Значительные различия между генофондами народов России требуют разработки этно-регионально адаптированных фармакогенетических тестов и выявления приоритетных регионов для их внедрения.

Цель. Разработать геногеографическую технологию для выявления эффектов отбора на примере биомаркеров, значимых для фармакотерапии пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ), с помощью популяционного биобанка и базы данных "Фармакогенетика популяций России и сопредельных стран".

Материал и методы. Образцы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) Биобанка Северной Евразии из 20 метапопуляций коренного населения Европейской части России изучены по двум массивам данных: по 24 фармакогенетическим маркерам ССЗ (3170 образцов); по 1 276 191 полиморфным ДНК-маркерам аутосомного генома (1293 образца). По каждому массиву данных приведены оценки межпопуляционной изменчивости генофонда: разница между этими оценками характеризует давление отбора на каждый из 24 биомаркеров ССЗ. Создан геногеографический атлас, карты которого демонстрируют давление отбора на каждый биомаркер по степени отклонения от селективно-нейтральной изменчивости генофонда.

Результаты. 24 биомаркера ССЗ подразделены на три класса: близких к селективно-нейтральной изменчивости, подверженных стабилизирующему и дифференцирующему отбору. Для каждого из 24 биомаркеров ССЗ созданы геногеографические карты, выявляющие эффекты отбора в каждой из 20 метапопуляций. Большинство карт выявили популяции, находящиеся под давлением дифференцирующего отбора и поэтому являющиеся приоритетными для внедрения этно-регионально адаптированных фармакогенетических протоколов.

Заключение. Фармакогенетические маркеры и популяции, находящиеся под действием дифференцирующего отбора, требуют разработки этно-регионально адаптированных фармакогенетических тестов. Созданный картографический атлас отбора может служить основой для развития фармакогенетических исследований, проводимых методами геногеографии.

Биоресурсная коллекция ФГБУ "НМИЦ онкологии им. Н. Н. Блохина" Минздрава России — это уникальный структурированный биобанк, объединивший в себе разные типы первичных и дочерних образцов и обеспечивающий возможность их всесторонней характеристики, включая как общепринятые показатели, так и специфические виды исследований. В клиническом подразделении центра депонированы образцы парафиновых блоков, замороженный материал, кровь и ее производные. В НИИ центра собрана коллекция коммерческих и уникальных клеточных линий человека и перевиваемых штаммов, полученных из клинического материала, а также клетки лабораторных животных (линии культур клеток и перевиваемые штаммы), преимущественно мышиного происхождения. Предоставляемые клеточные линии проходят многостадийный конт роль качества, включающий подтверждение подлинности, оценку жизнеспособности и определение оптимальных условий культивирования, анализ межвидовой и внутривидовой контаминации, изучение туморогенности и воспроизводимости на бестимусных мышах Balb/c-nude и др. Также в Биоресурсной коллекции представлены гибридомные клоны, продуцирующие антитела к широкому спектру мишеней. Центр предоставляет возможность проведения доклинических исследований с использованием образцов Биоресурсной коллекции для получения научных и регуляторных данных об антипролиферативной активности новых агентов или способов лечения злокачественных новообразований.

Цель. Создание коллекции образцов плазмы и лейкоцитов крови беременных для усовершенствования методов неинвазивного пренатального тестирования, а также для поиска маркеров дезоксирибонуклеиновой кислоты и изучения молекулярных механизмов гестационных осложнений.

Материал и методы. В процессе создания коллекции используются оригинальные стандартные операционные процедуры. Био материалом для хранения служит плазма и лейкоциты крови беременных женщин.

