ЗАО «АлкорБио» ЗАЯВКА На участие в «Конкурсе Русских Иноваций» Номинация "Перспективный проект" Тема проекта Ранняя диагностика и иммунологические маркеры атопических заболеваний Руководитель проекта: Зуева Елена Викторовна, зав. лабораторией аллергологии, к.б.н. 2007 1 2. Аннотация Цель проекта - Разработка алгоритма иммунологического исследования пуповинной крови новорожденного, амниотической жидкости, грудного молока и слюны ребёнка по определению уровней маркерных показателей атопии и выявлению факторов риска влияющих на постнатальное формирование аллерген-специфического иммунного ответа у новорожденных. Продукт представляет собой комплекс иммунологических методов диагностики, направленный на неонатальный скрининг детей с предрасположенностью к аллергии по измерению уровней маркерных показателей атопии, а так же на выявление факторов риска влияющих на постнатальное формирование аллерген-специфического иммунного ответа. Диагностика нарушений врождённого иммунитета и определение сдвигов в сторону Th-2 ответа при формировании адаптационного иммунитета в период иммунологического импринтинга, будет способствовать обоснованному проведению мероприятий по первичной и вторичной профилактике аллергических заболеваний ещё до появления клинических проявлений, снижению риска манифестации атопии на первом году жизни ребенка или облегчению течения болезни. Рост аллергических заболеваний, наблюдаемый в мире в последние три десятилетия, делает актуальной проблему ранней диагностики и профилактики таких заболеваний, как бронхиальная астма, атопический дерматит, аллергический ринит. Однако, из-за недостаточности в разработке научно-обоснованных критериев оценки предрасположенности к аллергическим заболеваниям, отсутствия алгоритма неонатальной и постнатальной клинико-иммунологической диагностики, в настоящее время в нашей стране практически отсутствуют центры или медицинские учреждения, целенаправленно занимающиеся диагностическим направлением в аллергологии профилактического профиля. Такие медицинские учреждения, как родильные дома, клиники акушерства и гинекологии, детские поликлиники, педиатрические клиники, консультативнодиагностические центры, располагая необходимыми параметрами диагностики и методическими указаниями, будут заинтересованы в проведении скрининга новорожденных и детей первого года жизни на выявление предрасположенности к аллергии. 3. Информация о заявителе Название организации: ЗАО «АлкорБио» Адрес: 189650 Санкт-Петербург, пос.Песочный-2, ул.Ленинградская, д. 70/4, корп.6 Адрес электронной почты: alkorbio@peterlink.ru Страница в Интернете: http://www.alkorbio.ru/ ФИО руководителя организации: Генеральный директор - Полынцев Дмитрий Генрихович Тел.(812) 596 67 76 Факс. (812) 596 67 80 Направления деятельности организации: биотехнология; разработка, производство и реализация наборов для иммуноферментного анализа. Инновационный потенциал: ЗАО «АлкорБио», научно-производственная биотехнологическая фирма, была основана в 1992 году. В настоящее время «АлкорБио» разрабатывает и производит диагностические наборы реагентов для иммуноферментного анализа; в составе фирмы 4 лаборатории численностью 30 человек: биохимическая, иммуно-ферментного анализа, аллергологии, гибридомной технологии; на её базе действуют клеточный центр «Транстехнологии». Клиника и кафедра детских болезней ВМедА (зав. з.д.н., профессор Шабалов Н.П.) имеет более чем 140-летнюю историю. В настоящее время клиника имеет широкий педиатрический профиль, со специализацией по неонатальной педиатрии, активно сорудничает с клиникой акушерства и гинекологии ВМедА, родильными домами С.-Петербурга . 2 Производственный и трудовой потенциал в т.ч.: а) величина годового оборота за последние три календарных года: 2006 – 163 525 тыс.руб; 2005 – 155 267 тыс.руб; 2004 – 122 509 тыс.руб. б) среднесписочная численность работающих: 160 чел. в) наличие производственных мощностей: имеется сертификат производства ISO 90012000 Данные о руководителе проекта: Зуева Елена Викторовна, 54 года, зав. лабораторией аллергологии ЗАО «АлкорБио», к.б.н., окончила Ленинградский ХимикоФармацевтический институт по специальности биотехнология. Работает в ЗАО «АлкорБио» с 2002 г. Последнее место работы – зав. лабораторией грибковых аллергенов и аллергодиагностики в НИИ Медицинской микологии им. П.