Результат интеллектуальной деятельности: Способ обоснования биомаркеров производственно обусловленных негативных эффектов от воздействия вредных производственных факторов на работников промышленных производств

Изобретение относится к гигиене труда и медицине, а именно к средствам обоснования с помощью биомаркеров негативных медико-биологических эффектов (нарушение здоровья, развитие заболевания) работников, занятых на промышленных производствах, при воздействии вредных производственных факторов (например, шума, вибрации и прочих факторов) для диагностических целей, а также для расширения доказательной базы причинения вреда здоровью, вследствие развития производственно обусловленных заболеваний и/или связанных с ними функциональных нарушений (негативных эффектов) у работников профессиональных групп, подвергающихся экспозиции вредных производственных факторов риска при нарушении санитарного законодательства. Изобретение может быть использовано на различных промышленных предприятиях, т.к. является универсальным.

Кроме того, ценность настоящего изобретения в том, что при его реализации возможно установление и обоснование биомаркеров негативных эффектов от таких производственных физических вредных факторов риска, как, например, шум, вибрация, освещенность, которые, в отличие, например, от химических факторов, невозможно определить в организме.

В рамках настоящего изобретения используются следующие термины:

- «негативный эффект» - функциональное изменение в организме, в зависимости от степени которого определяется фактическое или потенциальное нарушение здоровья или развитие болезни;

- «ведущий негативный эффект» - это негативный эффект, на который приходится наибольшая величина этиологической производственной доли вклада факторов условий труда в развитие негативного эффекта (заболевания);

- «вредный производственный фактор» - фактор среды и трудового процесса, воздействие которого на работающего при определенных условиях (интенсивность, уровень, длительность и др.) может вызвать профессиональное заболевание, временное или стойкое снижение работоспособности, повысить частоту соматических заболеваний;

- «приоритетный вредный производственный фактор» - фактор среды и трудового процесса, воздействие которого на работающего при определенных условиях (интенсивность, длительность и др.), обуславливает наибольшую величину этиологической производственной доли вклада факторов условий труда в развитие негативного эффекта (заболевания);

- «экспозиция» - количественная характеристика интенсивности и продолжительности действия вредного производственного фактора на организм работающего;

- «лабораторный показатель» - биохимический показатель, определение которого осуществляется методами, направленными на анализ исследуемого материала с помощью различного специализированного лабораторного оборудования;

- «функциональный показатель» - показатель, отражающий состояние конкретной функции жизнеобеспечения организма, определение которого осуществляется методами, направленными на оценку этой функции с помощью специализированного функционального и инструментального оборудования;

- «маркерный лабораторный показатель ответа» - показатель, количественно характеризующий биохимическое изменение в организме, в зависимости от степени которого определяется фактическое или потенциальное нарушение здоровья или развитие болезни (негативный эффект);

- «биомаркер негативного эффекта» - показатель, количественно характеризующий биохимическое изменение в организме, в зависимости от степени которого определяется фактическое или потенциальное нарушение здоровья или развитие болезни, и для которого установлена связь с уровнем и длительностью экспозиции вредного производственного фактора;

- «оценка риска»: 1) процесс, который включает следующие элементы: идентификацию опасности, оценку воздействия, оценку зависимости «доза - ответ» и характеристику риска; 2) научная оценка свойств вредного фактора и условий его воздействия на человека, направленная на установление вероятности того, что экспонированные люди окажутся пораженными, а также на характеристику природы тех эффектов, которые у них могут возникнуть; 3) оценка вида и степени выраженности опасности, создаваемой агентом в результате существующего или возможного воздействия на определенную группу людей, а также существующий или потенциальный риск для здоровья, связанный с данным агентом;

- «этиологическая производственная доля EF вклада факторов условий труда» - это удельный вес (доля) тех случаев негативного эффекта (болезни) в общем количестве заболеваний, которые могли бы быть предотвращены при отсутствии влияния вредного производственного фактора;

- «условия труда» - совокупность факторов производственной среды и трудового процесса, оказывающих влияние на работоспособность и здоровье работника;

- «моделирование зависимостей» - установление зависимостей одних величин от других с помощью методов статистического моделирования.

В соответствии с современными проблемно ориентированными направлениями научных исследований, как в мире, так и в России, важным направлением в задачах сохранения здоровья нации и защиты прав граждан на благоприятную среду обитания является формирование доказательства причинения вреда здоровью человека при воздействии опасных факторов. Согласно существующему определению, под причинением вреда здоровью понимается нарушение физиологической функции органов и тканей человека, связанное с действием физических, химических факторов (Об утверждении Медицинских критериев определения степени тяжести вреда, причиненного здоровью человека: Приказ МЗ РФ от 24.04.2008 №194н. Available at: http://base.garant.ru/12162210/ (доступно 10.06.2016)).

Актуальность данных исследований подчеркивается экспертами ВОЗ, по мнению которых для выявления устойчивых причинно-следственных связей нарушений состояния здоровья с воздействием факторов опасности основным диагностическим и прогностическим инструментом является обоснование и использование биомаркеров экспозиции и ответа (эффекта) на воздействие (WHO. Biomarkers and human biomonitoring. Children's Health and the Environment. Training Package for the Health Sector World Health Organization. 2011. Available at: who.int.ceh/capacity/biomarkers.pdf (accessed 19 August 2016); WHO. Principles for evaluating health risks in children associated with exposure to chemicals (Environmental Health Criteria 237). 2006. Available at: http:www.inchem.org (accessed 19 August 2016); CDC. National Report on Human Exposure to Environmental Chemicals. Centers for Disease Control and Prevention. 2015. Available at:http:www.cdc.gov/biomonitoring/ (accessed 19 August 2016).

Из уровня техники широко известны способы обоснования маркерных показателей (биомаркеров) при оценке риска возникновения различных заболеваний у населения от воздействия негативных факторов среды обитания, построенные на одинаковом принципе, и согласно которым

- определяют количественную и качественную характеристику вредных факторов среды обитания (например, превышение санитарно-гигиенических норм вредных химических веществ в воде, в атмосфере, в пищевых продуктах и т.п.), воздействующих на население,

- устанавливают перечень вероятных заболеваний (негативных эффектов) у населения, подвергающихся воздействию установленных вредных факторов,

- формируют группу наблюдения из населения, на которое оказывает влияние этот вредный фактор,

- и группу сравнения, не подверженную влиянию вредного фактора,

- в пробах крови людей этих групп определяют лабораторные и/или функциональные показатели, характеризующие развитие вероятных заболеваний у людей, подвергающихся воздействию рассматриваемых вредных факторов,

- в группе наблюдения выделяют те показатели, уровень которых достоверно отличается от уровня показателей группы сравнения и эти показатели имеют доказанную связь с воздействием вредного фактора, и считают эти показатели в качестве обоснованных биомаркеров негативных эффектов (заболеваний) при воздействии рассматриваемых вредных факторов (Патенты РФ №2546526, 2569763,2583943, 2594428 и другие).

