Диссертация
Лунев Василий Леонидович
Тема магистерской диссертации: "Разработка автоматизированной компьютеризированной системы диагностики иммунной системы человека"
Руководитель: Скобцов Юрий Александрович
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРУКТУРЕ И ФУНКЦИЯХ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ.
Иммунология - интенсивно развивающаяся медико-биологическая наука, которая с момента возникновения отличается высокой эффективностью практического использования научных достижений. Иммунология инфекционного процесса длительный период была доминирующим направлением в медицинской науке, но в настоящее время её пределы значительно расширились и объектом изучения стали заболевания неинфекционной природы. Иммунодефицитные и аллергические заболевания, проблема трансплантации, аутоиммунные процессы и злокачественные новообразования - всё это существенно связано с иммунными механизмами.
Большой вклад в развитие иммунологии внесли лауреаты Нобелевской премии (табл.1). Нобелевские премии были присуждены в 1960 г. Ф.Бернету и П.Медавару "за открытие приобретённой иммунологической толерантности" (явления специфической неотвечаемости на антиген, проконтактировавший с организмом в период эмбриогенеза); в 1972 г. Р.Потеру и Д.Эдельману "за исследования по расшифровке химической структуры антител", что открыло широкие горизонты для развития иммунохимии; в 1980 г. Б.Бенацеррафу, Ж.Доссе и Д.Снеллу "за их работу по генетически детерминированным структурам клеточной поверхности, регулирующим иммунологические реакции". Эти исследования легли в основу современной иммуногенетики. Разработка Г.Келлером и Ц.Милштейном гибридомной технологии получения высокогомогенных препаратов - моноклональных антител (Нобелевская премия за 1984 г.) привела к зарождению современной биотехнологии.
Год | Фамилия лауреата | Работа, удостоенная премии |
1901 | Э.Беринг | Лечебное применение антитоксических сывороток |
1905 | Р.Кох | Исследования в области бактериологии (туберкулёз) |
1908 | И.Мечников, И.Эрлих | Фагоцитоз, теории иммунитета |
1912 | А.Каррел | Трансплантация органов |
1913 | И.Рише | Открытие анафилаксии |
1919 | Ж.Борде | Исследования в области иммунологии (комплемент) и бактериологии |
1930 | К.Ландштейнер | Открытие групп крови |
1951 | М.Тейлер | Вакцина против возбудителя жёлтой лихорадки |
1957 | Д.Бовет | Антигистаминные исследования |
1960 | М.Бернет, П.Медавар | Иммунологическая толерантность |
1972 | Р.Портер, Д.Эдельман | Расшифровка структуры иммуноглобулинов |
1977 | Р.Йелов | Разработка радиоиммунологического метода |
1980 | Б.Бенацерраф, Ж.Досе, Дж.Снелл | Открытие структур, кодируемых главным комплексом гистосовместимости |
1984 | Н.Ерне, Г.Келлер, Ц.Милштейн | Теория регуляции и развития иммунитета, разработка метода получения гибридом |
1987 | С.Тонегава | Генный контроль разнообразия антител |
В настоящее время трудно назвать область медицины, которая бы в большей или в меньшей степени не соприкасалась с иммунологией, не пользовалась её методами исследований, критериями диагностики, лечения и прогноза заболеваний, поэтому врачам всех специальностей необходимо знание иммунологии, не только её теоретических основ, но и возможностей применения её в клинической практике.
Приблизительно два десятилетия назад был открыт так называемый "четвёртый фактор болезни", приобретенные или вторичные иммунодефициты. Они столь распространены и многообразны, значимы, нежелательны и опасны, что не считаться с ними уже нельзя. Явления вторичной иммунологической недостаточности (иммунодефицита) или разбалансирования в результате болезни иммунной системы организма установлены многочисленными научными исследованиями как у нас в стране, так и за рубежом. В мире появилась новая отрасль знания "клиническая иммунология", которая бурно развивается. Работами учёных в различных отраслях медицины показано, что иммунная недостаточность чрезвычайно распространена как среди больных, особенно страдающих хроническими заболеваниями, так и среди "практически здоровых" лиц. Следует обратить внимание на то, что в процессе изучения иммунного статуса лиц, проживающих в различных регионах Украины после аварии на ЧАЭС, обнаружено следущее явление: лабораторные показатели у "практически здоровых" людей указывают на наличие существенных дефектов в работе их иммунной системы. Однако, отнести к какой-либо нозологической форме такое состояние не представляется возможным, поскольку жалобы сводятся только к снижению работоспособности, общей слабости, вялости, депрессии ("синдром хронической усталости"). Установлено также, что иммунодефицит может играть столь существенное значение, что одно его устранение приводит к выздоровлению больных.