Н.Кашкина СанктПетербургской Медицинской академии последипломного образования. В настоящее время возглавляет работу лаборатории по научно-производственной теме: Разработка технологии получения аллергенов для использования в иммуноферментных наборах по определению IgE-антител. С 2003 г совместно с кафедрой детских болезной ВМедА ведёт научно-иссдедовательские работы : 1)«Диагностическая значимость тестов определения IgE-антител с использованием аллергенов производства «АлкорБио». 2) «Дифференциальная диагностика аллергических дерматитов у детей». Результаты этих исследований доложены на конференциях: • Национальные дни лабораторной медицины России – 2004 (Москва, 20-22 октября 2004) «Специфическая аллергодиагностика in vivo и in vitro» Зуева Е.В, Головаченко В.А, Бегаева Н.А, Кочиш Л.Т. • II Европейский конгресс по астме и I Международный конгресс «Здоровье и лекарство» (Тбилиси, Грузия, 2-5 окт.2004) «Сравнение результатов определения IgE-антител и кожного тестирования у детей с респираторными аллергическими заболеваниями» В.А.Головаченко, Е.В.Зуева, Н.Н.Бегаева, Л.Т.Кочиш • Российская научная конференция «Педиатрия: из XIX в XXI век» (Санкт- Петербург 30 июня – 1 июля 2005) «Диагностическая значимость различных методов определения спектра сенсибилизации у детей с аллергическими заболеваниями» Г.А.Кузьмина., Е.В.Зуева., Н.А.Иванова. • Научно-образовательный форум «Актуальные проблемы современной клинической лабораторной диагностики» (Новосибирск 1,2 ноября 2006) «Аллергия. Алгоритм специфической диагностики» Е.В.Зуева • Круглый стол «Клуба профессиональных иммунологов» (Анталья 1-7 октября 2006) «Современные методы специфической аллергодиагностики» Е.В.Зуева E-mail: zueva@alkorbio.ru Тел. (802) 596 67 81 Факс. (812) 596 67 80 4. Современное состояние исследований и разработок в области реализации проекта. Новизна предлагаемого подхода по сравнению с известными. Аллергические заболевания, вследствие высокой распространённости, характера течения и влияния на качество жизни больного ребёнка и его семьи, становятся одной из проблем современной медицины. Они представляют опасность не только для отдельного человека, но и в целом для здоровья нации, приводя к высоким экономическим потерям в обществе. В связи с этим, во многих странах мира проблема диагностики, профилактики 3 и лечения аллергических заболеваний становится одной из важных в политике государства в области здравоохранения. Хорошо известно, что раннее предотвращение заболевания – краеугольный камень в борьбе с любой болезнью. Именно поэтому идентификация надежных маркеров, с помощью которых можно будет выявлять людей с предрасположенностью к атопии, особенно при рождении и в период раннего детства, представляет особый интерес. Термин “атопия” введён в клиническую практику в 1923 году для обозначения заболеваний, в патогенез которых вовлечены аллерген-специфические иммуноглобулины класса E (IgE) (Coca A.F., Cooke R.A. //J Immunol 1923;8:163-182). Это такие заболевания как бронхиальная астма, атопический дерматит, аллергический ринит. Известно, что повышение уровня IgE у взрослых до 100-150 kU/l является значимым для диагностики атопии. Однако нормы уровня IgE в пуповинной крови не установлены, а их значения, по данным литературы, варьируются у разных исследователей. (Allam J.P., et al. //Allergy 2005;60:743-750) В синтез IgE-антител вовлечены Th-2 цитокины: интерлейкины IL-4, IL-5 и IL-13, тогда как цитокины Th-1 профиля, такие как IL-12 и IFN-γ, являются антагонистами Th-2 иммунного ответа (Till S., et al. //Immunology 1997;91: 53-57). В литературе имеется значительное число исследований посвященных изучению Th-2 цитокинового профиля у новорожденных для определения риска развития атопии в раннем возрасте. Прежде всего изучалась значимость продукции IL-4 и IL-13 как ранних маркеров атопии. Показано, что имеется корреляции между повышенным уровнем продукции IL-13 клетками пуповинной крови и значительным повышением риска развития атопической симптоматики (Lange J., et al. //Clin Exp Allergy 2003;33:1537-1543; Ohshima Y, et al. //Pediatr Res 2002;51:195-200; SpinozziF, et al. //Int Arch Allergy Immunol 2001;124:497-501). С другой