Российская академия наук Программа фундаментальных исследований Президиума ран фундаментальные науки – медицине

Вид материала

Программа

Содержание Разработка методов и оборудования для скрининга противоопухолевых препаратов на моделях животных in vivo с использованием цветны Институт биохимии им. А.Н.Баха РАН, Москва Институт прикладной физики РАН, г. Нижний Новгоров 2.3. Информатика МУЛЬТИАЛГОРИТМИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОБРАБОТКИ МЕДИЦИНСКИХ ДАННЫХ: МЕТОДОЛОГИЯ, МОДЕЛИ, ПРИМЕНЕНИЯ Вычислительный центр им. А.А.Дородницына РАН Количественная оценка влияния социально-экономических факторов на динамику заболеваемости туберкулезом в россии Институт вычислительной математики РАН, Москва НИИ фтизиопульмонологии ММА им. И.М.Сеченова, Москва Данные и методы План работы.

Подобный материал:

• Российская академия наук Программа фундаментальных исследований Президиума ран фундаментальные, 9808.28kb.
• Распоряжение Президиума ран от 23 сентября 2008 г. №10104-653 "Об утверждении Порядка, 422.29kb.
• Тезисы докладов, 4952.24kb.
• Тезисы докладов, 3726.96kb.
• Программа фундаментальных исследований Президиума ран фундаментальные науки медицине, 320.86kb.
• Программа фундаментальных исследований Президиума ран, 3259.61kb.
• Программа фундаментальных исследований президиума ран «Биоразнообразие» 2005-2008,, 173.94kb.
• Программа отчетной конференции по программе фундаментальных исследований Президиума, 123.52kb.
• Всероссийский симпозиум «Экология мегаполисов: фундаментальные основы и инновационные, 8.63kb.
• Научный журнал "Вопросы филологии" Оргкомитет: Сопредседатели, 47.73kb.

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ СКРИНИНГА ПРОТИВООПУХОЛЕВЫХ ПРЕПАРАТОВ НА МОДЕЛЯХ ЖИВОТНЫХ IN VIVO С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦВЕТНЫХ ФЛУОРЕСЦИРУЮЩИХ БЕЛКОВ

А.П.Савицкий¹⁾ , И.Г.Меерович¹⁾, Л.Р.Арсланбаева¹⁾, В.О.Попов¹⁾, И.В.Турчин²⁾, А.Г.Орлова²⁾, Н.М.Шахова²⁾, А.М.Сергеев²⁾

¹⁾ Институт биохимии им. А.Н.Баха РАН, Москва

²⁾ Институт прикладной физики РАН, г. Нижний Новгоров

Использование флуоресцирующих белков в качестве прижизненных маркеров позволяет вести непрерывный визуальный мониторинг многочисленных процессов, происходящих в живых интактных организмах на уровне молекул и одной клетки. Гетерологическая экспрессия флуоресцирующих белков возможна в клетках любого типа и в любых организмах. Высокая интенсивность флуоресценции позволяет визуализировать молекулярные процессы в живых организмах без инвазивного вмешательства. Применение флуоресцирующих белков со спектром эмиссии в красно-оранжевой области позволяет увеличивать глубину визуализации сигнала в связи с минимизацией фонового сигнала и светорассеяния. Метод позволяет вести в режиме реального времени непрерывный визуальный мониторинг роста и распространения опухоли, ангиогенеза (развития новых сосудов) и ответа на лекарственную терапию без применения анестезии или обездвиживания животных.

В данной проведена оптимизация методики получения трансфици-рованных клеточных линий, отработаны методики стандартизации флуоресценции клеток, экспрессирующих красные флуоресцирующие белки (с использованием флуоресцентной проточной цитометрии и флуоресцентной спектроскопии). Для определения копийности плазмиды в трансфицированных опухолевых клетках была разработана методика, основанная на использовании количественного ПЦР. При уменьшении количества плазмид до уровня менее одной на клетку предлагается дополнительная селекция клеточной линии в селектирующей среде, содержащей генетицин. Разработаны методики детекции цветных флуоресцирующих белков в мышах линии Nu/Nu методом диффузионной флуоресцентной томографии.

2.3. Информатика

МУЛЬТИАЛГОРИТМИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОБРАБОТКИ МЕДИЦИНСКИХ ДАННЫХ: МЕТОДОЛОГИЯ, МОДЕЛИ, ПРИМЕНЕНИЯ

Ю.И.Журавлев¹⁾, В.В.Рязанов ¹⁾, О.В.Сенько ¹⁾

¹⁾Вычислительный центр им. А.А.Дородницына РАН

Методы математической теории распознавания позволяют выявлять по выборкам прецедентов (истории болезни, анкеты, лабораторные анализы, и т.п.) причинно-следственные связи (знания) между независимыми и зависимыми переменными, использовать их для исследования этиологии и патогенеза социально значимых заболеваний, а также создания и усовершенствования новых средств диагностики. Используемая методология, методы и программы анализа должны быть максимально универсальными, применимы для анализа разнотипной, неполной и неточной информации, при этом пользователь, являющийся прежде всего специалистом в медицине, не обязан иметь высокую математическую квалификацию. Создание подобной универсальной методологии и средств анализа возможно и целесообразно в рамках мультиалгоритмических конструкций, когда используются все основные существующие подходы и средства автоматического принятия оптимальных решений множествами алгоритмов. В ВЦ РАН разработана общая методология, методы и программы, основанные на использовании алгебраической теории алгоритмов и проведены исследования по ее адаптации и применению в медицине.

