СПОСОБ ЭКСПРЕСС-ДИАГНОСТИКИ ОСТРЫХ КИШЕЧНЫХ ИНФЕКЦИЙ
INSTANT DIAGNOSTIC TECHNIQUE FOR ACUTE INTESTINAL INFECTIONS

Изобретение относится к области медицинской диагностики, а именно к выявлению этиологии острых кишечных инфекций, предпочтительно у детей ранней возрастной категории, особенно у новорожденных.
От острой диареи погибают до 5 миллионов детей в год. Заболеваемость взрослых и детей ОКИ в РФ также высока. В структуре поражения желудочно-кишечного тракта у новорожденных одно из ведущих мест принадлежит синдрому диспепсии. Согласно данным ряда авторов, в структуре синдрома диспепсии преобладают ОКИ различной этиологии (Анохина В.А. и др., 2006; Мазанкова А.Н. и др., 2005, 2006). ОКИ занимают ведущее место в структуре инфекционной патологии детского возраста, являясь одной из главных причин летальности. Максимальную угрозу кишечные инфекции представляют для детей ранней возрастной категории, особенно для новорожденных.
Этиологическая расшифровка ОКИ по клиническим данным в спорадических случаях затруднительна. Значительная роль в этиологии кишечных инфекций у детей принадлежит бактериальным агентам (Тихомирова О.В. с соавт., 2006). Вместе с тем, в последние годы появляется все больше фактов существенной роли условно-патогенных микроорганизмов, вирусов, грибов в этиологии острых кишечных инфекций у детей. Пока достоверность этиологической расшифровки острых кишечных инфекций остается низкой, что затрудняет проведение этиотропной терапии.
Для подтверждения диагноза используют бактериологические методы исследования: посевы кала, крови, рвотных масс, а также серологические методы для выявления в динамике уровня специфических антител к бактериям (см. Инфекционные болезни у детей. Под ред. В. В. Ивановой, Изд-во: Медицинское информационное агентство, 2002, с.924).
Недостаток названных методов - низкая оперативность и трудоемкость.
Известен способ выявления бактериальных инфекций, включающий проведение реакции непрямой гемагглютинации (РНГА), включающий подготовку и исследование сыворотки с помощью специализированных диагностикумов, включающий инкубирование исследуемого и контрольного материалов при комнатной температуре 14-18 ч, с последующей оценкой результатов (см. RU №2329507, G01N 33/577, 2008). Этот метод позволяет получить хорошие результаты. Однако он занимает много времени (24 ч), трудоемок и для получения результатов требуется дополнительное оборудование (микропланшеты и спектрофотометр), препараты невозможно длительно хранить и фотографировать. В ряде случаев определение серологических маркеров малоэффективно: у новорожденных вследствие сформировавшейся иммунной системы, при угнетении иммунной системы и в начальной стадии болезни, т.к. антитела образуются отсроченно.
Известен также способ экспресс-диагностики острых кишечных инфекций, включающий выявление маркеров-индикаторов этиологии ОКИ, с использованием иммунологического лабораторного исследования (см. RU №2329507, G01N 33/577, 2008). Способ отличается тем, что осуществляют выявление антигенов возбудителей ОКИ, для чего исследуют лимфоцитарную взвесь (необходимо как минимум 0,05 мл лимфоцитарной взвеси) для приготовления мазка, проведения иммуноцитогистохимической окраски и адекватной оценки результата. В качестве системы детекции используют полимерный комплекс Super Sensitiv Polimer-HRP Detection System производства BioGenex, как более чувствительный.