стороны, имеются результаты, противоречащие этим данным: митоген-индуцированная продукция IL-13 мононуклеарными клетками пуповинной крови младенцев с отягощенным семейным анамнезом по атопии была значительно ниже у тех, у которых в дальнейшем развивалась ранняя манифестация заболеваний (Williams T.J. ., et al. //J Allergy Clin Immunol 2000;105:952-959). Определено, что повышение соотношения IL-4/IFN- γ, а так же снижение продукции IL-12 клетками пуповинной крови в ответ на стимуляцию фитогемагглютинином или аллергеном, является фактором риска развития атопии (Gabrielsson S., et al. // Clin Exp Immunol 2001;126:390-396). Среди факторов риска, способствующих развитию аллергических заболеваний, выделяют генетические и внешнесредовые. Генетическая предрасположенность к атопии определяется, прежде всего, способностью организма к выработке повышенного количества IgE-антител в ответ на низкие дозы аллергенов окружающей среды. Это связано с превалированием Th2профиля клеточного иммунного ответа у атопиков, с последующем развитием аллергического воспаления и гиперреактивности органов, вовлечённых в аллергический процесс. Всего известно около 20 генов, ассоциируемых с атопической предрасположенностью. С развитием программы "Геном человека" стало возможным проведение полномасштабных поисков генов сцепленных с атопией. Особый интерес привлекла область на 5 хромосоме (5q31-33), содержащая кластер генов цитокинов, характеризующих Th2-профиль (IL-3, IL-4, IL-5, IL-13), а так же гена мембранного рецептора к липополисахаридам грамотрицательных бактерий (CD14). Во всех случаях определено, что предрасполагающими к атопии являются определённые полиморфизмы этих генов. Так, установлено, что полиморфизм в гене IL-4 в промоторной части в локусе C-589Т ассоциирован с повышенным содержанием IgE (Rosenwasser L.J. // Int Arch Allergy Immunol 1999;118:268-270) , а полиморфизм в гене CD14 в локусе C-159T - с риском развития атопии ( Baldini M., et al. //Am.J Respir Cell Mol Biol 1999;20:976-983). Однако до настоящего времени генетические исследования в области аллергологии не используются широко в клинической практике, поскольку до сих пор со 100% 4 уверенностью не идентифицировано ни одного гена, отвечающего за развитие атопических заболеваний. Кроме того, определение только генетического дефекта не является доказательным прогностическим признаком развития атопического заболевания. Тем не менее, генетические исследования могут способствовать выявлению групп риска уже при рождении человека, проведению целенаправленных иммунологических исследований по определению функциональной активности клеток крови, вовлечённых в формирование аллерген-специфического иммунного ответа, что может явиться основой целесообразности проведения мероприятий по первичной и вторичной профилактике атопических заболеваний у детей раннего возраста. Поскольку рост аллергических заболеваний за последние 100 лет нельзя объяснить изменениями человеческого генома, то значительную роль в возникновении аллергий отводят факторам окружающей среды, изменению характера питания и стиля жизни современного человека. В 1989 году была выдвинута гигиеническая гипотеза аллергии, согласно которой снижение контакта с микробами, которое происходит в быту современного человека, благоприятствует возникновению аллергических заболеваний (Strahan D.P. // BMJ.1989;299:1259-1260). Наблюдение за более чем 900 детьми из сельских местностей, проведённые исследовательской группой ALEX (allergies and endotoxin) из Швейцарии, Мюнхена и Зальцбурга выявило, что риск заболевания аллергической астмой был тем меньше, чем выше была концентрация микробного эндотоксина (LPS) в среде обитания этих детей (2003). В распознавании LPS и других компонентов клеточной стенки бактерий вовлечён мультифункциональный рецептор мононуклеарных клеток CD14, который существует как в мембраносвязанном виде (mCD14), так и в растворимой форме (sCD14), обнаруживаемой в биологических жидкостях. Были исследованы уровни растворимого sCD14 в пуповинной крови и амниотической жидкости для выявления эффекта противодействующего развитию атопии. Обнаружено, что снижение контакта желудочно-кишечного тракта плода с sCD14, поступающего через заглатывание плодом амниотической жидкости, увеличивает риск развития атопических болезней (Jones C.A., et al. // J Allergy Clin Immunol 2002;109:858-866). Существенные различия обнаружены в уровнях sCD14 в пуповинной крови: детей от матерей, страдающих атопическими заболеваниями.