Также из уровня техники известны способы обоснования биомаркеров именно производственно обусловленных негативных эффектов от воздействия вредных производственных факторов на работников промышленных производств, основанные на том же вышеуказанном принципе, что и для населения, подвергающегося воздействию вредных факторов среды обитания. Отличие только в том, что в качестве работников групп наблюдения и сравнения выбирают работников с одного и того же предприятия, условия труда которых различаются по уровню воздействия вредного производственного фактора. Например:

Патент РФ №2558041 «Способ прогнозирования развития профессиональных гиперкератозов у работников производства стекловолокна»: (вредный фактор - комплекс химических веществ, эффект которых усиливается микроклиматом и пылью стекловолокна; негативный эффект - гиперкератоз; обоснованный биомаркер - наличие полиморфного локуса rs1625895 гена TP53, при выявлении генотипа G/A и аллеля А);

Патент РФ №2546929 «Способ отбора стажированных работников, обслуживающих железнодорожный тоннель, в группу риска развития начальных признаков нарушения здоровья» (вредный фактор - комплекс неблагоприятных факторов: низкая положительная температура воздуха, высокая относительная влажность, тяжелый труд и напряженный трудовой процесс, высокие уровни шума, гипогеомагнитное поле, высокие значения объемных активностей радона в зоне дыхания рабочих; негативный эффект - нарушение здоровья; обоснованный биомаркер -концентрация общего тироксина, коэффициент плотности костной ткани L2-L3; максимальная объемная скорость выдоха на уровне 25% и 50% по функции внешнего дыхания, рассчитанная на основании полученных данных дискриминантная функция, по которой судят о нарушении здоровья);

Патент РФ №2545911 «Способ прогнозирования высокого риска развития производственно обусловленных и профессиональных заболеваний у работников химического комплекса, занятых во вредных условиях труда» (вредный фактор - химический фактор, физический фактор (воздействие шума, физических нагрузок, микроклимата и др.), тяжесть и напряженность трудового процесса; негативный эффект - риск развития производственно обусловленных и профессиональных заболеваний у определенного работника с учетом индивидуального состояния его организма с целью донозологической диагностики производственно обусловленных и профессиональных заболеваний на стадии преморбидных изменений; обоснованный биомаркер -одновременное увеличение количественного содержания перекисей в липидах более 4,31 мкмоль/л и снижение общего антиоксидантного статуса менее 1,3 ммоль/л).

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является изобретение по Патенту РФ №2189589 «Способ определения степени зависимости болезни от работы», согласно которому проводят гигиеническую оценку условий труда. Затем проводят комплексную оценку состояния здоровья работающих, включая клинико-функциональные методы исследования, эпидемиологические и медико-статические исследования. Далее рассчитывают количественную оценку относительного риска и этиологической доли, как меры производственной обусловленности, для основных изученных показателей нарушений здоровья. При значениях относительного риска до 1,4 и этиологической доле менее 33% оценивают как общие заболевания, при относительном риске от 1,5 до 5 и этиологической доле, равной 33-80%, оценивают как производственно-обусловленные заболевания, при относительном риске выше 5 и этиологической доле 81-100% - как профессиональные заболевания.

В описании указанного патента №2189589 приведен пример конкретного осуществления известного способа на примере производства хлорорганического синтеза.

Оценивают условия труда на производствах хлорорганического синтеза, а именно структуру и степень профессионального риска в соответствии с Руководством "Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса" - Р.2.2.755-99, где вредные и опасные условия труда относятся к классу 3 (3.1; 3.2; 3.3; 3.4) и классу 4, а оптимальные и допустимые - к классу 1 и 2. Оказалось, что изучаемые производства по классу вредности и опасности укладываются в интервал 3.2-3.4 и оценивались как вредные и опасные.

Определяют вредные факторы риска на этом производстве.

Проводят эпидемиологические, медико-статистические исследования по результатам комплексных медицинских осмотров, по данным профцентра, медсанчасти и завода с целью выявления негативных эффектов - нарушение здоровья и развитие заболеваний, которыми подвержены работники предприятия от токсического воздействия.

Формируют из работников две группы: наблюдения и контроля. Затем проводят комплексную оценку состояния здоровья отобранных рабочих. Объем исследования состояния здоровья включал клинико-функциональные обследования рабочих (углубленный медицинский осмотр всех рабочих врачами специалистами - терапевтом, невропатологом, отоларингологом, окулистом, дерматологом, гинекологом и др.); проведение инструментальных методов исследования - электрокардиография (ЭКГ), спирография, ультразвуковое исследование (УЗИ), фиброгастродуоденоскопия (ФГС) и др.; углубленное, комплексное исследование системы крови, липидного обмена, ферментной системы, антиоксидантной и антитоксической функции, иммунитета, гемостаза, биохимических показателей - наиболее ранних и чувствительных к токсическому воздействию. Проводились цитогенетические исследования.

Указанные комплексные клинические исследования выявили многоуровневые нарушения здоровья от морфофункциональных сдвигов до клинически выраженных форм. Среди них выделили наиболее характерные и часто выявляемые в группе наблюдения по сравнению с контролем, и определили их относительные риски (ОР), которые равны отношению заболеваемости среди лиц, подвергшихся воздействию вредного профессионального фактора риска к группе контроля, и показывает силу связи между воздействием негативного вредного фактора и заболеванием (негативным эффектом).

Количественную оценку вклада производственных факторов или этиологическую долю (ЭД) в развитие патологии рассчитывали, исходя из того, что она равна отношению разности относительного риска и единицы к относительному риску, выраженная в процентах. При этом каждый вид нарушения здоровья (негативный эффект) имел различные величины этиологической доли.

При ОР от 1 до 1,4 и ЭД менее 33% степень обусловленности (т.е. причинно-следственная связь болезни с работой) отсутствует или малая. Эти заболевания являются общими. При ОР от 1,5 до 5 и ЭД 33-80% степени обусловленности имеют среднюю, высокую и очень высокую градации. Эти заболевания относятся к производственно-обусловленным. При ОР выше 5 и ЭД 80-100% степень обусловленности почти полная. Эти заболевания являются профессиональными.

Исходя из определенных ранее в группе наблюдения показателей нарушения здоровья, уровень которых достоверно отличался от уровня показателей группы контроля, и, считая эти показатели в качестве обоснованных биомаркеров негативных эффектов (заболеваний) при воздействии рассматриваемых вредных факторов производств хлорорганического синтеза, оказалось, что в указанных производствах среднюю степень производственной обусловленности имеют показатели общей заболеваемости, болезни органов пищеварения и спонтанные аборты, а высокую - болезни верхних дыхательных путей, дискинезия желчевыводящих путей, болезни кожи, показатели инвалидности, а также показатели хромосомных аберраций.

Причем дополнительно были установлены данные относительного риска нарушений здоровья и этиологической доли различных показателей (как лабораторных, так и функциональных) негативных эффектов в зависимости от степени вредности условий труда (таблица 3 описания патента-прототипа). И было установлено, что чем выше класс вредности условий труда, тем более выражена вероятность производственной обусловленности нарушения здоровья, т.е. для них выше относительный риск и этиологическая доля. Чем выше критериальные значения этих комплементарных показателей, тем больше степень производственной обусловленности и достижение критерия относительного риска 5 (ОР>5 и ЭД>80%) означает почти полную производственную обусловленность, т.е. болезнь признается профессиональной.

Набор этих комплементарных показателей, отражающих ассоциативные связи условий труда и состояние здоровья работающих, и являются биомаркерами для конкретного нарушения здоровья и позволят точно проводить диагностику заболеваний, связанных с работой.

Недостатком данного известного способа является его недостаточная точность, т.к. учитывается воздействие условий труда (где может быть один или несколько вредных факторов), а не конкретного вредного производственного фактора.

Кроме этого не учитывается длительность и уровень воздействия конкретного вредного фактора, не проводится оценка связей между лабораторными показателями с учетом патогенеза развития негативного эффекта.

