ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2019-2-248-261ssmu-2323Research ArticleОБЗОРЫ И ЛЕКЦИИREVIEW AND LECTURESВозможности применения протеомного анализа в инфектологииPossibilities of using proteomic analysis in infectiologyСтрашниковаН. С.StrashnikovaN. S.

Страшникова Наталья Сергеевна, врач-инфекционист

Natali_Parilova@mail.ruМартыноваГ. П.MartynovaG. P.СалминаА. Б.SalminaA. B.ОловянниковаР. Я.OlovyannikovaR. Yа.КутяковВ. А.KutyakovV. A.ТохидпурА.TohidpurA.Красноярская межрайонная детская больница № 1РоссияKrasnoyarsk Interdistrict Children’s Hospital No. 1.Russian FederationКрасноярский государственный медицинский университет (КрасГМУ) имени профессора В.Ф. Войно-ЯсенецкогоРоссияKrasnoyarsk State Medical University (KSMU) named after Professor V.F. Vojno-YasenetskyRussian Federation201911082019182248261Copyright © Страшникова Н.С., Мартынова Г.П., Салмина А.Б., Оловянникова Р.Я., Кутяков В.А., Тохидпур А., 20192019Страшникова Н.С., Мартынова Г.П., Салмина А.Б., Оловянникова Р.Я., Кутяков В.А., Тохидпур А.Strashnikova N.S., Martynova G.P., Salmina A.B., Olovyannikova R.Y., Kutyakov V.A., Tohidpur A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/2323

Современные методы диагностики и лечения инфекционных заболеваний должны базироваться на достоверных данных, полученных с помощью различных методов лабораторных исследований. Основными характеристиками, предъявляемыми к используемым методам, являются высокая чувствительность (возможность анализа малого количества образца, 10–6–10–4 г/мл), избирательность (селективность), воспроизводимость и др. Протеомные методы исследований удовлетворяют всем принципам доказательной медицины. Преимущества использования указанных методов для выявления маркеров (выявление белков с измененным уровнем экспрессии), своевременной диагностики и лечения инфекционных заболеваний, описанные в статье, очевидны, их внедрение в практическую деятельность врачей – элемент персонализированной медицины.

Modern methods of diagnosis and treatment of infectious diseases should be based on reliable data obtained through various methods of laboratory research. The main characteristics of the methods used are high sensitivity (the ability to analyze a small amount of sample, 10–6–10–4 g/ml), selectivity, reproducibility and others. Proteomic methods of research satisfy all the principles of evidence-based medicine. The advantages of using these methods to identify biomarkers (identifying proteins with altered expression levels), timely diagnosis and treatment of infectious diseases, described in the article, are obvious. Their introduction into practice is an element of personalized medicine.

протеомикабелки-маркерыинфектологиядиагностика.proteomicsprotein-markersdiagnosticsReferencesИванисенко В.А., Афонников Д.А., Николаев С.В., Пинтус С.С., Крестьянова М.А., Пальянов, А.Ю., Титов И.И. Актуальные проблемы компьютерной протеомики. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2005; 9 (2): 162–178.Ivanisenko V.A., Afonnikov D.A., Nikolaev S.V., Pintus S.S., Krestyanova M.A., Pal’yanov A.Yu., Titov I.I. Actual problems of computer proteomics. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2005; 9 (2) 162–178 (in Russ.)].Демидов Е.А., Пельтек С.Е. Протеомика. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2014. 18 (1): 166–174.Demidov E.A., Peltek S.E. Proteomics. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2014; 18 (1): 166–174 (in Russ.)].Мирошниченко И.И., Птицина С.Н. Биомаркеры в современной медико-биологической практике. Биомедицинская химия. 2009; 55 (4): 425–440.Miroshnichenko I.I., Ptitsina S.N. Biomarkers in modern medical and biological practice. Biomedical Chemistry. 