14.607.21.0017

1. Разработка комплексного решения для лабораторной диагностики IgE-зависимых аллергических заболеваний на основе модулей-биочипов и аппаратно-программного комплекса детекции и обработки результатов теста, совмещающего высокую информативность, простоту выполнения и низкую стоимость анализов.
2. Разработка совокупности модулей-биочипов, содержащих различные наборы аллергенов, и алгоритма диагностики IgE-зависимых аллергических заболеваний, обеспечивающего персонифицированный подход к пациенту, позволяющих оптимизировать диагностику указанных заболеваний и снизить её стоимость.
3. Диагностическая апробация вышеуказанных разработок на выборках пациентов, различающихся по возрасту, аллергическому заболеванию, режиму питания, условиям обитания и другим параметрам, в сравнении с ключевыми решениями по диагностике IgE-зависимых аллергических заболеваний, используемыми на территории РФ.

Аллергические заболевания являются одними из самых распространённых в мире: в развитых странах аллергией страдает порядка четверти населения. Основные усилия при борьбе с ними направлены на выявление причинно-значимого аллергена и минимизацию взаимодействия пациента с ним, в том числе - при помощи тест-систем для выявления аллерген-специфических IgE в сыворотке крови пациента.

В России в настоящее время существует острая необходимость в появлении на рынке недорогой и качественной системы бесприборной аллергодиагностики для быстрого выявления причинно-значимых аллергенов. Существующие системы или дороги (ImmunoCAP, Immulite и большинство импортных систем), или часто выдают ложноположительные сигналы (большинство отечественных систем). Также важен аспект объёма необходимых исследований для диагностики на одного пациента: основная часть систем, обеспечивающих надёжные результаты, основана на аппаратном анализе образца сыворотки пациента на один конкретный аллерген. Учитывая, что в таких системах предлагаются сотни индивидуальных тестов на различные аллергены, поиск причинно-значимого аллергена является дорогостоящей процедурой, недоступной основной части населения России. Наконец, аллерголог вынужден искать такие аллергены во многом вслепую, опираясь только на жалобы пациента, в то время как данные о клинической значимости основных аллергенов позволили бы значительно упростить его работу и снизить стоимость необходимых лабораторных исследований.

Продвинуться в решении этих проблем позволит создание панелей аллергенов, имеющих наибольшую клиническую значимость, и алгоритма их использования для диагностики основных форм аллергии, а также тест-системы, реализующей эти панели.

Первый блок работ, выполненных в рамках исследования, - разработка формата модульной диагностики с использованием так называемых диагностических модулей (модулей-биочипов), представляющих собой носители с иммобилизованными аллергенами. Такие модули позволяют методом точечного твердофазного иммуноферментного анализа (иммунодот) выявить sIgE в сыворотке пациента с высокой специфичностью. Были разработаны конструкция модуля, подобран адекватный носитель аллергенов, осуществлены сравнение и выбор препаратов аллергенов из доступных на рынке и производимых партнёрскими организациями (включая сравнительное исследование их состава и эффективности использования для диагностики аллергозаболеваний в модельной системе). Была выполнена разработка тест-системы, включающей созданный модуль, для получения детектируемой окраски при наличии целевого sIgE в сыворотке пациента выбрана система детекции "стрептавидин - щелочная фосфатаза". Получен и испытан экспериментальный образец тест-системы, в том числе доказаны её соответствие критериям специфичности (отсутствие ложноположительных и ложноотрицательных результатов) и воспроизводимости результатов. С помощью сравнительного тестирования широкого диапазона сывороток с использованием тест-системы и системы ImmunoCAP, золотого стандарта аллергодиагностики, продемонстрирована также достаточная чувствительность тест-системы при полуколичественном учёте.

Второй блок работ проекта - создание панелей и клиническое обоснование включения в них конкретных аллергенов. Изучение перекрёстной реактивности аллергенов в рамках одной группы, а также сбор данных о встречаемости сенсибилизации на отдельные аллергены, позволили минимизировать количество включённых в панели аллергенов и создать три скрининговые панели, предназначенные для первичного определения актуальной для пациента группы аллергенов: "Поллиноз/БА-скрининг", "Аллергический ринит/БА-скрининг" и "Пищевая аллергия/АтД-скрининг" (где БА - бронхиальная астма, АтД - атопический дерматит). Для определения причинно-значимого аллергена в подавляющем большинстве случаев были разработаны ещё 9 панелей, из которых 2 предназначены для использования при сезонной симптоматике респираторной аллергии ("Поллиноз/БА-весна", "Поллиноз/БА-лето"), 2 - при респираторной аллергии без выраженной сезонности ("Поллиноз/БА-расширенный", "Бытовые и животные аллергены"), и 5 - при симптомах пищевой аллергии или атопического дерматита, использующихся в зависимости от возраста пациента (2-5 месяцев, 6-18 месяцев, 1,5-4 года, 4-10 лет, старше 10 лет). Совокупность созданных панелей позволяет перейти к новой системе взаимодействия между аллергологом и лабораторным специалистом при решении диагностической задачи, при которой выявление причинно-значимого аллергена в значительной степени сводится к использованию набора недорогих модулей вместо серии анализов на индивидуальные аллергены. Для регламентирования взаимодействий между врачом и лабораторным специалистом при аллергодиагностике с помощью разработанной тест-системы создан алгоритм пошаговой диагностики. Он составлен с учётом действующих федеральных клинических рекомендаций по оказанию медицинской помощи детям с АтД, аллергическим ринитом, БА и пищевой аллергией.