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в обеспечении возможности обоснования биомаркеров производственно обусловленных негативных эффектов (нарушение здоровья и развитие заболеваний) от воздействия вредных факторов производственной среды, преимущественно, физических факторов, при одновременном повышении точности, за счет расширения информационных показателей и использования оценки связей между лабораторными и функциональными показателями с учетом патогенеза развития негативного эффекта.

Указанный технический результат достигается предлагаемым Способом обоснования биомаркеров производственно обусловленных негативных эффектов от воздействия вредных производственных факторов на работников промышленных производств, согласно которому определяют количественную и качественную характеристику вредных производственных факторов, воздействующих на работников на каждом рабочем месте, устанавливают перечень вероятных негативных эффектов - нарушений здоровья, развития заболевания, у профессиональной группы работников, подвергающихся воздействию установленных вредных производственных факторов, из работников промышленных производств формируют группу наблюдения, на рабочие места которых оказывает влияние вредный производственный фактор, и группу сравнения, на рабочие места которых не оказывает влияние вредный производственный фактор, далее производят количественную оценку степени причинно-следственной связи развития ранее установленных негативных эффектов с условиями труда по расчету показателя относительного риска RR и по показателю этиологической производственной доли EF вклада факторов условий труда в развитие негативного эффекта, затем выполняют отбор пробы крови у работников группы наблюдения и группы сравнения и проводят определение лабораторных показателей, выделяют лабораторные показатели в группе наблюдения, уровень которых достоверно отличается от уровня показателей группы сравнения, и используют их в качестве показателей, по которым определяют профессиональную обусловленность процесса, при этом новым является то, что после определения количественной и качественной характеристики вредных производственных факторов, воздействующих на работников на каждом рабочем месте, выделяют приоритетный вредный производственный фактор риска, устанавливают перечень вероятных негативных эффектов у профессиональной группы работников, подвергающихся воздействию установленного приоритетного вредного производственного фактора риска, а группу наблюдения формируют из работников промышленных производств, на рабочие места которых оказывает влияние установленный приоритетный вредный производственный фактор, далее проводят количественную оценку степени причинно-следственной связи развития ранее установленных негативных эффектов от воздействия приоритетного вредного производственного фактора риска с условиями труда, по расчету показателя относительного риска RR и по показателю этиологической производственной доли EF вклада факторов условий труда в развитие негативного эффекта, при этом выделяют те виды негативных эффектов, для которых этиологическая производственная доля EF вклада факторов условий труда составляет более 51,0%, и среди них выделяют ведущий негативный эффект, исходя из наибольшей величины указанной этиологической доли, далее, исходя из установленного ведущего негативного эффекта, у работников, подвергающихся воздействию исследуемого приоритетного вредного производственного фактора риска, формируют перечень традиционных лабораторных показателей ведущего негативного эффекта и дополнительных лабораторных показателей указанного ведущего негативного эффекта, учитывающих патогенетически связанные с этим ведущим негативным эффектом другие негативные эффекты, обусловленные действием приоритетного вредного производственного фактора, в соответствии со сформированным перечнем у работников группы наблюдения и группы сравнения определяют традиционные и дополнительные лабораторные показатели, отклонение которых от нормы характеризует развитие ведущего негативного эффекта, и в группе наблюдения выделяют те из указанных лабораторных показателей, уровень которых достоверно отличается от уровня показателей группы сравнения, и по ним устанавливают уточненный негативный эффект, у работников группы наблюдения и группы сравнения для уточненного негативного эффекта определяют функциональные показатели этого уточненного негативного эффекта, на основании статистической обработки полученных результатов выделяются наиболее информативные функциональные показатели у работников в группе наблюдения, уровень которых достоверно отличается от уровня таких функциональных показателей группы сравнения; затем выполняют количественную оценку степени причинно-следственной связи функциональных показателей уточненного негативного эффекта с установленным приоритетным вредным производственным фактором и выделяют уточненные функциональные показатели, для которых этиологическая производственная доля EF вклада приоритетного вредного производственного фактора составляет более 51,0%, далее выполняют моделирование зависимостей в системе «экспозиция приоритетного вредного производственного фактора - лабораторный показатель уточненного негативного эффекта» через определение расчетной вероятности Р' отклонения лабораторного показателя уточненного негативного эффекта от физиологической нормы, и выделяют достоверные и адекватные математические модели, описывающие влияние приоритетного вредного производственного фактора на отклонение от физиологической нормы лабораторного показателя уточненного негативного эффекта, причем указанное моделирование проводят отдельно для каждого лабораторного показателя уточненного негативного эффекта, построение вышеуказанных моделей выполняют методом нелинейного регрессионного анализа, позволяющего определить параметры модели, представленной формулой:

, где

Р' - расчетная вероятность отклонения лабораторного показателя уточненного негативного эффекта от физиологической нормы;

х - уровень экспозиции приоритетного вредного производственного фактора;

S - длительность экспозиции приоритетного вредного производственного фактора, лет;

а₀, а₁ - параметры модели;

затем проводят моделирование зависимостей между лабораторными показателями уточненного негативного эффекта, для которых установлена достоверная зависимость «уровень экспозиции приоритетного вредного производственного фактора - лабораторный показатель уточненного негативного эффекта», выполненного отдельно для работников группы наблюдения и группы сравнения, и выделяют маркерные лабораторные показатели ответа, исходя из следующих условий:

- показатели должны образовывать связи, которые есть только группе наблюдения и отсутствуют в группе сравнения;

- выделенные связи, присущие только группе наблюдения, должны быть патогенетически оправданы для развития исследуемого уточненного негативного эффекта,

- при этом выделенные маркерные лабораторные показатели ответа характеризуют исследуемый уточненный негативный эффект, который формируется в ответ на установленный уровень и длительность экспозиции исследуемого приоритетного вредного производственного фактора;

и затем, отдельно для каждого указанного маркерного лабораторного показателя ответа выполняют моделирование зависимости «маркерный лабораторный показатель ответа - уточненный функциональный показатель уточненного негативного эффекта» через определение расчетной вероятности Рʺ с учетом длительности экспозиции исследуемого приоритетного вредного производственного фактора; построение вышеуказанных моделей выполняют методом нелинейного регрессионного анализа, позволяющего определить параметры модели, представленной формулой: 1

^, где

Рʺ - расчетная вероятность отклонения от физиологической нормы уточненного функционального показателя уточненного негативного эффекта;

S - длительность экспозиции (лет);

х - значение маркерного лабораторного показателя ответа;

b₀, b₁ - параметры модели.

и тот маркерный лабораторный показатель ответа, для которого установлена достоверная вероятность отклонения от физиологической нормы уточненного функционального показателя, принимают в качестве обоснованного биомаркера производственно обусловленного негативного эффекта при воздействии вредного производственного фактора на работников промышленных производств.

Количественную и качественную характеристику вредных производственных факторов, воздействующих на работников на каждом рабочем месте, осуществляют на основании сравнительной оценки с гигиеническим нормативом - предельно допустимым уровнем, действующего уровня в каждой точке производственного процесса, учитывая при этом длительность действия производственного фактора.

Количественную оценку степени причинно-следственной связи развития ранее установленных негативных эффектов определяют по частоте случаев заболеваний в течение года в группе наблюдения и группе сравнения.