У них выявлены значительно более низкие значения концентраций sCD14 чем у детей от неатопических матерей. (U.Holmlund ., et al. // Clin Exp Allergy 2003;33:455-463). Таким образом, в настоящее время усилиями исследователей зарубежных стран обозначен ряд иммунологических параметров ассоциированных с прогнозом развития атопических заболеваний у новорожденных, и претендующих на роль маркерных. Прежде всего можно выделить такие показатели как: 1) наличие атопии у матери и обнаружение IgE в пуповинной крови 2) повышенный уровень растворимого низкоафинного рецептора для для IgE (sCD23) и растворимого рецептора для IL-4 (sIL-4R) в пуповинной крови (Miller A.L., et al. //Pediatr Allergy Immunol 1996;7:68-74) 3) снижение уровня растворимого рецептора для микробных эндотоксинов sCD14 в амниотической жидкости 4) снижение продукции IFN-γ и IL-12 мононуклеарными клетками пуповинной крови под действием митогенов и аллергенов, возрастание значения индекса IL-4/IFN-γ. Многочисленные исследования посвященные прогнозированию развития атопии, проведенные в последние годы за рубежом, свидетельствуют об актуальности и интересе к данной проблеме, но результаты этих работ носят прежде всего научный характер. На сегодняшний день вопрос неонатального скрининга, первичной и вторичной профилактики атопических заболеваний у новорожденных и детей первого года жизни не решен до конца в виде практического применения ни в нашей стране, ни за рубежом. Практическое решение может быть найдено лишь в комплексном подходе, в организации профильного клинико-диагностического Центра, использующего в своей практике 5 научные достижения и ставящем перед собой следующие задачи: 1) проведение мероприятий по выявлению и наблюдению в третьем триместре беременности женщин с атопическими заболеваниями; изучение особенностей течения беременности; составление рекомендаций по характеру питания. 2) разработка алгоритма иммунологического обследования беременных женщин с атопическими заболеваниями. 3) разработка алгоритма иммунологического исследования по определению уровней маркерных показателей атопии в пуповинной крови новорожденных и амнеотической жидкости. 4) проведение скрининга новорожденных по маркерным показателям и определение у них иммунологических и генетических факторов риска развития атопии. 5) разработка рекомендаций по диетической коррекции кормящей матери, подбору молочных смесей при искусственном вскармливании и назначению пробиотиков, по проведению профилактических мероприятий. 6) выявление детей первого года жизни с наличием сенсибилизации и пищевой непереносимостью, разработка рекомендаций по назначению обоснованных элиминационных диет. 5. Сущность предлагаемой разработки. Предлагаемый проект направлен на разработку алгоритма иммунологического исследования по определению уровней маркерных показателей атопии у новорожденных и выявлению факторов риска влияющих на постнатальное формирование аллергенспецифического иммунного ответа у детей первого года жизни. Продукт представляет собой комплекс иммунологических методов диагностики, направленный на неонатальный скрининг детей с предрасположенностью к аллергии по измерению уровней маркерных показателей атопии в пуповинной крови и амниотической жидкости, а так же на выявление нарушений реакций местного иммунитета матери и ребёнка, как факторов риска влияющих на постнатальное формирование аллергенспецифического иммунного ответа. Реализация проекта даст возможность накопить практические данные о значимости маркерных показателей с целью использования их в клинической диагностике. В результате выполнения данного проекта планируется разработка методических рекомендаций для врачей по скринингу детей с предрасположенностью к атопическим заболеваниям и методических рекомендаций по по стратегии и тактике профилактики атопии и астмы у детей раннего возраста. Данная тема носит приоритетный характер, т.