2
2
Кровь является сложным и чувствительным объектом при проведении иммуногистоцитохимических исследований. В связи с этим предложенный новый способ диагностики ОКИ, основанный на выявлении антигенов возбудителей в клетках крови, требует выполнения комплекса, включающего 16 разработанных методических приемов, касающихся отбора крови, ее центрифугирования и нанесения на предметное стекло (мазок), высушивания при комнатной температуре, фиксации в чистом ацетоне, многократной промывки в фосфатно-солевом буфере, обработки в 3% HO, инкубации в нормальной блокирующей сыворотке (Power Block), нанесения на мазки поли- или моноклональных антител к искомым антигенам, инкубации с данными антителами при температуре 37°С, промывки в воде и новой промывки в  фосфатно-солевом буфере, нанесения на мазки Super Enhacer, инкубации в темной камере при комнатной температуре, новой промывки в фосфатно-солевом буфере, нанесения на мазки SS Label, инкубации в темной камере при комнатной температуре, обработки материала в водном растворе, содержащем 0,05% 3,3-диаминобензидин тетрахлорида (ДАБ) и 0,025% перекиси водорода, слабой докраски гематоксилином, микроскопии.
Недостаток этого способа - его нацеленность на выявление этиологии бактериальных заболеваний (дизентерия, сальмонеллезы, брюшной тиф, кишечная коли-инфекция и др.) и невозможность выявления вирусной или вирусно-бактериальной этиологии.
Задачей предлагаемого способа является обеспечение возможности оперативного выявления как бактериальной, так и вирусной или вирусно-бактериальной этиологии острой кишечной инфекции.
Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении возможности оперативного выявления как бактериальной, так и вирусной или вирусно-бактериальной этиологии острой кишечной инфекции. Кроме того, упрощается процедура диагностирования.
Для решения поставленной задачи способ экспресс-диагностики острых кишечных инфекций (ОКИ), включающий выявление маркеров-индикаторов этиологии ОКИ, с использованием иммунологического лабораторного исследования, отличается тем, что этиологию ОКИ устанавливают у детей ранней возрастной категории, предпочтительно у новорожденных, при этом определяют концентрацию в копрофильтрате цитокина - интерлейкина IL-10 и наличие хронической фетоплацентарной недостаточности (ХФПН), после чего рассчитывают вероятность бактериальной этиологии ОКИ с использованием выражения:
y
y
Р=(e/(l+e))*100%,
где Р - вероятность в % бактериальной этиологии ОКИ;
1
2
y=11,4796-5,6647·X-1,251912·X;
1
X - наличие или отсутствие ХФПН, соответственно 1 или 0;
2
X - концентрация в копрофильтрате цитокина - интерлейкина IL-10, пг/мл, причем значение Р больше 50% свидетельствует о бактериальной этиологии ОКИ, а меньше 50% свидетельствует об отсутствии бактериальной этиологии ОКИ, и необходимости проведения второго этапа диагностики, на котором определяют концентрацию в копрофильтрате цитокина - интерлейкина IL-4, выявляют срок прикладывания к груди, а также вид вскармливания, при этом рассчитывают вероятность вирусной либо вирусно-бактериальной этиологии ОКИ, для чего используют выражение:
y
y
P=(e/(1+e))*100%,
где P - вероятность в % вирусной или вирусно-бактериальной этиологии ОКИ;
3
4
5
y=-43,95582+2,05532·X-4,11453·X+7,01455·X;
3
X - через какой срок от рождения ребенка прикладывали к груди, ч;
4
X - вид вскармливания (или естественное или смешанное или искусственное), соответственно или 1, или 2, или 3;
5
X - концентрация в копрофильтрате цитокина - интерлейкина IL-4, пг/мл, причем значение Р больше 50% свидетельствует о вирусной этиологии ОКИ, а меньше 50% свидетельствует о вирусно-бактериальной ОКИ.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию ″новизна″.
Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение комплекса функциональных задач.
Признаки «этиологию ОКИ устанавливают у детей ранней возрастной категории, предпочтительно, у новорожденных» позволяют ставить диагноз детям самых ранних возрастов.
Признаки указывающие, что в качестве материала для исследований используют копрофильтрат, обеспечивают неинвазивность отбора биологического материала, кроме того, отбираемый материал максимально интенсивно контактирует с патогенной микрофлорой кишечника (например, по сравнению с мочой или кровью).
Признаки указывающие, что «определяют концентрацию в копрофильтрате цитокина - интерлейкина IL-10», обеспечивают возможность определения противоспалительного цитокина, отражающего иммунный статус организма при инфекционных процессах, и тем самым получают один из параметров, позволяющий провести математическую оценку вероятности ОКИ бактериальной этиологии.