Результаты. По состоянию на июль 2023г в коллекции содержатся образцы плазмы крови и лейкоцитарной пленки от 5814 беременных. Для 5692 женщин выполнено полногеномное секвенирование внеклеточной дезоксирибонуклеиновой кислоты из плазмы крови на приборе Ion GeneStudio S5 (Thermo Fisher Scientific Inc, США). У 522 женщин собраны данные о цитогенетическом исследовании материала плода после инвазивной пренатальной диагностики. В 241 случае образцы получены от беременных плодами с нормальным кариотипом и 282 случаях от беременных плодами с хромосомными аномалиями. После завершения беременности родами данные о течении и исходах беременности собраны у 590 женщин, в 212 случаях беременность осложнилась "большими акушерскими синдромами". На базе коллекции проведена апробация ранее разработанного биоинформатического алгоритма неинвазивного пренатального тестирования на секвенаторе DNBSEQ-G50 (MGI, Китай). Полученная специфичность соответствовала ожидаемой и составила >99,9%. Чувствительность метода — 100%.

Заключение. Созданная коллекция, а также ассоциированные с ней клинические и геномные данные являются ценным ресурсом для фундаментальных и прикладных исследований, что подтверждается научными работами, выполненными на основе собранных биообразцов.

Цель. Проведение инвентаризации и контроля качества биообразцов "Коллекции биообразцов от беременных женщин на разных сроках гестации для поиска ранних биомаркеров осложнений беременности".

Материал и методы. В рамках настоящей работы использованы методы оценки пробоподготовки биообразцов, включающие выделение дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК)/рибонуклеиновой кислоты из разного биоматериала, белковый электрофорез в полиакриламидном геле и анализ базы данных.

Результаты. Проведен контроль качества биообразцов и инвентаризация коллекции (n=18390), подтвердившие высокую сохранность биоматериала вне зависимости от срока хранения. Средняя концентрация ДНК составила (69,96±6,56) нг/мкл, внеклеточной ДНК (вкДНК) — 0,20±0,02 нг/мкл, рибонуклеиновой кислоты — 38,16±5,69 нг/мкл. Показатели DNA Integrity Number (DIN) >9, RNA integrity number (RIN) >7, A260/280 >1,8 — для всех исследуемых образцов. Белковый форез продемонстрировал отсутствие деградации белковых зон после длительного хранения. Количество ошибок, обнаруженных при инвентаризации — 84 (0,46% от всех записей в базе данных), доноров с неполной клинической информацией — 64 (15% от всех доноров коллекции).

Заключение. Продемонстрирована необходимость обязательного исполнения стандартных операционных процедур при создании и поддержании коллекции, с одной стороны, и периодической инвентаризации с оценкой качества биообразцов, с другой.

Цель. Разработка алгоритма и организация сплошного биобанкирования образцов цельной крови, сыворотки и плазмы крови пациентов стационара ФГБУ "НМИЦ ТПМ" Минздрава России для создания подробно аннотированной, благодаря интеграции электронных историй болезни и базы данных биобанка, коллекции биообразцов.

Материал и методы. В исследование включаются все пациенты, поступающие в стационар ФГБУ "НМИЦ ТПМ" Минздрава России в отделения разного профиля, подписавшие информированное согласие на биобанкирование. Клиническая информация собирается в рамках обследования пациентов и сохраняется в электронных историях болезни в медицинской информационной системе "Медиалог". Биобанкирование крови и ее производных осуществляется в соответствии со стандартными операционными процедурами. От каждого пациента в стандартных условиях сохраняется по 12 аликвот сыворотки и плазмы крови, а также 1 пробирка цельной крови с калиевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты (К2ЭДТА). Информация о биообразцах, идентификационные номера пациентов и координаты расположения в хранилище, содержатся в базе данных биобанка.

Результаты. Разработан и внедрен в практику алгоритм сплошного биобанкирования биоматериала и данных стационарных пациентов. Коллекция, собираемая по данному алгоритму в течение 10 мес. и по настоящее время, связана с большими биомедицинскими данными, хранящимися в медицинской информационной системе, лабораторной информационной системе и биобанке. Объединенные базы данных позволяют вести поиск образцов в коллекции по заданным критериям.