Для понимания существа вопроса, следует отметить следующее. Разрабатываемые и апробируемые научные подходы к обоснованию маркерных показателей при воздействии внешнесредовых и производственных факторов риска расширяет возможности формирования доказательной базы причинения вреда здоровью в виде риск-ассоциированных заболеваний, вследствие установленных нарушений обязательных санитарно-эпидемиологических требований.

Необходимость научного обоснования биомаркеров негативных ответов (т.е. негативных эффектов) на воздействие факторов условий труда (химических, физических и др.) при выявлении производственно обусловленных заболеваний и/или функциональных нарушений подтверждается результатами последних аналитических исследований, посвященных оценке наиболее распространенных факторов профессионального риска. По мнению экспертов ВОЗ не менее 1,6% бремени болезней в Европе определяется условиями труда. Большинство стран теряют от 4% до 6% валового национального продукта по причине проблем здоровья, связанных с работой. В Российской Федерации 35 субъектов наиболее подвержены воздействию факторов условий труда. Структура профессиональных заболеваний, в зависимости от воздействия вредных производственных факторов, остается относительно постоянной. В 2014 году приоритетную долю составили заболевания, связанные с воздействием физических факторов (46,8%), заболевания, связанные с физическими перегрузками и перенапряжением отдельных органов и систем (25,2%) и заболевания, связанные с воздействием промышленных аэрозолей (17,6%) (Государственный доклад "О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2014 году" (2015). Available at: http://rospotrebnadzor.ru/region/history.php (доступно 24.08.2016)).

Удельный вес рабочих мест промышленных предприятий, не отвечающих санитарно-гигиеническим требованиям по физическим факторам, составил 24,6%.

Указанный технический результат достигается за счет следующего.

Повышение точности предлагаемого способа обеспечивается за счет ряда дополнительных операций по последовательному моделированию зависимостей: «экспозиция приоритетного вредного производственного фактора - лабораторный показатель уточненного негативного эффекта»; «маркерный лабораторный показатель ответа - функциональный показатель негативного эффекта»; и за счет привлечения при этом дополнительных информационных показателей, с учетом длительности и уровня экспозиции, а также за счет ступенчатой схемы выделения именно уточненного негативного эффекта - заболевания, от приоритетного вредного фактора.

Благодаря тому, что проводится моделирование внутренних связей между лабораторными показателями и выделяются только те (они идут в дальнейшее исследование), которые есть только в группе наблюдения и они патогенетически связаны с воздействием приоритетного вредного производственного фактора, также повышается показатель точности.

Причем следует отметить, что при реализации заявляемого способа учитывается механизм развития негативного эффекта при воздействии именно приоритетного вредного производственного фактора (например, гипертония при курении по механизму развития одна, а при воздействии шума - другая). Это позволяет обосновать именно те биомаркеры, которые присущи точно определенному негативному эффекту от конкретного вредного фактора риска.

Существуют физические вредные производственные факторы риска, такие как шум, вибрация, освещенность и др., которые, в отличие от химических факторов, невозможно определить в организме, поэтому необходимо выявить лабораторные показатели, необходимые для установления негативных медико-биологических эффектов (нарушение здоровья через заболевания) в условиях воздействия этих физических факторов, что и позволяет сделать предлагаемый способ. Причем не только выявить эти лабораторные показатели, поставить диагноз, но и обосновать, что это производственно обусловленный диагноз.

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что поставленный технический результат обеспечивается за счет совокупности всех операций предлагаемого способа, их последовательности и режимов его реализации.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом, реализуя его на конкретном примере: «Обоснование биомаркеров негативных эффектов у профессиональной группы работников рудообогатительных производств, подвергающихся экспозиции приоритетного производственного вредного фактора риска - шума».

Сначала следует пояснить, что сильвинитовое рудообогатительное производство относится к числу ключевых категорий рыночной экономики России, которая по объему калийных удобрений входит в тройку крупнейших мировых производителей (20% от объема мирового производства). Основным контингентом, осуществляющим промышленную переработку сильвинитовой руды, являются работники, занятые на выполнении последовательных операций по ее обогащению.

Условия труда работников профессиональных групп, связанных с процессом обогащения калийных руд флотационным способом, характеризуются сочетанным и комбинированным воздействием вредных физических (общая вибрация, шум, нагревающий микроклимат) и химических (бензол, ксилол, толуол, метанол, формальдегид, аммиак, гидрохлорид, пыль и др.) производственных факторов.

Работники основных специальностей производственного процесса сильвинитового рудообогащения, подвергающиеся хроническому воздействию вредных химических и физических факторов производственной среды, относятся к контингентам риска развития заболеваний и/или связанных с ними функциональных нарушений, в первую очередь, со стороны системы кровообращения, в том числе в виде гипертонической болезни (Профессиональная патология: национальное руководство / Под ред. Н.Ф. Измерова. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. 784 с.).

При этом, экспозиция вредных производственных факторов может оказывать модифицирующее влияние на развитие и течение риск-ассоциированных негативных эффектов в виде формирования дополнительных патогенетических звеньев патологического процесса (Анализ риска здоровью в стратегии государственного социально-экономического развития / под общ. ред. Г.Г. Онищенко, Н.В. Зайцевой. М.: Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехи, ун-та, 2014. 738 с.).

Вышесказанное, диктует необходимость научного обоснования и использования бимаркеров негативных эффектов для расширения доказательной базы производственной обусловленности патологического процесса в условиях неприемлемого риска, формируемого физическими факторами производственной среды. Особую значимость обоснование биомаркеров негативных эффектов приобретает при отсутствии возможности обосновать маркеры экспозиции, что имеет место, например, при экспозиции шума.

Для доказательства возможности осуществления предлагаемого способа на вышеуказанном примере использована смешанная схема, а именно: первоначальное указание на признак из формулы изобретения и его конкретная реализация на рудообогатительном производстве.

1. Определяют количественную и качественную характеристику вредных производственных факторов, воздействующих на работников на каждом рабочем месте, и выделяют приоритетный вредный производственный фактор риска.

В качестве источников данных для установления количественных показателей вредных производственных факторов используются результаты оценки условий труда, производственного лабораторного контроля, аттестации рабочих мест.

Количественная оценка индивидуальной экспозиции приоритетных производственных факторов опасности проводится по уровню вредного фактора в каждой точке, связанной с производственным процессом, и его сравнению с гигиеническими нормативами и длительности его действия.

Качественная характеристика экспозиции вредных производственных факторов риска предусматривает оценку их тропности с учетом синергизма или антогонизма.

Рабочие места основных специальностей рудообогатительного производства характеризуются приоритетным вредным производственным фактором - шумом, определяющим неприемлемый уровень риска. Класс условий труда по приоритетному вредному производственному фактору (шуму) вредный (3.1-3.3). Класс условий труда по тяжести трудового процесса допустимый и равный 2 (согласно Руководству по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда: Р 2.2.2006 - 05. - М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2005 - 142 с.). Величина экспозиции (шума) в диапазоне от 82 до 98 дБА (допустимым для производства считается уровень шума не более 80 дБА).

2. Устанавливают перечень вероятных негативных эффектов у профессиональной группы работников, подвергающихся воздействию установленного приоритетного вредного производственного фактора риска.

В качестве источников информации о тропности приоритетных производственных факторов риска к вероятным негативным эффектам (в виде нарушения функции и/или заболевания) используются нормативно-методические документы и справочные материалы:

- Перечни вредных и (или) опасных производственных факторов и работ, при наличии которых проводятся обязательные предварительные и периодические медицинские осмотры (Приказ МЗ РФ №302н от 12.04.2011. Перечни вредных и (или) опасных производственных факторов и работ, при наличии которых проводятся обязательные предварительные и периодические медицинские осмотры).