Признаки указывающие, что «определяют наличие хронической фетоплацентарной недостаточности (ХФПН)» позволяют методом клинического опроса (без лабораторных исследований на данном этапе) получить второй параметр, позволяющий провести математическую оценку вероятности ОКИ бактериальной этиологии.
Признаки указывающие, что после выявления названных индикаторных показателей «рассчитывают вероятность бактериальной этиологии с использованием выражения:
y
y
Р=(e/(1+e))*100%,
где P - вероятность в % бактериальной этиологии заболевания;
1
2
y=11,4796-5,6647·X-1,251912·X;
1
X - наличие или отсутствие ХФПН, соответственно, 1 или 0;
2
X - концентрация в копрофильтрате цитокина - интерлейкина IL-10, пг/мл», обеспечивают расчетное получение диагностического критерия, позволяющего выявить наличие-отсутствие бактериальной этиологии ОКИ.
Признаки указывающие, что «значение Р больше 50% свидетельствует о бактериальной этиологии заболевания, а меньше 50% свидетельствует об отсутствии бактериальной этиологии заболевания и необходимости проведения второго этапа диагностики» являются диагностическим критерием наличия-отсутствия бактериальной этиологии ОКИ.
Признаки указывающие, что «определяют концентрацию в копрофильтрате цитокина - интерлейкина IL-4», обеспечивают возможность определения противоспалительного цитокина, оказывающего противовоспалительный эффект при инфекционных процессах, и тем самым получают один из параметров, позволяющий провести математическую оценку вероятности заболевания вирусной или вирусно-бактериальной этиологии.
Признаки указывающие, что «выявляют срок прикладывания к груди», позволяют методом клинического опроса (без лабораторных исследований, на данном этапе) получить еще один параметр, позволяющий провести математическую оценку вероятности вирусной или вирусно-бактериальной этиологии ОКИ.
Признаки указывающие, что выявляют «вид вскармливания», позволяют методом клинического опроса (без лабораторных исследований на данном этапе) получить один из параметров, позволяющий провести математическую оценку вероятности вирусной или вирусно-бактериальной этиологии ОКИ.
Признаки указывающие, что «рассчитывают вероятность вирусной либо вирусно-бактериальной этиологии, для чего используют выражение:
y
y
P=(e/(1+e))*100%,
где P - вероятность в % вирусной или вирусно-бактериальной этиологии ОКИ;
3
4
5
y=-43,95582+2,05532·X-4,11453·Х+7,01455·X;
3
X - через какой срок от рождения ребенка прикладывали к груди, ч;
4
X - вид вскармливание или естественное, или смешанное, или искусственное, соответственно или 1, или 2, или 3;
5
X - концентрация в копрофильтрате цитокина - интерлейкина IL-4, пг/мл», обеспечивают расчетное получение диагностического критерия, позволяющего выявить наличие вирусной или вирусно-бактериальной этиологии ОКИ.
Признаки указывающие, что «значение Р больше 50% свидетельствует о вирусной этиологии заболевания, а меньше 50% свидетельствует о вирусно-бактериальной этиологии заболевания», являются диагностическими критериями наличия вирусной или вирусно-бактериальной этиологии ОКИ.
Копрофильтрат готовили известным образом: пробу кала помещают в предварительно взвешенную, стерильную, вместимостью 10 мл пробирку, далее 100 мг кала интенсивно встряхивали с 5,0 мл физиологического раствора (NaCl 0,09%) раствора до образования гомогенной взвеси или гомогенизировали образцы на многопробирочном вортексе, энергично шейкируя (на самой высокой скорости) в течение 30 мин, далее переносили гомогенат в 2 мл микроцентрифужную пробирку и центрифугировали 5 мин на микроцентрифуге со скоростью 3000 об/мин, отбирали супернатант в чистую помеченную пробирку.