Заключение. Создаваемая по разработанному алгоритму коллекция подробно аннотированных биообразцов может быть использована для широкого спектра научных исследований путем формирования выборок пациентов по необходимым критериям. Разработанный алгоритм сплошного биобанкирования в стационаре может быть использован в различных медицинских центрах, оснащенных биобанками.

В связи с развитием генетических и других видов исследований в сфере трансляционной медицины требуются коллекции, содержащие значительное количество биообразцов и большие массивы данных. Поскольку в процессе госпитализации чаще всего проводится углубленное обследование пациентов, перспективным является создание коллекций, опирающихся на данные электронных историй болезни (ЭИБ). В связи с этим был инициирован проект "Сплошное биобанкирование в стационаре ФГБУ "НМИЦ ТПМ" Минздрава России", направленный на проведение сплошного биобанкирования крови и ее производных от пациентов стационарных отделений и создание единой системы, объединяющей информацию по биообразцам, клинические и другие виды данных, имеющихся в ЭИБ пациентов.

Цель. Описать коллекцию биообразцов, собранных в рамках научного проекта "Сплошное биобанкирование в стационаре ФГБУ "НМИЦ ТПМ" Минздрава России" на август 2023г, и проанализировать особенности создания обширной аннотации биообразцов пациентов в рамках данного проекта.

Материал и методы. Набор пациентов осуществляется на базе стационарных отделений ФГБУ "НМИЦ ТПМ" Минздрава России, только в случае подписания пациентом информированного согласия. После взятия крови биоматериал поступает в биобанк, где проводится пробоподготовка, размещение на хранение сыворотки, плазмы, цельной крови и занесение данных о каждом биообразце в специальную систему менеджмента биообразцов биобанка "FreezerPRO". Одновременно с этим собираются клинические данные о пациенте в рамках ЭИБ, которые объединены в медицинской информационной системе "Медиалог".

Результаты. Разработано специальное "Программное обеспечение для обмена данными между медицинской информационной системой и биобанком", которое объединяет информацию о пациентах, поступающую в медицинскую информационную систему "Медиалог" при заполнении ЭИБ, и систему менеджмента биообразцов биобанка "FreezerPro", содержащую подробную информацию о биообразцах. На 25 августа 2023г собран биоматериал 3996 пациентов, который сопровожден подробной клинической аннотацией. В частности, доступны данные об основном и сопутствующих диагнозах (для 100% пациентов), данные лабораторных анализов (100%), инструментальных методов обследования, в частности, электрокардиограммы (100%), эхокардиографии (76,8%), суточного мониторирования электрокардиограммы по Холтеру (59,8%), эзофагогастродуоденоскопии (27,3%) и др. Наиболее частыми нозологиями явились гипертоническая болезнь (76,0%), атеросклероз (69,9%), ишемическая болезнь сердца (52,9%), нарушения ритма сердца (50,6%), сахарный диабет (19,2%). У 25,0% пациентов в анамнезе стентирование артерий.

Заключение. Сплошное биобанкирование в рамках стационара многопрофильного научного медицинского центра позволяет оперативно и качественно осуществлять набор биоматериала и ассоциированных данных. Собрана коллекция биообразцов с разносторонней и подробной клинической аннотацией. Проведен первичный анализ состава коллекции, показано, что она может быть использована для широкого спектра научных исследований.

Цель. Создание коллекции образцов цельной крови, лейкоцитарной взвеси, геномной дезоксирибонуклеиновой кислоты у пациентов с инфарктом миокарда для фундаментальных и прикладных исследований в области медицины.

Материалы и методы. Сбор, транспортировка и обработка образцов биоматериала в биобанке медицинского института Сургутского государственного университета проведены по стандартным методикам с использованием рекомендаций, стандартных операционных процедур и национального руководства по биобанкированию.