- Перечень профессиональных заболеваний, уведомление о несчастных случаях на производстве и профессиональных заболеваниях и их регистрация (Рекомендация МОТ №194 от 20.06.2002. О Перечне профессиональных заболеваний, уведомлении о несчастных случаях на производстве и профессиональных заболеваниях и их регистрации).;

- Профессиональная патология (Национальное руководство) (Профессиональная патология: национальное руководство/ под ред. Н.Ф. Измерова. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. - 784 с.);

- учебно-методические справочники, пособия (2004, 2011). Профессиональный состав работников рудообогатительного производства представлен основными специальностями: аппаратчик сушки, аппаратчик гранулирования, аппаратчик дозирования сушильно-грануляционного отделения, центрифуговщик, фильтровальщик, транспортерщик сушильно-грануляционного отделения, машинист мельниц. Условия труда на рабочих местах указанных специальностей, характеризующиеся сочетанным воздействием вредных физических (шум, вибрация локальная, нагревающий микроклимат, тяжесть трудового процесса) и химических (пыль калия хлорида, формальдегид, аммиак, оксид азота) факторов производственной среды, и оцениваются как вредные (класс 3.2) по шуму в соответствии с гигиеническими критериями и классификацией (Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда: Р 2.2.2006 - 05. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2005. 142 с.).

У профессиональной группы работников рудообогатительного производства, подвергающихся вышеуказанной установленной экспозиции шума, установлен вероятный перечень негативных эффектов:

- эндотелиальная дисфункция,

- повышение давления,

- нарушения обмена липопротеидов.

Перечень вероятных негативных эффектов у профессиональной группы работников, подвергающихся установленной экспозиции, сформирован на основании информации о тропности шума к органам и тканям.

3. Из работников промышленных производств формируют группу наблюдения, на рабочие места которых оказывает влияние приоритетный вредный производственный фактор, и группу сравнения, на рабочие места которых не оказывает влияние указанный производственный фактор.

Количественная оценка профессиональных групп работников (работники цехов и производственных участков с аналогичными условиями труда), подвергающихся экспозиции производственных факторов риска, проводится на основании выделения рабочих мест, для которых априорный профессиональный риск является умеренным и выше (группа наблюдения).

Для рудообогатительного производства:

- профессиональная группа работников, подвергающаяся экспозиции шума на рабочих местах основных специальностей, по количественному и половозрастному составу: 54 человека (15 мужчин и 39 женщин), средний возраст 39,55±5,59 лет;

- длительность экспозиции (длительность воздействия шума) от 1 года до 15 лет, в среднем 11,13±2,98 года, в том числе в экспозиции от 0 до 10 лет -31 человек, больше 10 лет - 23 человека (группа наблюдения);

- профессиональный риск (априорная оценка) группы наблюдения по критерию класс условий труда (3.1.-3.3.) оценен от умеренного до непереносимого (Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда: Р 2.2.2006 - 05. - М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2005).

Для проведения сравнительных оценок по частоте встречаемости изучаемого показателя шума формируется группа сравнения (работники, рабочие места которых характеризуются аналогичными условиями труда, но без экспозиции шума).

Группа сравнения рудообогатительного производства:

67 человек (33 мужчины и 34 женщины), средний возраст 38,85±2,19 лет. Средний стаж работы 11,40±2,24 лет, в том числе от 0 до 10 лет - 40 человек, свыше 10 лет - 27 человек.

Выборка для группы сравнения абсолютно сопоставима с выборкой в группе наблюдения по половозрастному составу, стажевой характеристике, социально-экономическим показателям, образу жизни, вредным привычкам (курение, употребление спиртных напитков).

4. Далее проводят количественную оценку степени причинно-следственной связи развития ранее установленных негативных эффектов от воздействия приоритетного вредного производственного фактора риска с условиями труда по расчету показателя относительного риска (RR), свидетельствующему во сколько раз изменялся соответствующий показатель при воздействии исследуемого фактора риска, и по показателю этиологической производственной доли (EF) вклада факторов условий труда в развитие негативного эффекта - заболевания (Подольная М.А., Кобринский Б.А. Показатели и методика расчета эпидемиологических характеристик риска // Российский вестник перинатологии и педиатрии. - 2000. №6. - С. 52-54).

Источником информации о заболеваниях (по количеству случаев заболеваний работников установленных профессиональных групп в течение года работы) являются данные периодических и дополнительных медосмотров, данные учета заболеваемости по первичной медицинской документации.

При этом выделяют те виды негативных эффектов - заболеваний, для которых этиологическая производственная доля вклада факторов условий труда (EF) составляла более 51,0%, и среди них выделяют ведущий негативный эффект - ведущее заболевание, исходя из наибольшей величины указанной этиологической доли.

Достоверность полученных данных оценивали по 95%-ному доверительному интервалу (CI). Связь считали достоверной при нижней границе CI>1 (Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1998; 459 с.).

Сравнительный анализ структуры заболеваемости работников рудообогатительного производства группы наблюдения и группы сравнения выявил:

различия в структуре заболеваемости работников группы наблюдения и группы сравнения по нозологическим формам заболеваний: эссенциальная гипертензия (Международная классификация болезней 10-я редакция МКБ10 - I10) (р=0,001), гипертоническая болезнь (МКБ10 -I11.9) (р=0,001), гипергликемия неуточненная (МКБ10 - R73.9) (р=0,007), иммунодефицит неуточненный (МКБ10 - D84.9) (р=0,009),

- гипертоническая болезнь (МКБ10 - 111.9) является заболеванием с почти полной степенью профессиональной обусловленности (относительный риск RR=8,69, доверительный интервал DI=2,53-29,83; этиологическая производственная доля вклада факторов условий труда EF=88,49%). Т.е. гипертоническая болезнь является при данном приоритетном вредном факторе - шуме, ведущим негативным эффектом.

5. Исходя из установленного ведущего негативного эффекта, у работников, подвергающихся воздействию исследуемого приоритетного вредного производственного фактора риска, формируют перечень традиционных лабораторных указанного ведущего негативного эффекта и дополнительных лабораторных показателей, учитывающих патогенетически связанные с этим ведущим негативным эффектом другие негативные эффекты, обусловленные действием приоритетного вредного производственного фактора.

У работников рудообогатительных производств при экспозиции шума ведущим негативным эффектом, как установлено ранее, является гипертоническая болезнь (МКБ10 - I10, I11.9) и связанное с ней нарушение функции сосудов.

Исходя из патогенеза развития гипертонической болезни при воздействии шума (в диапазоне от 82 до 98 дБ А), элементами дополнительного патогенетического влияния являются активация свободно-радикального окисления, нарушение нейроэндокринной регуляции (через активацию вегетативной нервной системы, усиление синтеза гормонов гипофиза, в т.ч. тиреотропного гормона (ТТГ), контролирующих выработку других гормонов, в частности, может увеличиться выделение кортизола из коры надпочечников), следствием чего является активация синтеза веществ с гипертензивным действием (повышения гомоцистеина в результате снижения оксида азота), воспаление и нарушение проницаемости эндотелия, регуляции сосудистого тонуса, детерминирующих эндотелиальную дисфункцию, гиперлипидемию.

Перечень лабораторных показателей для исследования ответных реакций организма, исходя из ожидаемых негативных эффектов, патогенетически характеризующих развитие гипертонической болезни (ведущий негативный эффект), приведен в таблице 1.

