способ и система персонализированного лечения инфекционных и мультифакториальных заболеваний

Формула изобретения

Способ персонализированного лечения инфекционных и мультифакториальных заболеваний человека, включающий проведение диагностических и лечебных процедур, отличающийся тем, что осуществляют построение молекулярной карты заболевания на основе данных комплексного геномного, транскриптомного, протеомного, клеточного видов анализов биообразца с помощью лаборатории компактной архитектуры, данных информационно-диагностической системы «Файл пациента» и проводят персонализированное лечение, заключающееся в принятии врачом решения о включении лекарственного средства, действующего на обнаруженные в молекулярной карте пациента биологические мишени развития заболевания, в режим лечения болезни или исключении лекарственного средства из режима лечения болезни при обнаружении молекул, отвечающих за развитие неблагоприятных побочных реакций на данное лекарство, с оценкой эффективности и безопасности разработанного для пациента режима лечения при повторном его обращении.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, в частности к фармакологии, так как предполагает методы разработки, оценки эффективности и безопасности персонализированного лечения инфекционных и мультифакториальных заболеваний человека, а также к молекулярной биологии, так как предполагает разработку стандартов и алгоритма автоматизированного анализа нуклеиновых кислот, белков и клеток с помощью микролаборатории на интегральной схеме (LabChip), и к информационным технологиям в связи с разработкой нового программного комплекса, включающего программные продукты «Файл пациента», «Регистрация неблагоприятных побочных реакций на лекарственные препараты», интегрированную базу данных по наномедицине и нанофармакологии.

Известны система и метод управления соответствием лекарственных назначений, который предусматривает первичные базы данных аптек, менеджеров аптеки, планов здоровья и поставщиков программных средств для медицины со вторичными базами данных системы, интерфейсом пользователя и беспроводным обменом сообщениями на основе данной информационной платформы (заявка WO № 2007084955 «Интегрированная система управления соответствием лекарственных назначений» от 26.07.2007 г.). Система способствует сбору специфических данных пользователя по лекарственным назначениям с целью их персонификации. Недостатком данного метода является отсутствие принципа персонализации лечения пациента на основе системы учета оценки эффективности и безопасности терапии с помощью современных данных лабораторной диагностики в нанометровом диапазоне, а также отсутствие программных продуктов, интегрирующих максимальное количество данных по маркерам эффективности и безопасности лечения инфекционных и мультифакториальных заболеваний.

В настоящее время известно, что инновационные медицинские услуги населению на основе последних достижений в области наномедицины и нанофармакологии для диагностики инфекционных и мультфакториальных заболеваний могут быть оказаны с помощью технологии биочипов (заявка US 200409104 «Имплантируемый чип для медицинской диагностики изменений в биологических жидкостях», 10.02.2005).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу и системе персонализированного лечения инфекционных и мультифакториальных заболеваний является «Способ и система оптимизации лечебно-диагностической медицинской помощи» (заявка РФ № 2006102439, опубликована 10.08.2007). Известный способ включает в себя этапы сбора данных, вычисления вариантов проведения медицинских процедур и их оценки. При этом нозологические формы заболеваний объединяют на основе схожести диагностики, лечения, ухода, манипуляций медицинского персонала и санитарно-гигиенической обработки в медико-экономические группы, формируют разделы медико-экономических групп, генерируя стандарты, содержащие схемы и алгоритмы манипуляций персонала, стоимость трудозатрат и расходных материалов, выбирают варианты проведения диагностических и медицинских процедур и схем лечения конкретного пациента с учетом тяжести, наличия осложнений и сопутствующей патологии конкретного пациента. Выбор оптимальной схемы лечения осуществляют с учетом нескольких прогнозируемых значений стоимости схем лечения для каждого конкретного пациента.

Недостатками известного способа и системы оптимизации лечебно-диагностической медицинской помощи являются следующие:

- отсутствие инновационных медицинских услуг, связанных с разработкой персонализированного лечения на основе данных комплексного геномного, транскриптомного, протеомного, клеточного видов анализов с помощью лаборатории компактной архитектуры;

- отсутствие использования современной интегрированной базы данных по молекулярной медицине и фармакологии в нанодиапазоне, которая позволяет максимально точно представить качественные изменения в организме пациента;

- отсутствие системы регистрации неблагоприятных побочных реакций на лекарственные средства в едином алгоритме лечебно-диагностической помощи;

- отсутствие единого информационно-диагностического компьютерного программного комплекса.