Концентрацию цитокинов в копрофильтрате: интерлейкина IL-10, IL-4 определяли известным образом, путем иммуноферментного анализа с использованием реактивов R&D Diagnostics Inc. (USA), согласно прилагаемой инструкции, на анализаторе Multiscan (Финляндия). Расчеты количества цитокинов IL-10, IL-4 проводили путем построения калибровочной кривой с помощью компьютерной программы. Количество выражали в пикограммах на миллилитр (пг/мл). Анализ уровней цитокинов проводят в максимально короткие сроки после начала заболевания (фактически сразу после доставки ребенка в медучреждение).
1
Кроме лабораторных исследований методом клинического опроса или изучения медицинской карты ребенка выявляют наличие-отсутствие хронической фетоплацентарной недостаточности, при этом наличие или отсутствие ХФПН соответствует значению 1 или 0 показателя X.
2
Далее, определив показатель X - концентрацию в копрофильтрате цитокина - интерлейкина IL-10, в пг/мл, по первой из вышеприведенных формул осуществляют расчет вероятности бактериальной этиологии заболевания.
Если расчет показывает, что значение Р больше 50%, это свидетельствует о бактериальной этиологии заболевания, если Р меньше 50%, это свидетельствует об отсутствии бактериальной этиологии заболевания и необходимости проведения второго этапа диагностики этиологии заболевания, чтобы установить его вирусную или вирусно-бактериальную этиологию.
3
4
При проведении лабораторных исследований желательно сразу выявлять количество обоих цитокинов (и IL-4 и IL-10), поскольку продолжительность анализа в их отношении составляет 4 ч, что позволяет сэкономить время при неподтверждении предположения о бактериальной этиологии заболевания, кроме того, по этой же причине целесообразно на этом же этапе установить показатель X - сведения о том, через какой срок от рождения ребенка прикладывали к груди (измеряется в часах), а также показатель X - сведения о виде вскармливание, которое может быть или естественное, или смешанное, или искусственное (чему соответствуют значения показателя, пг/мл);
5
Далее, определив показатель X - концентрацию в копрофильтрате цитокина - интерлейкина IL-4, в пг/мл, по второй из вышеприведенных формул осуществляют расчет вероятности вирусной либо вирусно-бактериальной этиологии заболевания, при этом если значение Р больше 50%, это свидетельствует о вирусной этиологии заболевания, если значение Р меньше 50%, это свидетельствует о вирусно-бактериальной этиологии заболевания.
Примеры выявления бактериальной этиологии ОКИ приведены в табл.1.
Таблица 1
Результаты выявления ОКИ бактериальной этиологии
№
ХФПН
IL10
Этиология заболевания
y
P
7,097908
99,92%
2
0
5,6
4,4688928
98,87%
3
1
3,6
1,3080168
78,72%
4
1
3,9
0,9324432
71,76%
5
0
38,8
небактериальная
-37,094586
0,00%
6
1
10,2
-6,9546024
0,10%
7
0
17,5
-10,42886
0,00%
8
1
7,9
-4,0752048
1,67%
9
0
10,2
-1,2899024
21,59%
10
0
26,5
-21,696068
0,00%
11
0
17,9
-10,929625
0,00%
12
0
12,34
-3,9689941
1,85%
Всего прогнозных диагнозов в отношении бактериальной этиологии, совпавших с фактическими, - 125 случаев из 128, (97,3%).
Отдельные примеры определения заболевания вирусной и вирусно-бактериальной этиологии приведены в табл.2.