Появилось большое количество публикаций о применении в клинической практике при многих заболеваниях различных новых иммуномодулирующих препаратов, данных об их свойствах. Создались предпосылки для принципиально новых подходов к постановке диагноза, терапии, прогнозу и профилактике многих, особенно хронических, заболеваний и патологических состояний. Ныне нельзя признать лечение квалифицированным без учёта иммунного статуса больного, его расстройств и коррекции. Использование наряду с общепринятыми методами лечения различных заболеваний иммуномодулирующей терапии приводит к более полному и стабильному выздоровлению, к укорочению сроков течения болезни и к предупреждению хронизации и рецидивов.
Появилось большое количество публикаций о применении в клинической практике при многих заболеваниях различных новых иммуномодулирующих препаратов, данных об их свойствах. Создались предпосылки для принципиально новых подходов к постановке диагноза, терапии, прогнозу и профилактике многих, особенно хронических, заболеваний и патологических состояний. Ныне нельзя признать лечение квалифицированным без учёта иммунного статуса больного, его расстройств и коррекции. Использование наряду с общепринятыми методами лечения различных заболеваний иммуномодулирующей терапии приводит к более полному и стабильному выздоровлению, к укорочению сроков течения болезни и к предупреждению хронизации и рецидивов.
Из вышеизложенного ясно, что современному лечащему врачу для выбора оптимального варианта лечения иммунокоррекции должен:
знать основные положения клинической иммунологии и понятие об иммунном статусе человека;
знать клиническое значение факторов иммунной системы;
использовать клинические критерии диагностики иммунологических расстройств;
уметь назначать лабораторное иммунологическое обследование и правильно интерпретировать результаты иммунограммы;
владеть информацией об иммунотропном действии традиционных лекарственных средств;
уметь выбирать наиболее эффективный для каждого индивидума в определённый момент времени иммунокорригирующий препарат; определять оптимальные индивидуальные разовые и курсовые дозы;
знать показания для назначения иммунокорректирующей терапии;
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ
Для определения состояния иммунной системы человека проводятся анализы крови с помощью счетчика иммуноферментного анализа (счетчик ИФА).
Счетчик ИФА основан на определении оптической плотности крови, обработанной перед этим, специальными химическими веществами (реагентами). Измерения оптической плотности проводятся в диапазонах 460-490 нм. За один раз аппарат может обработать до 96 проб (8 * 12) с исследуемой кровью, помещенную в ячейки планшета (Рисунок 1).
Рисунок 1
Оптическая схема анализатора представлена на рисунке 2. Поток излучения от источника света 1 с помощью систем линз 2, 3, диафрагм 4, 5, 6, восьмиканального волоконного световода 7 передается через 8 ячеек одного столбца планшета 8 на светочувствительные поверхности фотодиодов.
1 - лампа; 2, 3, 11 - линзы; 4, 5, 6 - диафрагмы; 7 - световод;
8 - планшет;
9 - фотодиод; 10 - набор светофильтров.
Рисунок 2
Сигнал с фотодиодов усиливается и подается на мультиплексор, затем в АЦП. Оцифрованный сигнал обрабатывается встроенным микроконтроллером и передается через последовательный асинхронный интерфейс (COM-порт) в ЭВМ с целью дальнейшей обработки, хранения, создания отчетов и ведения статистики.
Для получения хорошей точности измерения необходимо обеспечить определенную температуру в зоне измерения. Для этого имеется термодатчик и нагреватель, управляемый микроконтроллером. Калибровка прибора осуществляется программно в ЭВМ с помощью нелинейных функций - преобразователей, коэффициенты для которых находятся с помощью метода наименьших квадратов.
Y(x) = C1 + C2*x + C3*x2;
Это удешевит аппаратную часть и сократит время на калибровку системы с помощью специального калибровочного планшета и программной поддержке.
Для повышения точности измерения и предотвращения появления горубых погрешностей, необходимо многократное измерение оптической плотности с последующей статистической обработки результатов. Вычисление среднего и оценки дисперсии среднеквадратичного отклонения (СКО). В случае, если, при проведении серии замеров, СКО будет лежать вне интервала заданной точности, с учетом доверительной вероятности 0,99, результат будет считаться не достоверным. Такое решение гарантирует высокую точность измерений и является звеном контролирования исправности диагностической системы.
ЛИТЕРАТУРА