2009; 55 (4):425–440 (in Russ.)].Копылов А.Т., Çгода В.Г. Количественные методы в протеомике. Биомедицинская химия. 2007; 53 (6): 613–643.Kopylov A.T., Zgoda V.G. Quantitative methods in proteomics. Biomedical Chemistry. 2007; 53 (6):613–643 (in Russ.)].Beltran P.M J. et al. Proteomics and integrative omics approaches for understanding host-pathogen interactions and infectious diseases. Molecular Systens Biology. 2017; 13 (3): 922. DOI: 10.15252/msb.20167062.Beltran P.M J. et al. Proteomics and integrative omics approaches for understanding host-pathogen interactions and infectious diseases. Molecular Systens Biology. 2017; 13 (3): 922. DOI: 10.15252/msb.20167062.Краснов Н.В., Лютвинский Я.И., Подольская Е.П. Масс-спектрометрия с мягкими методами ионизации в протеомном анализе. Научное приборостроение. 2010; 20 (4): 5–20.Krasnov N.V., Lyutvinsky I.I., Podolskaya E.P. Mass spectrometry with soft ionization methods in protein analysis. Scientific Instrumentation. 2010. 20 (4):5–20 (in Russ.)].Писарев Д.И., Новиков О.О., Васильев Г.В., Селютин О.А. Опыт использования метода MALDI/TOF/MS в фармацевтическом анализе. Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия:Медицина. Фармация. 2012; 18 (10–2): 76–85.Pisarev D.I., Novikov O.O., Vasiliev G.V., Selyutin O.A. Experience in the use of the MALDI/TOF/MS method in pharmaceutical analysis. Scientific Bulletins of the Belgorod State University. Series: Medicine. Pharmacy. 2012; 18 (10-2): 76–85 (in Russ.)].Медведев Ю.В., Раменская Г.В., Шохин И.Е., Ярушок Т.А. ВЖЭХ и СВЖХ как методы для определения лекарственных веществ в крови (обзор). Химико-фармацевтический журнал. 2013; 47 (4): 45–51.Medvedev Yu.V., Ramenskaya G.V., Shokhin I.E., Yarushok T.A. HPLC and UPLC as methods for the determination of drugs in the blood (review). Chemical-pharmaceutical Journal. 2013; 47 (4): 45–51 (in Russ.)].Иванов А.С., Çгода В.Г., Арчаков А.И. Технологии белковой интерактомики. Биоорганическая химия. 2011. 37 (1): 8–21.Ivanov A.S., Zgoda V.G., Archakov A.I. Technologies of protein interactomics. Bioorganic Chemistry. 2011. 37 (1): 8–21 (in Russ.)].Говорун В.М., Иванов В.Т. Протеомика и пептидомика в фундаментальных и прикладных медицинских исследованиях. Биоорганическая химия. 2011; 37 (2):199–215.Govorun V.M., Ivanov V.T. Proteomics and peptidomics in fundamental and applied medical research. Bioorganic Chemistry. 2011; 37 (2): 199–215 (in Russ.)].Алексеева Л.А., Скрипченко Н.В., Бессонова Т.В. Диагностическое значение белков острой фазы в цереброспинальной жидкости детей с нейроинфекционными заболеваниями. Журнал инфектологии. 2010. 2 (2): 28–34.Alekseeva L.A., Skripchenko N.V., Bessonova T.V. Diagnostic value of acute phase proteins in cerebrospinal fluid of children with neuroinfectious diseases. Journal of Infectology. 2010; 2 (2): 28–34 (in Russ.)].Молотилова Т.Н. Сравнительная оценка биохимических характеристик спинномозговой жидкости и крови у больных менингитами различной этиологии: автореф. дис. ... канд. мед. наук. М., 2012: 121Molotilova T.N. Comparative evaluation of biochemical characteristics of cerebrospinal fluid and blood in patients with meningitis of various etiologies. Extended abstract of Cand. Med. Sci. dissertation, Moscow, 2012: 121 (in Russ.)].Яшин Я.И., Яшин А.Я. Определение биомаркеров заболеваний хроматографическими методами. Медицинский алфавит. 2008; 4 (17): 32–34.Yashin Ya.I., Yashin A.Ya. Determination of biomarkers of diseases by chromatographic methods. Medical Alphabet. 2008; 4 (17): 32–34 (in Russ.)].Осипов Г.А., Çыбина Н.