к в России проведены лишь единичные исследования касающиеся вопроса прогнозирования развития атопии у новорожденных: исследования проводились на пуповинной крови плода, взятой с помощью кордоцентеза на разных сроках беременности у женщин с угрозой гемолитической болезни новорожденных. Выявлены различия в иммунологических показателях (уровнях интерлейкинов) в группе женщин с отягощенным анамнезом по атопии по сравнению с группами относительно здоровых женщин и женщин с гемолитической болезнью плода (Прямкова Ю.В., Самсыгина Г.А. // Педиатрия 2007;86:7-14) Данная работа будет проводится на пуповинной крови новорожденных и амниотической жидкости, забор которых будет осуществляться акушерами во время родов. Проект будет выполняться на базе ЗАО "АлкорБио" в лаборатории аллергологии и на базе Военно-Медицинской Академии (г.Санкт-Петербург) в клинике детских болезней. Для выполнения проекта будут привлечены врачи родильных домов (по договорам), а так же клиники акушерства и гинекологии ВМедА. Забор слюны ребёнка, грудного молока и периферической крови будет проводиться в клинике детских болезней ВМедА. Для выполнения проекта необходимо: 6 1. Провести подбор групп беременных женщин с атопическими заболеваниями и контрольной группы, проанализировать течение беременности и особенности питания во время беременности; получить у них письменное согласие на участие в исследовании. 2. Провести исследования на образцах переферической крови женщин по определению маркеров атопии по показателям: а) IgE общего б) IgE и IgG4 специфических в) уровня растворимого sCD14 3. Провести исследования на образцах пуповинной и периферической крови детей первого года жизни в установленный контрольный срок по определению маркеров атопии: а) IgE общего б) IgE и IgG4 специфических в) эозинофилии г) продукции интерлейкинов IL-13, 4,12, а так же IFN- γ лимфоцитами пуповинной крови при стимуляции аллергенами и митогенами 4. Провести исследование на наличие аллергенов, IgE-антител и определение уровня растворимого sCD14 в околоплодных водах. 5. Определить иммунологические показатели факторов риска развития атопии: а) уровня растворимого sCD14 в грудном молоке кормящей матери б) экспрессии мембранного mCD14 на моноцитах пуповинной крови под действием LPS г) уровень sIgA в слюне новорожденных д) уровень sIgA в грудном молоке кормящей матери Проект является частью предлагаемого нами комплексного подхода к решению проблемы прогнозирования атопических заболеваний у новорожденных и организации профильного клинико-диагностического Центра. Для внедрения в клиническую практику скрининга новорожденных необходимо осуществить этап предварительного исследования по отработке всех методов анализов, накоплению и статистической обработке материалов и интерпретации полученных результатов, разработке алгоритмов первичной и вторичной профилактики аллергиче6ских заболеваний у беременных женщин и детей первого года жизни, разработке алгоритмов иммунологического исследования беременных женщин и новорожденных. 6. Права на интеллектуальную собственность. Разработка не защищена авторскими правами. 7. Конкурентные преимушества Данная проблема в нашей стране пока никем не решена как в научном, так и в практическом плане. Аналогичные научно-практические исследования широко проводятся в странах Западной Европы, США и Австралии, в таких известных медицинских центрах как Karolinska Hospital (Stockholm), North West Lung Centre (Manchester), UWA School of Paediatrics and Child Health (Perth), Humboldt-Universitaet (Berlin); University of Bonn и других. Такое состояние дел и отставание России в этом вопросе можно объяснить тем, что аллергия является, прежде всего, “болезнью цивилизации” и в последнее десятилетие распространённость атопических заболеваний в западных странах приобретает характер эпидемии, которая ещё не коснулась нашей страны. Однако переход нашей страны на рыночную экономику, внедрение в повседневную жизнь “западного стиля жизни”, приведёт в ближайшем будущем к резкому скачку заболеваемости атопией, и прежде всего у детей. 