6. Выполняют отбор пробы крови у работников группы наблюдения и группы сравнения и проводят определение лабораторных показателей унифицированными биохимическими, иммуноферментными и иммунологическими методами. Отклонение указанных лабораторных показателей от физиологической нормы характеризует развитие ведущего негативного эффекта.

Процедуры осуществляют с обязательным соблюдением этических принципов медико-биологических исследований, изложенных в Хельсинкской Декларации 1975 года с дополнениями 1983 года, с Национальным стандартом Российской Федерации ГОСТ-Р 52379-2005 «Надлежащая клиническая практика» (ICH Е6 GCP) и наличием информированного согласия обследуемого лица.

Лабораторная диагностика выполнена с помощью автоматического гематологического анализатора Backman Coulter АсТ 5diff AL (США; инв. №110104802, свидетельство о поверке №16/8430 от 16.09.2015, действительно до 16.09.2016); биохимического анализатора Konelab 20 (ThermoFisher, Финляндия; инв. №110104588, сертификат о калибровке №16/1159 от 16.09.2015 до 16.09.2016); иммуноферментного анализатора Infinite F50 Теса (Австрия; зав. №1008007750, инв. №1101041103, сведения о поверке №16/4082 от 21.05.2015 до 21.05.2016).

У работников группы наблюдения и группы сравнения, помимо определения традиционных лабораторных показателей, также проводят определение дополнительных лабораторных показателей, учитывающих патогенетически связанные с этим ведущим негативным эффектом другие негативные эффекты, обусловленные действием приоритетного вредного производственного фактора. Полученные данные приведены в таблице 2.

7. В группе наблюдения выделяют те из указанных показателей, уровень которых достоверно отличается от уровня показателей группы сравнения, и по ним устанавливают уточненный негативный эффект.

Статистическая обработка результатов выполняется с учетом характера распределения массива данных и расчетом статистических характеристик анализируемых лабораторных показателей (среднее арифметическое значение (М); стандартное отклонение (δ); средняя ошибка средней арифметической величины (m)).

Выделяются лабораторные показатели в группе наблюдения, уровень которых достоверно отличается от уровня группы сравнения (M_n±m_n)>(M_k±m_k) (где M_n - среднее арифметическое значение показателя по выборке группы наблюдения; M_k - среднее арифметическое значение показателя по выборке группы сравнения; m_n - средняя ошибка среднего арифметического значения показателя по выборке в группе наблюдения, m_k - средняя ошибка среднего арифметического значения показателя по выборке в группе сравнения) по критерию t - Стьюдента (t>2, p≤0,05) (Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1998; 459 с.) и направленность отклонения от физиологической нормы биологически правдоподобна.

При испытаниях из всех тех лабораторных показателей, приведенных в таблице 2, выделены лабораторные показатели у работников группы наблюдения, уровень которых достоверно отличался от уровня группы сравнения и направленность отклонения от физиологической нормы была биологически правдоподобна. Такими лабораторными показателями являлись:

- повышенный уровень тиреотропного гормона (ТТГ),

- повышенный уровень малонового диальдегида (МДА),

- повышенный уровень кортизола,

- повышенный уровень гомоцистеина,

- повышенный уровень эндотелиального фактора роста (VEGF),

- повышенный уровень интерлейкина-10 (IL-10),

- повышенный уровень холестерина общего,

- повышенный уровень липопротеина(а),

- повышенный уровень холестерина липопротеидов низкой плотности (ЛПНП),

- повышенный уровень лейкоцитов;

- сниженный уровень общей антиоксидантной активности (АОА),

- сниженный уровень оксида азота.

И установлен уточненный негативный эффект - эндотелиальная дисфункция (А.А. Арустамова, А.С. Белоус, М.В. Покровский и др.

Влияние фактора роста эндотелия сосудов VEGF на выработку NO // Серия Медицина. Фармация. 2011. №4 (99). Выпуск 13/2. - С. 62-64. Schmieder, R.Е. Endothelial dysfunction: how can one intervene at the beginning of the cardiovascular continuum? / R.E. Schmieder // J. Hypertens. -2006. - Vol. 24, N2. - pp. 31-35). Дисфункция эндотелия является ведущим компонентом патогенеза гипертонической болезни.

При этом физиологическая норма для вышеуказанных лабораторных показателей следующая: ТТГ - 0,3-0,4 мкМЕ/см³; МДА - 1,8-2,05 мкмоль/дм³, кортизол - 140-600 нмоль/см³; гомоцистеин - 4,6-12,44 мкмоль/дм³ (ж), 6,26-15,01 мкмоль/дм³ (м); VEGF - 10-700 пг/см³; IL-10-0-20 пг/см³; холестерин общий - 0-4,64 ммоль/дм³ (до 30 лет) 0-5,16 ммоль/дм³ (старше 30 лет); липопротеин(а) - 0-14 мг/100 см³; ЛПНП - 0-3,9 ммоль/дм³; лейкоциты - 4-9 10⁹/дм³; АОА - 36,2-38,6%; оксид азота - 70,4-208,6 мкмоль/дм³.

8. У работников группы наблюдения и группы сравнения определяют функциональные показатели этого уточненного негативного эффекта (в примере для работников рудообогатительного производства определяют функциональные показатели эндотелиальной дисфункции).

Показателями функционального состояния эндотелия сосудов являются:

- уровень К-чувствительности плечевой артерии к напряжению;

- уровень относительного прироста диаметра плечевой артерии.

Оценка этих показателей проводится методом ультразвукового исследования УЗИ (Celermajer D.S., Sorensen K.Е., Gooch V.M., Spiegelhalter D.J., Miller O.I., Sullivan I.D., Lloyd J.K., Deanfield J.E. Noninvasive detection of endothelial dysfunction in children and adults at risk of atherosclerosis// Lancet. 1992 Nov 7; 340(8828):1111-5; Функция эндотелия и антиагрегационная активность стенки сосудов при различных подтипах ишемических инсультов: Методические рекомендации МЗ РФ. - М., 2013).

9. На основании статистической обработки полученных результатов выделяют наиболее информативные функциональные показатели у работников в группе наблюдения, уровень которых достоверно отличается от уровня таких функциональных показателей группы сравнения.

У работников группы наблюдения и группы сравнения выполняется исследование функции сосудов (функциональные показатели по результатам УЗИ сосудов), для получения объективных данных для уточненного негативного диагноза - эндотелиальная дисфункция.

На основании статистической обработки полученных результатов выделяются наиболее информативные функциональные показатели функции сосудов у работников в группе наблюдения, уровень которых достоверно отличается от уровня группы сравнения, т.е. (M_n±m_n)>(M_k±m_k) по критерию Стьюдента (t>2, р≤0,05).

При этом частота регистрации и направленность отклонения от физиологической нормы свидетельствовала о наличии эндотелиальной дисфункции (уточненный негативный эффект).

На рудообогатительном производстве были выделены наиболее информативные показатели функции сосудов (по результатам УЗИ) у работников группы наблюдения, уровень которых достоверно отличался от уровня группы сравнения, частота регистрации и направленность отклонения от физиологической нормы свидетельствовали о наличии именно эндотелиальной дисфункции:

- сниженный уровень К-чувствительности плечевой артерии к напряжению,

- сниженный уровень относительного прироста диаметра плечевой артерии (определяли по модифицированной методике D.S. Celermajer с соавт., 1992 г.).