В области разработки мультиалгоритмических средств синтеза оптимальных устойчивых диагностических (прогнозных) алгоритмов создан и апробирован логический корректор методов диагностики, основанный на использовании потенциальных функций. Корректор не содержит управляющих параметров и не требует обучения. Разработаны комбинаторные и генетические алгоритмы поиска логических закономерностей (извлечения знаний) из выборок прецедентов, эффективность которых подтверждена численными расчетами на реальных медицинских и модельных данных. Предложены и успешно апробированы методы синтеза устойчивых решающих правил для решения задач диагностики на базе полученных знаний, а также методы их сглаживания, основанные на аппроксимации логических закономерностей гладкими потенциальными функциями. Разработанные алгоритмы включены в макет программной системы анализа медицинской информации и диагностики (прогноза).

Совместно со специалистами Урологической клиники Московской медицинской академии им. И.М.Сеченова проведены исследования по выбору метода лечения при камнях чашечек. База данных включала описания 148 пациентов и методы лечения при камнях чашечек в клинических условиях. Применение мультиалгоритмических подходов позволило подтвердить выбранные методы лечения, выявить корреляции между методами лечения и рядом клинических обследований, выявить расхождения между показаниями.

Совместно со специалистами Института генома республики Сингапур были проведены исследования по улучшению диагностики тяжести рака груди путём введения дополнительных гистологических градаций по профилям экспрессии генов, измеряемых с помощью технологии Affymetrix microarray, созданы более обоснованные методы диагностики.

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ДИНАМИКУ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ ТУБЕРКУЛЕЗОМ В РОССИИ

Г.И.Марчук ¹⁾, А.А. Романюха¹⁾, К.К. Авилов¹⁾, О.А. Мельниченко ¹⁾, С.Е.Борисов ²⁾

¹⁾Институт вычислительной математики РАН, Москва

²⁾ НИИ фтизиопульмонологии ММА им. И.М.Сеченова, Москва

Цель. Целью исследований является создание комплекса методов количественного анализа эпидемиологических данных по туберкулезу населения РФ, позволяющих прогнозировать динамику заболеваемости и сравнивать эффективность различных стратегий борьбы с туберкулёзом. Основной задачей 2007 года являлся сравнительный анализ эффек-тивности противотуберкулёзных диспансеров в различных регионах РФ.

Данные и методы. В работе использовались данные отчетности областных противотуберкулезных диспансеров по Форме 33 для 14 областей европейской части РФ, данные индивидуализированной базы по выявленным больным, НИИ фтизиопульмонологии и данные Росстата по демографическим и социально-экономическим характеристикам регионов, 1999-2001 гг. Методы численного решения дифференциальных уравнений, аналитические и численные методы исследования чувствительности решений модели к возмущениям параметров, методы статистического анализа данных.

План работы. Сначала оценивается число невыявленных больных в регионе. Оценки строятся на дополнительной информации о свойствах выявленных больных. Затем социально-экономические и демогра-фические характеристики регионов сопоставляются с оценками параметров эпидемического процесса. По результатам сопоставления строятся зависимости параметров эпидемического процесса от характеристик региона. Используя уточненные оценки параметров, исследуется чувствительность состояния регионов к управляющим воздействиям. Сопоставляются эффекты воздействий на величины параметров эпидемического процесса.

Результаты. Идентифицированы значения параметров эпидемичес-кого процесса для 14 регионов. Установлены значительные, до 2-крат-ных, различия уровней инфицированности и заболеваемости (с учетом оценок числа невыявленных больных) между регионами. Показано, что в рассматриваемый период влияние на заболеваемость социально-экономических факторов сопоставимо с влиянием системы противо-туберкулезных диспансеров. Показано, что регионы могут значительно (до порядка) отличаться по чувствительности уровня заболеваемости к изменениям социально-экономических показателей и характеристик работы системы здравоохранения.

Обсуждение. Наибольший интерес представляют возможные различия между регионами в чувствительности эпидемической ситуации к изменениям в работе медиков и уровней социально-экономических факторов. Эти оценки могут отражать как различия в учете больных, так и объективные различия в состоянии эпидемического процесса. Например, разные социальные и возрастные группы по-разному реагируют на изменения социально-экономических факторов и работу системы здравоохранения. Следовательно, эпидемический процесс возможно неоднороден и распадается на относительно изолированные процессы. А для разных групп эффективны различные воздействия.


Публикации

1. Авилов К.К., Романюха А.А. 2007.Математическое моделирование процессов распространения туберкулеза и выявления больных. Автоматика и телемеханика. № 9, стр. 145-160.

2. Авилов К.К., Романюха А.А. 2007. Математические модели распространения и контроля туберкулеза (обзор). Математическая биология и биоинформатика, том 2, № 2, с. 188-318.

3. Мельниченко О.А., Романюха А.А. 2007. Модель эпидемиологии туберкулеза. Анализ данных и оценка параметров. Математическое моделирование (принята в печать).