Третий блок работ связан с созданием диагностической системы, реализующей количественную оценку содержания sIgE в сыворотке крови пациента с использованием разработанной тест-системы. Была проведена разработка диагностической системы, в том числе - создана программа "ТЕСТ-АЛЛЕР", позволяющая по сканированному изображению проявленного модуля оценить концентрации выявленных sIgE и вести базу данных результатов исследований. Был осуществлён подбор сканера для считывания проявленных модулей. Был создан и испытан макет диагностической системы, включающий в себя ПК с установленным ПО "ТЕСТ-АЛЛЕР", планшетный сканер, медиатор для позиционирования модуля на рабочей поверхности сканера и тест-систему (как расходный материал). В рамках испытаний были продемонстрированы высокая чувствительность системы и воспроизводимость полученных с её помощью результатов. Также было выполнено сравнение количественных данных, полученных с её помощью, с результатами, полученными с использованием системы ImmunoCAP: показано, что разработанная диагностическая система несколько уступает в чувствительности системе ImmunoCAP, различия же в численных значениях концентраций не являются клинически значимыми для аллергодиагностики.  

Основными результатами проекта являются:

- Совокупность панелей аллергенов (12 штук), предназначенных для оптимизации поиска причинно-значимых аллергенов в аллергодиагностике за счёт использования феномена перекрёстной реактивности аллергенов и накопленных данных о встречаемости сенсибилизации на отдельные аллергены. Включение каждого из аллергенов в конкретную панель клинически обосновано.

- Экспериментальные образцы диагностических модулей (модулей-биочипов) с нанесёнными на них аллергенами в виде двумерной системы пятен; в рамках проекта получено 12 видов модулей, реализующих разработанные панели аллергенов. Ключевое значение имеет выбор конкретного препарата аллергена при создании модулей, так как различия в составе аллергенов между препаратами различных производителей велика.

- Лабораторный регламент изготовления модулей, включающий в себя также расшифровку расположения контролей и аллергенов на каждом из модулей. 

- Экспериментальный образец тест-системы для выявления специфических IgE в сыворотке крови пациентов методом точечного твердофазного иммуноферментного анализа с использованием разработанных модулей, являющихся резервуарами для прохождения реакции. Визуализация наличия sIgE, связавшихся с аллергенами, выполняется с помощью системы "стрептавидин - щелочная фосфатаза". Стандартная тест-система включает в себя один из разработанных модулей, остальные же компоненты остаются неизменными.

- Лабораторный регламент и эскизная конструкторская документация на тест-систему.

- Программное обеспечение "ТЕСТ-АЛЛЕР" и программная документация на него; ПО предназначено для обработки результатов тестирования, представленных в виде сканированного изображения проявленного модуля, визуализации результатов в форме численных значений концентрации sIgE для каждого позитивного пятна и ведения базы данных пациентов.

- Макет диагностической системы для лабораторной диагностики IgE-зависимых аллергических заболеваний, включающий в себя ПК с установленным ПО "ТЕСТ-АЛЛЕР", планшетный сканер, медиатор для позиционирования проявленного модуля на рабочей поверхности сканера и разработанные тест-системы (как расходные материалы).   

- Алгоритм пошаговой диагностики IgE-зависимых аллергических заболеваний, регламентирующий действия врача-аллерголога и специалиста лабораторной диагностики при постановке диагноза и выявлении причинно-значимых аллергенов посредством разработанной тест-системы. Данный алгоритм дополняет действующие федеральные клинические рекомендации по оказанию медицинской помощи детям с АтД, аллергическим ринитом, БА и пищевой аллергией в части лабораторных исследований, проводимых in virto, и предусматривает персонифицированный подход к пациенту.

- База данных «Эпидемиология аллергических заболеваний в РФ», предназначенная для сбора и анализа результатов инструментальных аллергологических обследований пациентов различными тест-системами (включая разработанную). БД предусматривает учёт результатов обследования с использованием и индивидуальных аллергенов, и основных смесей аллергенов.  

- База данных «Прогностические параметры оценки степени сенсибилизации детей с аллергическими болезнями, обусловленными пыльцой злаковых трав», предназначенная для оценки степени сенсибилизации пациентов к перекрестно-реактивным пыльцевым аллергенам злаковых трав по известной концентрации антител к аллергенам ежи сборной.

Основными ожидаемыми социально-экономическими эффектами от внедрения результатов проекта являются повышение качества жизни населения за счёт введения в медицинскую практику оптимизированных технологий диагностики аллергических заболеваний, а также снижение медицинских затрат в этой сфере. Достижение данных эффектов основывается на таких отличительных свойствах разработанных тест-системы и алгоритма диагностики, как адресность исследования при различных видах аллергии, простота выполнения, возможность визуального учета и выпуска тестов для новых аллерго-компонентов при доступной стоимости. Изучение эпидемиологии аллергозаболеваний на территории России создаст предпосылки для системной профилактики атопических болезней на федеральном уровне. Следует отметить, что разработанная тест-система является импортозамещающим продуктом, позволяющим не только снизить издержки на аллергодиагностику и сделать её значительно более доступной, но и избавиться от зависимости от продукции западных производителей.

Основное предназначение результатов ПНИ - использование бизнес-сообществом для выполнения ОКР / ОТР, прежде всего - индустриальным партнёром проекта ООО "ФИДЕС Лаб". Также результаты ПНИ могут быть использованы медицинскими научно-исследовательскими институтами, ВУЗами:
- при проведении прикладных НИР по разработке новых методов лабораторной диагностики;
- при выполнении ОКР в области технологий многокомпонентных диагностических тест-систем;
- в учебном процессе для подготовки специалистов в области лабораторной диагностики.