г.В. Кочнева2, Н.Н. Радькова3, Н.А. Чистяков1, А.Н. Швалов2,
C.Г. Юн1, Т.С. Яковлева4, А.И. Егоров5*, Е.Н. Наумова6, М. Райт5, В.Б. Локтев2
1Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск; 2Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор», Новосибирская обл.; 3Центр гигиены и эпидемиологии Алтайского края, Барнаул; 4ОАО Барнаульский водоканал, Барнаул; 5U.S. Environmental Protection Agency, National Center for Environmental Assessment, Cincinnati, OH, USA; 6Tufts University School of Engineering, Medford, MA, USA; *Now with the World Health Organization, Bonn, Germany
Цель работы — выявить наиболее типичные паттерны в состоянии системы «Погодные условия, качество питьевой воды и передающиеся через воду инфекционные заболевания». Для этого были использованы, во-первых, сведения из банка данных CliWaDIn (Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2011620720, по заявке № 2011620396 от 01.06.11; опубл. 04.10.11), во-вторых, аналитический подход для поиска нескольких ключевых факторов среди многочисленных экологических факторов, когда по крайней мере один из них показывает резкое изменение и может быть применен для анализа взаимосвязей между с погодой и заболеваемостью. Подход был реализован методами кластерного анализа ежедневных рядов данных о погодных условиях, качестве воды перед городскими водозаборами и заболеваемостью острыми желудочно-кишечными инфекциями в г. Барнаул в период 2007—2008 гг. Были выявлены типичные паттерны (кластеры), изучено возникновение необычных краткосрочных изменений в обнаруженных кластерах, их зависимость от сезонных вариаций 70 параметров качества воды, метеорологической обстановки и инфекционной заболеваемости. Обнаружено четыре типа временных кластеров, объединяющих следующие показатели: количество случаев заболеваний, мутность воды, температура воды и щелочность, температуры и влажности воздуха и исследовано их ежедневное изменение.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОЛОГИИ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭФФЕКТОВ ВЛИЯНИЯ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ОСТРЫЕ КИШЕЧНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ НЕИЗВЕСТНОЙ ЭТИОЛОГИИ И.Н. Швайкова1, В.В. Губарев1, А.И. Егоров2*, И.Г. Кондратьева1, П.С. Сташевский1, Е.Н. Наумова4, П.У. Яковина1, M. Wright2, В.Б. Локтев3 1Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск; 2U.S. Environmental Protection Agency, National Center forEnvironmentalAssessment, Cincinnati, OH, USA; 3Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор», Новосибирская обл.; 4Tufts University School of Engineering, Medford, MA, USA; *Now with the World Health Organization, Bonn, Germany
Определение факторов, которые влияют на временной паттерн желудочно-кишечных инфекций, является сложной задачей вследствие сложности социальных и экологических взаимодействий. Классические строго формализованные математические, в частности статистические, методы часто не пригодны для выявления существующих взаимоотношений. Для выявления и описания взаимосвязи между ежедневными случаями острых желудочно-кишечных заболеваний неизвестной этиологии и социальными условиями в рамках сценариев различных экологических условий в работе применен подход, сочетающий элементы нечеткой логики, клеточных автоматов и генетических алгоритмов. В качестве исходных были использованы метеорологические данные из государственных архивов (http://meteo.infospace.ru/) и данные ежедневных отчетов по острым инфекционным заболеваниям, а именно, все данные по острым кишечным инфекциям неизвестной этиологии (ОКИ), которые произошли в трех крупных городах Российской Федерации (Екатеринбург, Челябинск, Барнаул) с 2006 до 2009 гг., систематизированные в базе данных CliWaDIn (Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2011620720, по заявке № 2011620396 от 01.06.11; опубл. 04.10.11).
С помощью генетических алгоритмов разработана модель сценариев, отражающая последствия влияния выходных, школьных каникул и праздников в четырех основных сезонах на распространение инфекций. Мы сравнили местоположение и время возникновения нормализованных случаев ОКИ для каждого сценария с соответствующими средними частотами. Во всех местах количество ОКИ резко сокращалось за один день до праздников, достигало пика во время каникул и снижалось на 10—27% ниже среднегодовых значений через 2—3 дня после праздников или 4—5 дней после праздников, совпадающих с выходными днями. Предлагаемый подход может использоваться как дополнительный инструмент скрининга для выявления потенциальных последствий действия социальных факторов, их влияния на ОКИ помимо погодных условий и географических факторов.