При этом физиологическая норма уровня К-чувствительности плечевой артерии к напряжению составляет 2,90±0,1 у.е., уровень относительного прироста диаметра плечевой артерии - 10-15%.

На основании УЗИ-сканирования сосудов у работников группы наблюдения выделены достоверно отличающиеся от группы сравнения показатели, отклонение которых наиболее информативно характеризует развитие эндотелиальной дисфункции:

- сниженный (относительно уровня показателя группы сравнения) уровень в 1,7 раза К-чувствительности плечевой артерии к напряжению (р=0,001);

- и сниженный уровень относительного прироста диаметра плечевой артерии (р=0,002).

10. Затем выполняют количественную оценку степени причинно-следственной связи функциональных показателей уточненного негативного эффекта с установленным приоритетным вредным производственным фактором и выделяют уточненные функциональные показатели, для которых этиологическая производственная доля EF вклада приоритетного вредного производственного фактора составляет более 51,0%.

Оценка связи с условиями работы (в соответствии с методикой, изложенной Подольная М.А., Кобринский Б.А. Показатели и методика расчета эпидемиологических характеристик риска //Российский вестник перинатологии и педиатрии. - 2000. №6. - С. 52-54.) свидетельствует о высокой степени профессиональной обусловленности сниженного уровня К-чувствительности плечевой артерии к напряжению (RR=2,14, DI=1,45-3,16; EF=53,22%) и сниженного уровня относительного прироста диаметра плечевой артерии (RR=2,95, DI=1,05-8,30; EF=66,07%).

Указанные функциональные показатели эндотелиальной дисфункции (уточненный негативный эффект) принимаются в качестве уточненных функциональных показателей.

11. Выполняют моделирование зависимостей в системе «экспозиция приоритетного вредного производственного фактора - лабораторный показатель уточненного негативного эффекта» через определение расчетной вероятности Р' отклонения лабораторного показателя уточненного негативного эффекта от физиологической нормы, и выделяют достоверные и адекватные математические модели, описывающие влияние приоритетного вредного производственного фактора на отклонение от физиологической нормы лабораторного показателя уточненного негативного эффекта.

Указанное моделирование проводится отдельно для каждого лабораторного показателя (ТТГ, МДА, кортизол, гомоцистеин, VEGF, IL-10, холестерин общий, липопротеина(а), ЛПНП, лейкоциты; АОА, оксид азота) уточненного негативного эффекта (эндотелиальной дисфункции) для групп наблюдения и групп сравнения.

Построение вышеуказанных моделей выполняют методом нелинейного регрессионного анализа, позволяющего определить параметры модели, представленной формулой:

, где

Р' - расчетная вероятность отклонения лабораторного показателя уточненного негативного эффекта от физиологической нормы;

х - уровень экспозиции приоритетного вредного производственного фактора;

S - длительность экспозиции приоритетного вредного производственного фактора (лет);

а₀, a₁ - параметры модели, определение которых произведено методом наименьших квадратов с применением пакетов программ по статистическому анализу данных (Statistica, SPSS, SAS и др.).

Оценка достоверности параметров и адекватности модели проводится на основании однофакторного дисперсионного анализа по критерию Фишера при заданном уровне значимости р≤0,05. При построении математических моделей определяются 95%-ные доверительные границы (Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1998; с. 459).

В качестве адекватных моделей выбираются модели, соответствующие статистическому критерию и отвечающие требованию биологического правдоподобия.

При реализации предлагаемого способа на рудообогатительном производстве в результате моделирования зависимости «экспозиция шума - лабораторный показатель» были установлены достоверные вероятности (Р') отклонения от физиологической нормы только следующих лабораторных показателей, имеющих зависимость от уровня и длительности экспозиции шума: для ТТГ, МДА, гомоцистеина, VEGF, IL-10, холестерина общего и липопротеина(а) (F=50,34-755,17; R²=0,31-0,65; р=0,0001). Полученные данные приведены в таблице 3.

12. Проводят моделирование зависимостей между лабораторными показателями уточненного негативного эффекта, для которых установлена достоверная зависимость «уровень экспозиции приоритетного вредного производственного фактора - лабораторный показатель уточненного негативного эффекта», выполненного отдельно для работников группы наблюдения и группы сравнения, и выделяют маркерные лабораторные показатели ответа, исходя из следующего:

-показатели должны образовывать связи, которые есть только группе наблюдения и отсутствуют в группе сравнения;

- выделенные связи, присущие только группе наблюдения, должны быть патогенетически оправданы для развития исследуемого уточненного негативного эффекта,

- при этом выделенные маркерные лабораторные показатели ответа характеризуют исследуемый уточненный негативный эффект, который формируется в ответ на установленный уровень и длительность экспозиции исследуемого приоритетного вредного производственного фактора.

Иными словами, образующие внутренние, патогенетически оправданные связи, характеризующие исследуемый уточненный негативный эффект на установленный уровень и длительность экспозиции исследуемого приоритетного вредного производственного фактора.

При практической реализации предлагаемого способа моделирования зависимостей (Гланц С. Медико-биологическая статистика / под ред. Н.Е. Бузикашвили. - М.: Практика, 1998. - 459 с.) и сравнительный анализ внутренних связей (экспертиза связей) между лабораторными показателями, для которых установлена достоверная зависимость «уровень экспозиции - лабораторный показатель», выполненного для группы наблюдения и сравнения, выделены маркерные лабораторные показатели ответа, образующие внутренние (патогенетически оправданные) связи, характеризующие ответ только на установленный уровень и длительность экспозиции шума: ТТГ, МДА, гомоцистеин, интерлейкин-10, липопротеина(а) (F=8,26-276,87; R²=0,21-0,68; р=0,0001-0,025).

На основании количественной оценки и сравнительного анализа внутренних связей между лабораторными показателями ответа в группе наблюдения и в группе сравнения выделены маркерные лабораторные показатели ответа, образующие внутренние (патогенетически оправданные) связи, характеризующие ответ только на установленный уровень (в среднем 90 дБА) и длительность (в среднем 11,0 года) экспозиции шума: ТТГ, МДА, гомоцистеин, IL-10, липопротеин(а), (критерий Фишера F=8,26-276,87; коэффициент детерминации R²=0,21-0,68; значимость различий р=0,0001-0,025).

Полученные данные о схематическом представлении системы внутренних связей между лабораторными показателя ответа, для которых установлена достоверная зависимость «уровень экспозиции -лабораторный показатель ответа», приведены в таблице 4.

13. Затем, отдельно для каждого указанного маркерного лабораторного показателя ответа выполняют моделирование зависимости «маркерный лабораторный показатель ответа - уточненный функциональный показатель уточненного негативного эффекта» Рʺ с учетом длительности экспозиции исследуемого приоритетного вредного производственного фактора, по формуле:

Рʺ - расчетная вероятность отклонения от физиологической нормы уточненного функционального показателя уточненного негативного эффекта;

S - длительность экспозиции (лет);

х - значение маркерного лабораторного показателя ответа;

b₀, b₁ - параметры модели, определение которых произведено методом наименьших квадратов с применением пакетов программ по статистическому анализу данных (Statistica, SPSS, SAS и др.).

В результате моделирования зависимости «маркерный лабораторный показатель ответа - уточненный функциональный показатель эндотелиальной дисфункции» (Рʺ) с учетом длительности экспозиции шума установлены достоверные вероятности развития эндотелиальной дисфункции только для одного функционального показателя: относительный прирост диаметра плечевой артерии, имеющего достоверную зависимость от уровня следующих маркерных лабораторных показателей: ТТГ, МДА, IL-10, липопротеина(а). Данные приведены в таблице 5.