7 8. Рынок сбыта Рост аллергических заболеваний наблюдаемый в мире в последние три десятилетия, делает актуальной проблему ранней диагностики и профилактики таких заболеваний, как бронхиальная астма, атопический дерматит, аллергический ринит. По данным Всемирной Организации по борьбе с аллергией (WAO) 15% населения планеты страдает аллергическими заболеваниями. Однако, в настоящее время в нашей стране из-за недостаточности в разработке научно-обоснованных критериев оценки предрасположенности к аллергическим заболеваниям, отсутствия алгоритма неонатальной и постнатальной клинико-иммунологической диагностики, практически отсутствуют центры или медицинские учреждения, целенаправленно занимающиеся диагностическим направлением в аллергологии профилактического профиля. Такие медицинские учреждения, как родильные дома, клиники акушерства и гинекологии, детские поликлиники, педиатрические клиники, консультативно-диагностические центры, располагая необходимыми методиками и параметрами, будут заинтересованы в проведении скрининга детей с предрасположенностью к аллергии. 9. Порядок коммерциализации результатов разработки . График реализации первого этапа проекта: № подэтапа Наименование работ Сроки выполнения работ 1. Подготовительно-организационный этап I квартал 1.1. Составление формализованной анкеты для беременных женщин, определение сроков для динамического наблюдения за детьми, формы на получение информированного согласия на исследование Месяц 1 - Месяц 2 1.2. Получение согласия врачей родильных домов 16 и 11, кафедры акушерства и гинекологии ВМедА на забор пуповинной крови и околоплодных вод (на договорной основе) Месяц 1 - Месяц 2 1.3. Определение показателей для составления электронной базы данных клинических и иммунологических исследований Месяц 1 - Месяц 3 1.4. Выбор поставщиков и закупка необходимых реагентов для проведения иммунологических исследований Месяц 1 - Месяц 3 2. Проведение клинических исследований Месяц 4 - Месяц 12 2.1. Анкетирование и отбор беременных женщин с аллергическими заболеваниями и женщин контрольной группы для включения в исследование Месяц 4 - Месяц 12 2.2. Диспансерное наблюдение в декретированные сроки за детьми, рождёнными женщинами, включёнными в исследование По установленным контрольным срокам 2.3. Проведение анализа полученных данных, составление аннотационного отчёта Месяц 7 8 Проведение иммунологических исследований 3. 3.1. 3.2. Определение количества общего и аллергенспецифических IgE и IgG4 в сыворотках женщин, включённых в исследование и детей в установленные контрольные сроки Месяц 4 - Месяц 12 Месяц 4 - Месяц 12 Определение в образцах пуповинной крови: а) IgE общего и специфического б) растворимого sCD14 Месяц 4 - Месяц 12 в) определение продукции цитокинов IL13, IL4, IL12 и IFN-γ при стимуляции клеток аллергенами и митогенами 3.3. Определение в околоплодных водах наличия IgEантител, аллергенов и уровня sCD14 (по возможности взятия материала для исследования) Месяц 4 - Месяц 12 3.4. Определение факторов местного иммунитета по уровням sIgA в грудном молоке и слюне новорожденных. Определение уровня sCD14 в грудном молоке Месяц 4 - Месяц 12 3.5. Проведение анализа полученных данных, составление аннотационного отчёта Месяц 7 Анализа полученных данных, составление отчёта по Месяц 12 НИР В выполнении работ по первому этапу будет задействован следующий персонал: 1) научный руководитель проекта 2) менеджер проекта 3) научный сотрудник (клиницист-педиатр) 4) педиатр-аллерголог 5) научный сотрудник (иммунолог) 6) старший лаборант (иммунолог) 7) бухгалтер 8) врачи акушеры-гинекологи (по договорам со сторонними организациями) Прогнозируемый срок коммерческого результата – через 3-5 лет за счёт модификации и разработки диагностических систем, регистрации алгоритмов иммунологического обследования беременных женщин и новорожденных, алгоритмов проведения первичной и вторичной профилактики атопии. 4. 10. Состояние и источноки инвестирования в реализацию проекта. Инвестиции в данный проект ранее не проводились. Разработчики ранее не обращались за инвестициями в другие организации. Объём запрашиваемых у инвестора средств: 2000000 руб на проведение НИР по первому этапу проекта. Доля инвестора в общем объёме финансирования: 50% 11. Предстоящие затраты по проекту. Смета затрат № п/п 1 Наименование статей затрат Заработная плата Сумма руб. 500 000 9 2 Начисление на заработную плату 3 Cпецоборудование 400 000 4 Материалы, сырье, комплектующие 330 000 5 Оплата работ соисполнителей 400 000 6 Прочие расходы 300 000 ИТОГО: 10 70 000 2 000 000