Н., Родионов Г. Г. Опыт применения масс-спектрометрии микробных маркеров в лабораторной диагностике. Медицинский алфавит. 2013; 1 (3): 64–67.Osipov G.A., Zybina N.N., Rodionov G.G. Experience of using mass spectrometry of microbial markers in laboratory diagnostics. Medical Alphabet. 2013; 1 (3): 64–67 (in Russ.)].Kovalyov L.I., Kovalyova M.A., Burakova M.V. et al. Studies of the pathogenesis of slow neuroinfections using proteomic techniques. Neurochemical Journal. 2007; 1 (4): 318–325.Kovalyov L.I., Kovalyova M.A., Burakova M.V. et al. Studies of the pathogenesis of slow neuroinfections using proteomic techniques. Neurochemical Journal. 2007; 1 (4): 318–325.Смирнова Н.И., Агафонов Д.А., Щелканова Е.Ю., Çаднова С.П., Черкасов А.В., Кутырев В.В. Геноварианты возбудителя холеры Эль Тор: получение, молекулярно-генетический и протеомный анализ. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2014; 1: 21–31.Smirnova N.I., Agafonov D.A., Shchelkanova E.Yu., Zadnova S.P., Cherkasov A.V., Kutyrev V.V. Genovariants of the causative agent of cholera El Tor: acquisition, molecular genetic and proteomic analysis. Molecular Genetics, Microbiology and Virology. 2014; 1: 21–31 (in Russ.)].Струкова Е.Г., Ефремов А.А., Гонтова А.А., Осипов Г.А., Сарматова Н.И. Определение микроэкологического статуса и диагностика инфекций организма человека с использованием метода хромато-масс-спектрометрии. Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия. 2009; 2 (4):351–358.Strukova E.G., Efremov A.A., Gontova A.A., Osipov G.A., Sarmatova N.I. Determination of the microecological status and diagnosis of human infections using the chromatography-mass spectrometry method. Journal of the Siberian Federal University. Series:Chemistry. 2009; 2 (4): 351–358 (in Russ.)].Sahu A., Kumar S., Sreenivasamurthy S.K. et al. Host response profile of human brain proteome in toxoplasma encephalitis co-infected with HIV. Clinical Proteomics. 2014; 11 (1): 39. DOI: 10.1186/1559-0275-11-39.Sahu A., Kumar S., Sreenivasamurthy S.K. et al. Host response profile of human brain proteome in toxoplasma encephalitis co-infected with HIV. Clinical Proteomics. 2014; 11 (1): 39. DOI: 10.1186/1559-0275-11-39.Vu K., Eigenheer R.A., Phinney B.S., Gelli A. Cryptococcus neoformans promotes its transmigration into the central nervous system by inducing molecular and cellular changes in brain endothelial cells. Infection and Immunity. 2013; 81 (9): 3139–3147. DOI: 10.1128/IAI.00554-13.Vu K., Eigenheer R.A., Phinney B.S., Gelli A. Cryptococcus neoformans promotes its transmigration into the central nervous system by inducing molecular and cellular changes in brain endothelial cells. Infection and Immunity. 2013; 81 (9): 3139–3147. DOI: 10.1128/IAI.00554-13.Kroeker A.L., Ezzati P., Halayko A.J., Coombs K.M. Response of primary human airway epithelial cells to influenza infection: a quantitative proteomic study. Journal of Proteome Research. 2012; 11 (8): 4132–4146. DOI:10.1021/pr300239r.Kroeker A.L., Ezzati P., Halayko A.J., Coombs K.M. Response of primary human airway epithelial cells to influenza infection: a quantitative proteomic study. Journal of Proteome Research. 2012; 11 (8): 4132–4146. DOI:10.1021/pr300239r.Чеботарь И.В., Пономаренко О.А., Лазарева А.В., Карасева О.В., Горелик А.Л., Бочарова Ю.А., Тепаев Р.Ф. Использование MALDI-TOF-технологии для идентификации возбудителей септических состояний в педиатрической практике. Современные технологии в медицине. 2015. 7 (2): 68–74.Chebotar I.V., Ponomarenko O.A., Lazareva A.V., Karaseva O.V., Gorelik A.L., Tepaev R.F. Use of MALDI-TOF-technology for the identification of causative agents of septic states in pediatric practice. Modern Technologies in Medicine. 