Проекты

Изучение факторов, влияющих на эффективность выявления антител к возбудителям Лайм-боррелиоза на иммуночипе

Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Старт в медицину» в секции «Микробиология и эпидемиология»

Направление работы: Микробиология, Эпидемиология, Иммунология, Клиническая лабораторная диагностика
Авторы работы: ГБОУ Школа № 2097
Предметы: Биология
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Старт в медицину» 2020 года

Актуальность

Болезнь Лайма или клещевой боррелиоз (Лайм-боррелиоз) — инфекционное заболевание, вызываемое бактериями рода Borrelia, переносимое иксодовыми клещами.

"

Выявление антител к боррелиям комплекса B. burgdorferi sensu lato — это обязательный этап лабораторного подтверждения заболевания. Успех серологического исследования зависит от эффективности лабораторного метода, то есть от его чувствительности и специфичности. Чувствительность характеризует число больных, у которых антитела обнаружены, по отношению к общему числу обследованных больных людей (в %). Специфичность характеризует число здоровых людей, у которых антитела не выявлены, к общему числу обследованных здоровых людей (в %). Чем выше чувствительность и специфичность, тем чаще удаётся «правильно» выявить антитела к возбудителям Лайм-боррелиоза у людей, заболевших вскоре после укуса клеща. Это позволяет своевременно начать лечение антибиотиками и снизить вероятность развития осложнений и формирования хронических форм заболевания.

Изучение факторов, которые способны влиять на эффективность выявления антител лабораторным методом, является актуальной задачей.

Цель

Установить факторы, влияющие на частоту выявления антител к возбудителям Лайм-боррелиоза на иммуночипе.

Задачи

1. Провести анализ данных научной литературы по проблеме лабораторной диагностики Лайм-боррелиоза.

2. Проанализировать базы экспериментальных данных по результатам обследования больных Лайм-боррелиозом и здоровых людей.

3. Рассчитать показатели чувствительности и специфичности иммуночипа.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

• Иммуночип (тест-система), включающий реагенты, необходимые для определения антител к антигенам боррелий

• Имитаторы клинических образцов сывороток от больных Лайм-боррелиозом

• Шейкер (встряхиватель) для микропланшетов

• Вошер (промыватель) для микропланшетов

• Автоматические диспенсеры для приготовления разведений реагентов

Описание

Технология иммуночипов основывается на выявлении в крови больного антител, которые вырабатываются при попадании боррелий в организм. Преимущество методики заключается в том, что она позволяет получить результат гораздо быстрее, а также имеет различные маркеры для определения наличия или отсутствия заболевания с большей точностью.

Этапы работы

"

В ходе работы был изучена научная литература по вопросам эпидемиологии, микробиологии, иммунологии и лабораторной диагностики Лайм-боррелиоза. Автор проанализировал результаты, содержащиеся в базе экспериментальных данных, полученные при лабораторном обследовании больных Лайм-боррелиозом и здоровых людей; произвёл расчёты по определению чувствительности и специфичности иммуночипа.

Основные этапы работы

1. В группе больных Лайм-боррелиозом до лечения была рассчитана частота положительных результатов (выявлены антитела) с каждым из трёх антигенов боррелий. Затем данная группа была разделена на 3 подгруппы в зависимости от срока после укуса клеща. В каждой подгруппе определена частота выявления антител, и сделан вывод о влиянии вида антигена боррелий в составе иммуночипа и срока после укуса клеща на частоту выявления антител (чувствительность).

2. После начала лечения антибиотиками в группе больных Лайм-боррелиозом было выделено 5 подгрупп в зависимости от срока после укуса клеща. В каждой подгруппе определена частота выявления антител и сделан вывод о влиянии антибиотикотерапии на частоту выявления антител.

3. В группе здоровых людей была определена частота отрицательных результатов (антитела не выявлены) с каждым из трёх антигенов боррелий и сделан вывод о влиянии вида антигена боррелий в составе иммуночипа на специфичность анализа.

Результаты

Рассчитаны показатели чувствительности и специфичности иммуночипа. Специфичность составила 98 %. Достигнутый показатель чувствительности (58,3 %) оказался существенно выше, чем у других лабораторных методов. Установлено влияние вида антигена боррелий на чувствительность иммуночипа: положительный результат чаще регистрировали с B. burgdorferi sensu stricto и B. afzelii, реже – с B. garinii. Установлено влияние продолжительности инфекционного процесса на чувствительность иммуночипа: максимальные значения частоты (85,7 %) отмечены через 4 недели после укуса. Установлена различная динамика формирования антител у пациентов до лечения и после его начала: эффект лечения проявлялся на поздних сроках в виде снижения частоты выявления антител, что свидетельствовало о снижении синтеза антител вследствие гибели возбудителя в результате воздействия антибиотика.

Результаты выявления антител с помощью биочип-анализатора

"

Выводы

1. Иммуночип способен определять антитела к возбудителям Лайм-боррелиоза с высокой чувствительностью (до 60 %) и специфичностью (до 98 %) вскоре после укуса клеща.

2. Частота выявления антител у больных (чувствительность) и здоровых (специфичность) людей зависит от вида антигена боррелий в составе иммуночипа.

3. Частота выявления антител у нелеченных пациентов зависит от срока после укуса клеща: частота тем выше, чем больше срок между укусом клеща и проведением исследования на иммуночипе.

4. Частота выявления антител у больных Лайм-боррелиозом зависит от срока после начала лечения антибиотиками: антибиотикотерапия не влияет на частоту выявления антител вплоть до третьей недели после укуса клеща, тогда как на более поздних сроках эффект лечения проявляется снижением частоты выявления антител по сравнению с нелеченными пациентами.

5. Оптимальное время для определения антител к возбудителям Лайм-боррелиоза на иммуночипе составляет 3–4 недели после укуса клеща.

Зависимость частоты выявления антител у больных Лайм-боррелиозом после начала лечения антибиотиками от срока после укуса клеща: теоретическая кривая (синяя) и экспериментальная кривая (голубая)

"

Перспективы использования результатов работы

Полученные данные могут быть использованы в реальной клинико-диагностической лаборатории при планировании серологического исследования и интерпретации результатов определения антител на иммуночипе.

Сотрудничество с вузом при создании работы

ФГУП «ГосНИИБП» ФМБА России

Мнение автора

«Выполнение работы позволило расширить свои теоретические знания на стыке нескольких научных направлений: микробиология, эпидемиология, иммунология, клиническая лабораторная диагностика, а также приобрести практические навыки проведения серологического исследования на иммуночипе и освоить приёмы обработки экспериментальных результатов, содержащихся в лабораторной базе данных. 

Проект «Медицинский класс в московской школе» в значительной степени способствует повышению уверенности в правильности выбранного направления, связанного с оказанием медицинской помощи людям. 

Конференция «Старт в медицину» является в высшей степени полезным супер-проектом, позволяющим в условиях реальной лаборатории получить практические навыки и, что, пожалуй, ещё более важно, понять взаимосвязь между теорией и практикой благодаря высококвалифицированному научному руководству работой»