Результаты. По состоянию на 1 сентября 2023г в коллекции собрано 744 аликвоты цельной крови и лейкоцитарной взвеси и выделено 108 образцов геномной дезоксирибонуклеиновой кислоты от 108 доноров, перенесших инфаркт миокарда. Аликвоты образцов из коллекции биобанка активно используются для ряда молекулярно-генетических исследований (генотипирование, массовое параллельное секвенирование).

Заключение. Собранная коллекция биологических образцов пациентов в биобанке на базе Сургутского государственного университета обеспечивает текущие и будущие научно- исследовательские проекты в кардиологии качественным биоматериалом.

Цель. Разработка веб-репозитория "БиоВитрина" для визуализации информации об имеющихся в организации образцах биологического происхождения (https://bb.ibmc.msk.ru).

Материал и методы. Использовался следующий набор инструментов: PostgreSQL 12, скриптовый язык программирования Python 3.8, Django 3.2.7, Angular 12.2.13, Nginx, Docker 3, Redis 6.

Результаты. Биологические образцы в каталоге систематизированы согласно международной классификации болезней 10 пересмотра (МКБ-10). После выбора наиболее подходящих под научную задачу биообразцов Пользователь имеет возможность оформить запрос на их получение. Необходимым условием для получения биологических образцов является последующая публикация результатов экспериментальных исследований в веб-репозитории "БиоВитрина". Такой обмен аналитическими результатами исследований позволит избежать повторения схожих исследований и будет способствовать сохранению материальных ресурсов.

Заключение. "БиоВитрина" разработана с целью оптимизации инфраструктуры биобанков организаций и обеспечения доступности информации об имеющихся у них биоресурных коллекций. Это позволит решить множество вопросов, связанных с использованием различных типов биоматериала, как в исследовательских, так и в клинических целях в области персонализированной биомедицины.

Одной из технологий, которая способствует преодолению проблемы низкой воспроизводимости научных исследований, является биобанкирование, которое подразумевает соблюдение строгих стандартов качества на всех этапах работы с биообразцами. Помимо информации о биообразце (подробного документирования всех особенностей его получения, транспортировки, пробоподготовки и последующего хранения), одним из ключевых моментов является наличие ассоциированной с биообразцом информации о доноре (пациенте). Целью настоящей статьи был анализ подходов к формированию клинической аннотации биообразцов, объединению данных из различных биобанков и оценка возможностей использования для этого электронных медицинских карт и других современных технологий. Поиск публикаций проводился в базах данных PUBMED, eLIBRARY.RU, РИНЦ. Одним из подходов к созданию клинической аннотации является целенаправленный сбор информации специально обученным сотрудником — первичная информация чаще всего берется из индивидуальных карт участника исследования, которые разрабатываются и утверждаются при планировании научной работы. Альтернативным методом является использование электронных историй болезни и других документов, в которые естественным образом собирается информация в процессе обследования и лечения пациентов. Существуют также смешанные формы сбора клинической информации — ярким примером является биобанк Великобритании. Полнота, структурированность и стандартизация являются важнейшими характеристиками клинической аннотации, ассоциированной с биообразцами. В настоящее время разрабатываются различные стандарты, позволяющие унифицировать представление клинической аннотации, сделать биобанки и коллекции более "видимыми" для сторонних исследователей и организаций, что необходимо для сотрудничества и более эффективного и интенсивного использования хранящихся биообразцов. Гармонизация методологии клинического аннотирования между различными биобанками открывает широкие горизонты для проведения крупномасштабных исследований в сфере персонализированной и трансляционной медицины.

В настоящее время проведение мониторинга инфекционной заболеваемости, контроля и прогноза развития эпидемического процесса является чрезвычайно актуальной проблемой здравоохранения.

Цель. Анализ возможностей биобанка для проведения серомониторинга инфекционных болезней на примере инфекции, вызванной вирусом Эпштейна-Барр (ВЭБ), с которым ассоциированы инфекционный мононуклеоз, а также соматическая, в т.ч. онкологическая патология.