2015; 7 (2): 68–74 (in Russ.)].Sengupta N., Ghosh S., Vasaikar S.V., Gomes J., Basu A. Modulation of neuronal proteome profile in response to Japanese Encephalitis virus infection. PLoS One. 2014; 9 (3): e90211. DOI: 10.1371/journal.pone.0090211.Sengupta N., Ghosh S., Vasaikar S.V., Gomes J., Basu A. Modulation of neuronal proteome profile in response to Japanese Encephalitis virus infection. PLoS One. 2014; 9 (3): e90211. DOI: 10.1371/journal.pone.0090211.Кононихин А.С., Федорченко К.Ю., Рябоконь А.М., Стародубцева Н.Л., Попов И.А., Çавьялова М.Г., Анаев Э.Х., Чучалин А.Г., Варфоломеев С.Д., Николаев Е.Н. Протеомный анализ конденсата выдыхаемого воздуха в целях диагностики патологий дыхательной системы. Биомедицинская химия. 2015. 61 (6): 777–780.Kononikhin A.S., Fedorchenko K.Yu., Riabokon A.M.,Starodubtseva N.L., Popov I.A., Zavyalova M.G., Anaev E.Kh., Chuchalin A.G., Varfolomeev S.D., Nikolaev E.N. Proteomic analysis of the condensate of the exhaled air for the purpose of diagnostics of pathologies of the respiratory system. Biomedical Chemistry. 2015. 61 (6): 777–780 (in Russ.)].Букин Ю.С., Джиоев Ю.П., Козлова И.В., Ружек Д., Çлобин В.И. Сравнительный анализ физико-химических свойств аминокислотных остатков, входящих в различные варианты оболочечного белка Е вируса клещевого энцефалита. Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. 2014; 6 (100): 84–88.Bukin Y.C., Dzhioev Y.P., Kozlov I.V., Ruzhek D., Zlobin V.I. Comparative analysis of physico-chemical properties of the amino acid residues included in various embodiments of the envelope protein E TBE virus. Bulletin ESSC SB RAMS. 2014; 6(100): 84–88 (in Russ.)].Pérez-Llarena F.J., Bou G. Proteomics as a tool for studying bacterial virulence and antimicrobial resistance.Frontiers in Microbiology. 2016; 7: 410. DOI: 10.3389/fmicb.2016.00410.Fraisier C., Camoin L., Lim S. et al. Altered protein networks and cellular pathways in severe west nile disease in mice. PLoS One. 2013; 8 (7): e68318. DOI: 10.1371/journal.pone.0068318..Vranakis I., Goniotakis I., Psaroulaki A., Sandalakis V., Tselentis Y., Gevaert K., Tsiotis G. Proteome studies of bacterial antibiotic resistance mechanisms. Journal of Proteomics. 2014; (97): 88–99. DOI: 10.1016/j.jprot.2013.10.027.Pérez-Llarena F.J., Bou G. Proteomics as a tool for studying bacterial virulence and antimicrobial resistance.Frontiers in Microbiology. 2016; 7: 410. DOI: 10.3389/fmicb.2016.00410.Chen B., Zhang D., Wang X. et al. Proteomics progresses in microbial physiology and clinical antimicrobial therapy. European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases. 2016; 36 (3): 403–413. DOI: 10.1007/s10096-016-2816-4.Vranakis I., Goniotakis I., Psaroulaki A., Sandalakis V., Tselentis Y., Gevaert K., Tsiotis G. Proteome studies of bacterial antibiotic resistance mechanisms. Journal of Proteomics. 2014; (97): 88–99. DOI: 10.1016/j.jprot.2013.10.027.Румбешт В.В., Мационис А.Э., Дюжиков А.А., Сарвилина И.В. Иммунопротеомика инфекционного эндокардита нативных клапанов сердца. Медицинская иммунология. 2008; 10 (1): 27–34.Chen B., Zhang D., Wang X. et al. Proteomics progresses in microbial physiology and clinical antimicrobial therapy. European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases. 2016; 36 (3): 403–413. DOI: 10.1007/s10096-016-2816-4.Douam F., Ploss A. Proteomic approaches to analyzing hepatitis C virus biology. Proteomics. 2015; 15 (12): 2051–2065. DOI: 10.1002/pmic.201500009.Rumbesht V.V., Matsionis A.E., Dyuzhikov A.A., Sarvilina I.V. Immunoproteomics of the infective endocarditis of native heart valves. Medical Immunology. 