Таблица 2
Результат выявления ОКИ вирусной и вирусно-бактериальной этиологии
№
Приложили к груди через, час
Вид вскармливания
IL4
Этиология заболевания
У
Р
1
0,25
3
104,4
вирусная
676,5334
100,00%
2
0,25
3
11,4
24,18029
100,00%
3
4
3
17,8
76,78086
100,00%
4
24
3
3
14,07192
100,00%
5
0,25
3
15,1
50,13413
100,00%
6
0,25
3
11,4
24,18029
100,00%
7
0,25
3
17,8
69,07341
100,00%
8
0,25
3
104,4
676,5334
100,00%
9
0,25
3
11,4
24,18029
100,00%
10
4
3
17,8
76,78086
100,00%
11
24
3
3
14,07192
100,00%
12
0,25
3
15,1
50,13413
100,00%
13
0,25
3
11,4
24,18029
100,00%
14
0,25
3
17,8
69,07341
100,00%
15
4
3
17,8
76,78086
100,00%
16
24
3
3
14,07192
100,00%
17
0,25
3
15,1
50,13413
100,00%
18
0,25
3
11,4
24,18029
100,00%
19
0,25
3
17,8
69,07341
100,00%
20
0,25
3
104,4
676,5334
100,00%
21
0,25
3
2,7
-36,8463
0,00%
22
0,25
3
2,7
-36,8463
0,00%
23
12
3
2,7
-12,6963
0,00%
24
0,25
2
2,7
-32,7318
0,00%
25
0,25
3
2,7
-36,8463
0,00%
26
12
3
2,7
-12,6963
0,00%
27
0,25
3
2,7
-36,8463
0,00%
28
0,25
3
2,7
-36,8463
0,00%
29
0,25
3
2,7
-36,8463
0,00%
30
0,25
2
2,7
-32,7318
0,00%
31
12
3
2,7
-12,6963
0,00%
32
0,25
3
2,7
-36,8463
0,00%
33
0,25
2
2,7
-32,7318
0,00%
34
0,25
3
2,7
-36,8463
0,00%
Согласно полученным данным таблицы из 51 случая, в 100% случаев прогнозные данные совпали с фактическими.
Реально расчетные и учетные операции способа реализуются программным путем, с помощью Программы, представляющей собой стандартный файл офисного пакета MicrosoftExcel 2003.
Программа позволяет хранить данные о результатах прогноза диагноза до 30 человек. Сохранение, копирование и размножение файла обеспечивается стандартными инструментами MicrosoftExcel 2003 и Window's 98.
Файл состоит из 2 вкладок «I этап. Бактериальный» и «II этап. Вирусный».
При поступлении пациента пользователь программы открывает файл на вкладке «I этап. Бактериальный». Заполняются:
1) В графу «ФИО пациента» вводится фамилию, имя и отчество пациента. Данное поле не является обязательным для заполнения;
2) В графу ХФПН (хроническая фетоплацентарная недостаточность) вводятся бинарные данные: 1 - есть, 0 - нет.
3) Графа «IL 10» заполняется по результатам лабораторного исследования, при этом в графу вводят соответствующее значение.
Далее в графах «Прогноз наличия заболевания бактериальной этиологии, в %» автоматически рассчитываются в процентах значения вероятности соответственно наличия у пациента заболевания бактериальной этиологии
Если значение в графе «Прогноз наличия заболевания бактериальной этиологии, в %» более 50%, то считается, что у пациента бактериальная форма заболевания и дальнейшее исследование не требуется.
В случае если значение в графе «Прогноз наличия заболевания бактериальной этиологии, в %» менее 50%, то считается, что у пациента форма заболевания, отличная от бактериальной, и требуется дальнейшее исследование. Для этого пользователь программы переходит на вкладку «II этап. Вирусный». Заполняются:
1) В графу «ФИО пациента» вводится фамилию, имя и отчество пациента. Данное поле не является обязательным для заполнения;
2) В графу «Срок прикладывания к груди через … часов» вводится количество часов от 1 до 24;
3) В графу «Вскармливание» вводятся следующие значения: 1 - естественное, 2 - смешанное, 3 - искусственное;
4) В графу «IL 4» вводится значение соответствующее значение этого показателя.
Далее в графах «Прогноз наличия заболевания вирусной этиологии, в %» и «Прогноз наличия заболевания вирусно-бактериальной этиологии, в %» автоматически рассчитываются в процентах значения вероятности соответственно наличия у пациента заболевания вирусной этиологии или вирусно-бактериальной этиологии.
В случае, если значение в графе «Прогноз наличия заболевания вирусной этиологии, в %» более 50%, то считается, что у пациента вирусная форма заболевания и дальнейшее исследование не требуется.
В случае, если значение в графе «Прогноз наличия заболевания вирусной этиологии, в %» менее 50%, то считается, что у пациента вирусно-бактериальная форма заболевания.
Дальнейшее исследование не требуется.