Материал и методы. Методом количественного твердофазного иммуноферментного анализа на наличие специфических антител к различным белкам ВЭБ проведено изучение образцов сывороток крови от условно здоровых лиц (2010, 2016, 2019, 2020, 2021 и 2022гг) из коллекции отдела эпидемиологии ФГБУ "НИЦЭМ им. Н. Ф. Гамалеи" Минздрава России.

Результаты. Впервые проведена оценка интенсивности эпидемического процесса ВЭБ-инфекции среди условно здоровых взрослых жителей столицы с использованием образцов биологического материала и информационной базы данных биобанка. Установлено, что в момент обследования 0,8% индивидуумов не были инфицированы ВЭБ, а 9,4% перенесли реактивацию хронической инфекции. Значимых изменений частоты обнаружения маркеров в динамике по годам не выявлено.

Заключение. Паспортизированные коллекции сывороток крови могут эффективно использоваться для изучения популяционного иммунитета, превалентности отдельных инфекций, защищенности населения в масштабах страны и т.д.

Цель. Оценить сохранность иммуноглобулинов (Ig) разных классов (IgА, IgМ, IgG, IgЕ) в условиях продолжительного низкотемпературного хранения образцов сыворотки крови.

Материал и методы. В работе использованы образцы сывороток крови из коллекции отдела эпидемиологии, исследованные методом иммуноферментного анализа на наличие антител классов IgА, IgМ, IgG, IgЕ двукратно: сразу по поступлению в лабораторию и после хранения при температуре -70о C в течение 8 лет.

Результаты. По истечении периода хранения серопозитивных сывороток уровень антител класса IgA статистически значимо не изменился (р=0,7). В отношении остальных классов иммуноглобулинов (IgM, IgG, IgE) наблюдалось небольшое (не >15%), однако статистически значимое снижение их уровня в сыворотке крови (р<0,05), наиболее выраженное для Ig E. Показано, что чем выше был уровень антител в образцах при первом исследовании, тем более он снизился после долгосрочного хранения (корреляционная связь при р<0,05). Это не привело к появлению ложноотрицательных результатов, что связано с выявленной нами большей "точностью" измерения именно небольших значений.

Заключение. Длительное низкотемпературное хранение образцов сывороток крови в условиях биобанка обеспечивает сохранность антител разных классов и является основой достоверности результатов будущих исследований.

Цель. Комплексный анализ особенностей метаболомного профиля пациентов с COVID-19 (COrona VIrus Disease 2019, новая коронавирусная инфекция) с использованием методов массспектрометрии и с учетом клинико-лабораторного анамнеза. Изучение связи между тяжестью симптомов COVID-19 и концентрацией первичных метаболитов, прежде всего аминокислот.

Материал и методы. В ретроспективное исследование включены образцы сыворотки крови в общей сложности 935 человек (445 мужчин и 490 женщин) из коллекции биобанка СПб ГБУЗ "Городская больница № 40" из числа заболевших COVID-19. Во всех образцах хромато-масс-спектрометрическим методом было проведено исследование метаболомного профиля. Для статистической обработки данных использовался язык программирования R.

Результаты. На основании проведенного анализа выявлено различие метаболического профиля пациентов с COVID-19 в зависимости от тяжести заболевания — для 52 из 84 обнаруженных соединений наблюдались различия с достоверностью p<0,01. Статистически значимые различия в концентрации зафиксированы для органических кислот, аминокислот и их производных.

Заключение. С использованием образцов из коллекции биобанка было проведено метаболомное исследование биоматериала пациентов, госпитализированных с диагнозом COVID-19. Согласно полученным результатам, с тяжестью протекания COVID-19 ассоциированы кинуренин, фенилаланин и ацетилкарнитин. Выявлены различия метаболомного профиля у пациентов с цитокиновым штормом на момент взятия крови, определены метаболиты, подходящие под потенциальные биомаркеры развития цитокинового шторма.

Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) периферической крови хорошо зарекомендовала себя как процедура лечения гематологических, онкологических и аутоиммунных заболеваний. У онкологических больных трансплантация ГСК позволяет использовать в процессе лечения высокодозные цитотоксические препараты в сочетании с лучевой терапией, что обеспечивает выраженный противоопухолевый эффект. Гематологическая токсичность подобного лечения устраняется последовательным введением стволовых клеток, способствующих восстановлению ростка кроветворения. Перед трансплантацией ГСК периферической крови подвергают процедуре сбора и криоконсервации с целью дальнейшего хранения. Важным требованием, предъявляемым к криоконсервации, является сохранение жизнеспособности ГСК, ответственных за восстановление ростка кроветворения. Цель обзора — анализ литературы, посвященной изучению влияния различных способов криоконсервации ГСК периферической крови человека на сохранение жизнеспособности клеток после размораживания, а также развитие нежелательных явлений у пациентов. Рассмотрены вопросы, связанные с использованием различных криопротекторов, а также методы хранения трансплантатов ГСК. Представленные данные свидетельствуют о необходимости дальнейшего изучения влияния криопротекторов на организм человека и клеточный состав трансплантата и усовершенствования протоколов криоконсервации ГСК.

Цель. Провести валидацию и оценить точность 14 шкал генетического риска (ШГР) сахарного диабета 2 типа (СД2), созданных ранее в других странах, на выборке населения регионов России из биобанка ФГБУ "НМИЦ ТПМ" Минздрава России.

Материал и методы. Для генетического анализа были использованы данные секвенирования следующего поколения на выборке из российской популяции (n=1165) на основе коллекции биобанка. Исследование включало 14 ШГР, ассоциированных с СД2.

Результаты. В рамках исследования было продемонстрировано, что предсказательная сила 12 из 14 ШГР для СД2 воспроизводится на российской популяции. В качестве метрик качества была использована площадь под ROC-кривой, которая для моделей с включением только ШГР варьировалась от 54,49 до 59,46%, а для моделей, включающих ШГР, пол и возраст — от 77,56 до 78,75%.

Заключение. Впервые в России проведено исследование 14 ШГР СД2, разработанных на других популяциях. 12 ШГР прошли валидацию и в будущем могут быть применены для улучшения прогнозирования риска развития и профилактики СД2 в России.

Цель. Оценить осведомленность о биобанкировании среди пациентов и медицинских работников, а также выявить факторы, влияющие на готовность становиться донорами, и участвовать в сборе биологического материала.

Материал и методы. Проведено качественное исследование на основе полуструктурированного интервью врачей (n=11) и пациентов (n=11) медицинских организаций г. Томска. Полученные результаты обрабатывались при помощи методик лексического и сравнительного анализа.

Результаты. Опыт участия в биобанкировании со стороны пациентов и врачей был крайне ограничен, но имеющие опыт оценивали его положительно. Пациенты и врачи ранее не получали информацию о биобанках из официальных источников, но интуитивно правильно понимали их функции и роль в биомедицинских исследованиях. Пациенты были готовы жертвовать биоматериал, а врачи — собирать, но субъектам важно было понимать цель работ и дальнейшее использование биоматериала. Пациенты хотели быть уверены, что процедуры сбора будут для них безопасны, а в дальнейшем сохранится конфиденциальность их личных данных. Основными мотивами к донорству биоматериала стали: вклад в научное развитие, потенциальная ценность для потомков доноров, общественное признание и материальное вознаграждение.

Заключение. Популяризация биобанкирования и повышение осведомленности потенциальных доноров и врачей о нормативном регулировании, в рамках которого осуществляются работы, поможет установить доверие и повысить готовность к донорству, даже в отношении инвазивных процедур забора биоматериала.