14. Тот маркерный лабораторный показатель ответа, для которого установлена достоверная вероятность отклонения от физиологической нормы уточненного функционального показателя, принимают в качестве обоснованного биомаркера производственно обусловленного негативного эффекта при воздействии вредного производственного фактора на работников промышленных производств.

Следовательно, при реализации предлагаемого способа на рудообогатительном предприятии маркерные лабораторные показатели ответа: ТТГ, МДА, интерлейкин-10, липопротеин(а), будут являться биомаркерами негативного эффекта - эндотелиальной дисфункции, у работников рудообогатительного производства при экспозиции приоритетного производственного вредного фактора риска - шума, при его уровне от 82 до 98 дБА (в среднем 90 дБА) и длительности экспозиции в среднем 11,0 лет.

Иными словами, на основании выполненных условий: наличие статистически доказанной и параметризованной биологически правдоподобной системы зависимостей «экспозиция шума - маркерный лабораторный показатель ответа - эндотелиальная дисфункция», отражающих патогенетическую обусловленность развития негативного эффекта (эндотелиальной дисфункции), показатели ТТГ, МДА, интерлейкин-10, липопротеин(а) обоснованы в качестве биомаркеров эндотелиальной дисфункции при установленной экспозиции шума на уровне 82-98 дБА.

Применение данных биомаркеров на групповом уровне для доказательства производственной обусловленности развития эндотелиальная дисфункции у обследованного контингента работников свидетельствует, что установленная при УЗИ-сканировании эндотелиальная дисфункция является производственно обусловленной (величина общей вероятности (Р) составила 0,8, что соответствует очень высокой степени именно производственной обусловленности).

Предлагаемый способ может быть применен и для обоснования биомаркеров производственно обусловленных негативных эффектов от воздействия любых других вредных производственных факторов, например, при воздействии на работников вибрации, освещенности, излучения и т.п. При этом алгоритм реализации аналогичен вышеприведенному.

Ниже, в общем виде, приведены условия, выполнение которых является обязательным при обосновании биомаркеров производственно обусловленных негативных эффектов, и они выполнены при реализации предлагаемого способа:

а) установлена статистически доказанная и параметризованная система зависимостей:

- вероятности отклонения от физиологического уровня лабораторных показателей ответа от величины и длительности экспозиции производственного фактора риска (шума),

- между маркерными лабораторными показателями ответа, характеризующие связи, присущие только экспозиции шума,

- вероятности развития негативного эффекта в виде эндотелиальной дисфункции (в отношении которой установлена тропность и неприемлемый риск вредного производственного фактора -шума, а также высокая степень профессиональной обусловленности) по отклонению от физиологического уровня функционального показателя (относительный прирост диаметра плечевой артерии) эндотелиальной дисфункции от отклонения маркерных лабораторных показателей ответа;

б) наличие биологической правдоподобности установленных зависимостей, отражающие патогенетическую обусловленность развития негативного эффекта в виде эндотелиальной дисфункции при установленной экспозиции шума.

Обоснованные предлагаемым способом в конкретном примере биомаркеры производственно обусловленных негативных эффектов при воздействии вредных производственных факторов, можно использовать не только в качестве маркерных лабораторных показателей для диагностики производственной обусловленности эндотелиальной дисфункции в условиях воздействия шума, но и при доказательстве причинения вреда здоровью работников рудообогатительных производств. При этом возможно использовать следующий алгоритм действий:

1. У профессиональной группы работников рудообогатительных производств, подвергающихся экспозиции приоритетного производственного фактора риска - шума, ведущим негативным эффектом, патогенетически связанным с развитием гипертонической болезни (МКБ10 - I10, I11.9), является нарушение функции эндотелия сосудов.

Показателем эндотелиальной дисфункции является относительный прирост диаметра плечевой артерии, определяемый по результатам УЗИ сосудов.

2. Биомаркерами негативного эффекта (эндотелиальной дисфункции) при воздействии шума является повышенный уровень относительно физиологической нормы следующих показателей:

- тиреотропный гормон гипофиза в сыворотке крови,

- малоновый диальдегид в плазме крови,

- интерлейкин-10 в сыворотке крови,

- липопротеин(а) в сыворотке крови.

3. Негативный эффект в виде нарушения эндотелиальной функции сосудов должен быть зарегистрирован у работника, подвергающегося экспозиции производственного шума (на уровне 82-98 дБА).

4. Расчет общей вероятности формирования производственно обусловленной эндотелиальной дисфункции выполняется по следующей формуле:

, где

Р - общая вероятность возникновения производственно обусловленной эндотелиальной дисфункции.

Р'_k - вероятность отклонения k-го биомаркера от физиологической нормы при экспозиции установленного уровня и длительности шума,

Рʺ_k - вероятность нарушения функции эндотелия сосудов при установленном уровне k-го биомаркера и длительности экспозиции шума.

5. Вероятность отклонения биомаркера негативного эффекта от физиологической нормы при установленной длительности и уровня экспозиции шума (Р'_k) может определяться по таблице 6. Эти данные носят справочный характер.

6. Вероятность развития негативного эффекта - эндотелиальной дисфункции (по критерию - отклонение показателя относительного прироста диаметра плечевой артерии) (Рʺ_k) в зависимости от значения биомаркера эффекта определяется по таблице 7. Эти данные носят справочный характер.

7. Полученная величина общей вероятности Р количественно характеризует общую вероятность формирования негативного эффекта под воздействием производственного фактора риска - шума.

Количественная оценка степени производственной обусловленности эндотелиальной дисфункции, установленной на индивидуальном (групповом) уровне, определяется по шкале:

Негативный эффект в виде развития эндотелиальной дисфункции (по функциональному показателю - отклонение показателя относительного прироста диаметра плечевой артерии) является производственно обусловленным, при условии, что полученная расчетная общая вероятность (Р)>0,33.

Применение данных биомаркеров на групповом уровне для доказательства именно производственной обусловленности развития эндотелиальной дисфункции у обследованного контингента работников свидетельствует, что установленная при УЗИ сканировании эндотелиальная дисфункция является производственно обусловленной (величина общей вероятности Р составила 0,92, что соответствует почти полной степени производственной обусловленности).

Таким образом, предлагаемый способ имеет следующее, самое главное преимущество перед известными способами: является более точным, т.к. при его реализации:

- оценивается конкретный вредный производственный фактор или может оцениваться по отдельности несколько факторов, в то время как в прототипе учитывается воздействие условий труда (где может быть один или несколько вредных факторов с различным механизмом влияния), а не конкретного вредного производственного фактора;

- учитывается длительность и уровень воздействия конкретного вредного производственного фактора, а в прототипе это не учитывается;

- проводится оценка связей между лабораторными показателями с учетом патогенеза развития негативного эффекта, а также применяется для этих целей дополнительная информация о функциональных показателях этого негативного эффекта, а в прототипе это не проводится, что значительно снижает точность обоснования биомаркеров,

- известными способами можно поставить диагноз, но доказать, что это производственно обусловленный диагноз невозможно, а предлагаемый способ позволяет это сделать.

Обоснованные биомаркеры эндотелиальной дисфункции позволяют расширить доказательную базу производственной обусловленности патологического процесса у работников рудообогатительного производства на индивидуальном и групповом уровне при установленной экспозиции вредного производственного фактора.