2008; 10 (1): 27–34 (in Russ.)].Venugopal A.K., Ghantasala S.S.K., Selvan L.D.N. et al. Quantitative proteomics for identifying biomarkers for rabies. Clinical Proteomics. 2013; 10 (1): 3. DOI:10.1186/1559-0275-10-3.Douam F., Ploss A. Proteomic approaches to analyzing hepatitis C virus biology. Proteomics. 2015; 15 (12): 2051–2065. DOI: 10.1002/pmic.201500009.Осипов Г.А., Родионов Г.Г. Применение метода массспектрометрии микробных маркеров в клинической практике. Поликлиника. 2013; (1–3): 68–73.Venugopal A.K., Ghantasala S.S.K., Selvan L.D.N. et al. Quantitative proteomics for identifying biomarkers for rabies. Clinical Proteomics. 2013; 10 (1): 3. DOI:10.1186/1559-0275-10-3.Способ диагностики аксонально-демиелинизирующих полиневропатий: пат. 2441240 Рос. Федерация: МПК G 01 N 33/49, G 01 N 27/62 / Ющук Н.Д. и др.; заявитель и патентообладатель Москва, Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный медико-стоматологический университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации – № 2010140643/15; заявл. 05.10.2010; опубл. 27.01.2012. Бюл. № 3.Osipov G.A., Rodionov G.G. Application of the mass spectrometry method for microbial markers in clinical practice. Polyclinic. 2013; (1–3): 68–73 (in Russ.)].Способ диагностики сифилиса с использованием метода прямого протеомного профилирования сыворотки крови: пат. 2381505 Рос. Федерация: МПК G 01 N 33/48 / Кубанова А.А. и др.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное учреждение «Государственный научный центр дерматовенерологии Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи» – № 2008138741/15,;заявл. 30.09.2008; опубл. 10.02.2010. Бюл. № 4.A method for diagnosing axonal-demyelinating polyneuropathies: Pat. 2441240 Rus. Federation: IPC G 01 N 33/49, G 01 N 27/62 / Yushchuk N.D. et al.; applicant and patent holder is Moscow, State Educational Establishment of Higher Professional Education «Moscow State University of Medicine and Dentistry» of the Ministry of Health and Social Development of the Russian Federation – No. 2010140643/15; claimed. 10/05/2010; publ. 27.01.2012 Bul. №. 3 (in Russ.)].Pendyala G., Trauger S.A., Kalisiak E., Ellis R.J., Siuzdak G., Fox H.S. Cerebrospinal fluid proteomics reveals potential pathogenic changes in the brains of SIV-infected monkeys. Journal of Proteome Research. 2009; 8 (5): 2253–2260. DOI: 10.1021/pr800854t.A method for diagnosing syphilis using the method of direct proteomic profiling of blood serum: pat. 2381505 Rus. Federation: IPC G 01 N 33/48 / Kubanova A.A. et al.; applicant and patent holder is Federal State Institution «State Scientific Center of Dermatovenereology of the Federal Agency for High-Tech Medical Care» – No. 2008138741/15; claimed. 30.09.2008; publ. 10.02.2010 Bul. № 4 (in Russ.)].Han M.-J., Lee S.Y. The Escherichia coli proteome: past, present, and future prospects. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 2006; 70 (2): 362–439. DOI: 10.1128/MMBR.00036-05.Pendyala G., Trauger S.A., Kalisiak E., Ellis R.J., Siuzdak G., Fox H.S. Cerebrospinal fluid proteomics reveals potential pathogenic changes in the brains of SIV-infected monkeys. Journal of Proteome Research. 2009; 8 (5): 2253–2260. DOI: 10.1021/pr800854t.Han M.-J., Lee S.Y. The Escherichia coli proteome: past, present, and future prospects. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 2006; 70 (2): 362–439. DOI: 10.1128/MMBR.00036-05.Han M.-J., Lee S.Y. The Escherichia coli proteome: past, present, and future prospects. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 2006; 70 (2): 362–439. DOI: 10.1128/MMBR.00036-05.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.