В связи с вышеперечисленными недостатками известных способов необходимо разработать новый способ и систему лечения инфекционных и мультифакториальных заболеваний человека, отличительной особенностью которых является персонализированный подход с применением современных технологий наномедицины и нанофармакологии.

Задачей предлагаемого способа и системы персонализированного лечения инфекционных и мультифакториальных заболеваний человека является повышение качества режимов терапии за счет создания инновационных медицинских услуг населению на основе последних достижений в области наномедицины для диагностики болезни с помощью микролаборатории на интегральной схеме и информационных технологий.

В результате использования предлагаемого способа и системы резко ускоряется, повышается производительность работ по формированию эффективных и безопасных персонализированных режимов лечения пациентов на основе комплексных диагностических молекулярных профилей биологических жидкостей и тканей по сравнению с современными возможностями ПЦР-анализа, масс-спектрометрии, высокоэффективной жидкостной хроматографии, иммуноферментного анализа, а также увеличивается уровень автоматизации, обеспечивается стандартизация и гибкость, сокращается цикл аналитических работ, увеличивается скорость установления диагноза.

Результат достигается тем, что в предлагаемом способе и системе персонализированного лечения инфекционных и мультифакториальных заболеваний с помощью микролаборатории на интегральной схеме (Lab-on-chip) врач получает комплексную информацию о состоянии организма пациента на молекулярном уровне, в том числе на основе анализа компонентов (нуклеиновых кислот, белков и клеток) биологических жидкостей и тканей в нанометровом диапазоне. Данные каждого пациента регистрируются в программе «Файл пациента» (включает базу данных на основе системы управления базами данных MySQL-2.3 и язык программирования РНР 4.0.) и «Регистрация неблагоприятных побочных реакций на лекарственные препараты», анализируются методами математической статистики в комплексе с показателями инструментальных методов исследования и впоследствии служат основой для принятия решения о включении лекарственного средства, действующего на обнаруженные биологические мишени, в режим лечения данного пациента.

Заявляемый способ и система персонализированного лечения иллюстрируются структурными схемами, где на фиг.1 приведен интерфейс программы «Регистрация побочных реакций на лекарственные препараты», а на фиг.2 представлен алгоритм персонализированного лечения инфекционных и мультифакториальных заболеваний.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходной точкой алгоритма разработки персонализированного лечения пациентов является фиксация информации о пациенте в специально разработанных формах: «Формы добровольного информированного согласия», «Медицинской декларации», а также оценка качества жизни пациента с помощью общих и специализированных международных опросников (EuroQol-5D, MOS-SF 36 и др.). Далее выполняется формирование электронной карты пациента («Файл пациента») в оригинальном информационно-диагностическом компьютерном программном комплексе, являющемся универсальным информационно-аналитическим сопровождением медицинского консультативного подразделения и включающем первичную информацию о пациенте и информацию о пациенте в случае его повторного обращения. Internet-технологии допускают возможность заполнения вторичной информации как для пациента, посетившего консультацию, так и для пациента, находящегося дистанционно в городе, за пределами города, за пределами страны.

Оригинальный компьютерный программный комплекс «Файл пациента» включает четыре модуля: «Рабочее место приемной», «Рабочее место врача-терапевта», «Рабочее место врача-фармаколога», «Рабочее место врача-специалиста», «Рабочее место врача лабораторной диагностики». Через эти модули вносится первичная информация о пациенте, формируется расписание консультаций и диагностических процедур, а также врачом оформляется соответствующая информация, основанная на результатах инструментальных методов исследований, исследований биообразца с помощью микролаборатории на интегральной схеме и консультаций.

Ключевым моментом в оценке состояния здоровья каждого конкретного пациента является выполнение анализа биологического образца (биологическая жидкость: кровь, моча, цереброспинальная жидкость, слюна и т.д., и/или биоптата биологической ткани) с помощью микролаборатории на интегральной схеме (например, LabChip, Bioanalyzer 2100, Agilent Technologies, США). Для выполнения анализа необходим 1 мкл биологического образца, который наносится на одноразовую интегральную схему - чип, небольшую пластину с 12 лунками для образцов и лунками для красителей и стандартов, соединенных между собой нанесенными на стекло микроканалами, образующими связанные сети. Подготовка к анализу занимает 5 минут. Меняя чип, врач лабораторной диагностики быстро исполняет различные типы экспериментов, используя 1 прибор: чипы для анализа ДНК 100-7500 пар оснований (продукты цепной реакции полимеразы, фрагменты ДНК), ДНК 100-12000 пар оснований (продукты обработки рестриктазой, более крупные фрагменты РНК) и РНК до 6000 пар оснований (полная РНК, матричная РНК, проверка качества и целостности, количественный анализ), анализ 230 белков и проведение анализа клеток. Следующим этапом является автоматизированная идентификация пиков и исследование концентрации в цифровом формате (нг/мкл). Применение такой технологии позволяет анализировать одновременно 12 образцов, длительность выполнения анализа биообразца - 90 секунд. Врач лабораторной диагностики выполняет комплексную интерпретацию результатов исследования биообразца пациента с построением молекулярной карты заболевания.

В дальнейшем выполняется интеграция полученных на основе микролаборатории данных по геномике, протеомике, транскриптомике и селломике биообразца, включая данные о микроэкологии крови (генетический материал и белки бактерий, вирусов, грибов), в информационно-диагностическую систему медицинского центра «Файл пациента», что позволяет сформировать интегрированную базу данных по наномедицине и новым перспективным мишеням для нанофармакологии. Следующим этапом работы является выбор и системный анализ врачом-фармакологом молекул, являющихся биологическими мишенями для действия лекарственных средств, а также молекул, отвечающих за возможное развитие неблагоприятных побочных эффектов лекарства. На основе данных инструментальных методов исследования и с учетом фенотипических и генотипических особенностей пациента, а также микробиологической характеристики биообразца врач-фармаколог формирует индивидуальный режим лечения для пациента и фиксирует дату повторного обращения пациента для оценки эффективности и безопасности разработанного режима лечения. Факт обнаружения неблагоприятного побочного эффекта на лекарственный препарат фиксируется в разработанной нами программе «Регистрация побочных реакций на лекарственные препараты» (язык программирования Visual С⁺⁺, каркас приложения Dialog based, база данных Microsoft Access и драйвер доступа к данным MS JET OLEDB). Интерфейс программы включает карту первичных сведений (фиг.1) и шесть дополнительных карт (окон) для заполнения информацией: «Информация о подозреваемом лекарственном средстве», «Сопутствующие лекарственные средства и анамнез», «Меры коррекции побочных реакций», «Дополнительные данные», «Информация, относящаяся к подозреваемым лекарственным средствам и побочным реакциям», «Статус препарата, другие особенности клиники, лечения. Исход». Карта содержит поля: описание подозреваемого лекарственного средства, показания к назначению подозреваемого лекарственного средства, даты назначения (с... по...), разовая доза, суточная доза, частота приема, способ введения, концентрация лекарственного средства в крови, продолжительность терапии до начала побочной реакции, отмечено ли повторение побочной реакции после повторного назначения подозреваемого лекарственного средства, сопровождалась ли отмена лекарственного средства исчезновением побочной реакции.

Оценка эффективности, безопасности режима лечения и его коррекция для пациента включает повторную объективную оценку состояния здоровья пациента по основным параметрам компьютерной программы «Файл пациента», включая повторный анализ биообразца с помощью микролаборатории на интегральной схеме.

Заявляемый способ и система персонализированного лечения инфекционных и мультифакториальных заболеваний человека способствует появлению качественно новых, эффективных и безопасных режимов терапии на основе интеграции данных инструментальных методов исследований, диагностических молекулярных профилей биологических жидкостей и биоптатов тканей пациента с помощью оригинального программного комплекса.