CC BY
15
УДК 619:616-07:004.421.4
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТАТИСТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ТУБЕРКУЛИНА ОЧИЩЕННОГО (ППД) ДЛЯ МЛЕКОПИТАЮЩИХ
МЯСОЕДОВ Ю.М.,
кандидат биологических наук, ФКП «Курская биофабрика»; e-mail: [email protected].
Реферат. Основой профилактики туберкулёзной инфекции у животных является аллергическая диагностика с использованием ППД туберкулинов. Параметры качества ППД туберкулинов активность и специфичность определяют диагностическую эффективность аллергодиагностики. Характеристики туберкулина активность и специфичность исследуются в лабораторных условиях, на группах морских свинок сенсибилизированных микобактериями птичьего и бычьего видов. Оценка перечисленных параметров осуществляется с использованием формул расчёта: среднего диаметра аллергических реакций, показателя среднего квадратического отклонения туберкулиновых реакций, усредненного тангенса угла наклона прямых к оси абсцисс, логарифма относительной активности, антилогарифм относительной активности, стандартной ошибки, значения среднего квадратического отклонения опыта.
Учитывая специфику программного обеспечения используемого для расчёта биологических показателей ППД туберкулина для млекопитающих и отсутствие подобного продукта среди программного обеспечения представленного для коммерческого использования целью работы было: разработка, отладка и тестирование компьютерных программ математического расчёта активности и специфичности туберкулина очищенного (ППД) для млекопитающих. Язык программирования Embarcadero RAD Studio Delphi XE4 (Object Pascal), операционная система: Windows ХР/7.
В результате проведенной работы разработаны, отлажены и протестированы программы позволяющие осуществлять статистический анализ биологических показателей активность и специфичность туберкулина очищенного (ППД) для млекопитающих, позволяющие в электронной версии формировать базу данных и оценивать эффективность технологии производства препарата.
Ключевые слова: сенсибилизация, морские свинки, программное обеспечение, активность, специфичность, ППД туберкулины.
DEVELOPMENT OF SOFTWARE OF THE STATIATICAL ANALYSIS OF QUALITY PARAMETRS PURIFIED TUBERCULIN (PPD) FOR MAMMALS
MYASOEDOV Y.M.,
Candidate of Biology Sciences, Kursk biofactory.
Essay. The Basis of preventive maintenance of a tubercular infection at animals is allergic diagnostics with use PPD tuberculins. Parameters of PPD quality tuberculins activity and specificity define diagnostic efficiency allergens diagnostics.
Characteristics activity and specificity are defined in laboratory conditions, on groups of guinea pigs sensibilized mycobacteriums of the bird's and bull kinds.
The estimation of the listed parameters is carried out with using of calculation formulas: average diameter of allergic reactions, a parameter of the average quadratic deviation of the tuberculin reactions, the average tangent of the inclination corner of straight linees to the axis abscissa, the logarithm of relative activity, the antilogarithm of relative activity, a standard mistake, value of an average quadratic deviation of experience.
Taking into account the software specificity that used for biological parameters calculation PPD tuberculin for mammals and absence of a similar product among the software submitted for commercial using by the purpose of work was: development, debugging and computer programs testing of mathematical calculation activity and specificity of the Purified tuberculin (PPD) for mammals. Programming language Embarcadero RAD Studio Delphi XE4 (Object Pascal), operational system: Windows ХР/7.
Thus there are programs that allow to carry out the statistical analysis of biological parameters activity and specificity Purified tuberculin which are developed organized and tested to form a database and to estimate efficiency and they technologies of a preparation.
Key words: sensibilized, guinea pigs, the software, activity, specificity, PPD tuberculins.
Введение. Основой борьбы с туберкулёзной инфекцией у сельскохозяйственных животных является скрининговая диагностика. Повсеместно используемым скрининговым методом определения инфицированных микобактериями туберкулёза животных является ал-лергодиагностика, предполагающая использование ППД туберкулина для млекопитающих (Наставление по диагностике туберкулёза животных, 2002). В связи с чем ППД туберкулин для млекопитающих должен обеспечивать выявление наибольшего количества инфицированных особей при минимальном выявлении не инфицированных. Количественными параметрами, характеризующими диагностическую ценность ППД ту-
беркулина в соответствии с требованиями OIE Manual of Diagnostic Tests and Vaccines for Terrestrial Animals, 2010 является величина биологическая активность и специфичность.
Иммунобиологические параметры активность и специфичность определяются в лабораторных условиях, на группах морских свинок, сенсибилизированных микобактериями бычьего и птичьего видов. Методически тесты являются идентичными и включают несколько этапов: сенсибилизация морских свинок, приготовление разведений тестируемого и контрольного препаратов; внутрикожная инъекция сенсибилизированным морским свинкам разведений тестируемого и кон-
трольного препаратов; определение через 24 часа взаимно перпендикулярных линейных размеров реакции ПЧЗТ; определение средних значений реакций соответствующих разведений; математический расчёт значений активности и специфичности аллергена. Расчёт показателей активность и специфичность может быть реализован посредством использования калькуляторов с расширенным диапазоном функций, либо на ЭВМ при помощи соответствующего программного обеспечения. Использование калькуляторов с расширенным диапазоном функций ограничивается трудоёмкостью проводимых операций обусловленных обработкой больших массивов данных. В свою очередь программного обеспечения для расчёта биологических показателей ППД туберкулина для млекопитающих на рынке интеллектуальной собственности не представлено.
Принимая во внимание вышеизложенное целью работы было: разработка, отладка и тестирование компьютерных программ математического расчёта активности и специфичности туберкулина очищенного (ППД) для млекопитающих.
Условия, материалы и методы исследования. При разработке программного обеспечения были использованы математические формулы, регламентированные ВОЗ для расчёта значений биологическая активность и специфичность ППД туберкулинов: средний диаметр реакции на каждое разведение аллергена, среднее квадратическое отклонение реакции на каждое разведение, усредненный тангенс угла наклона прямых к оси абсцисс, логарифм относительной активности, антилогарифм относительной активности, среднее квадратическое отклонение опыта, стандартная ошибка. Математические формулы, используемые при определении биологических показателей туберкулинов представлены ниже.
1. Средний диаметр реакции на каждое разведение
аллергена (d)
- 1 N d = — V di N 1=Т
2. Среднее квадратическое отклонение реакции на
m lg R = -
а ( Фрадкин В.А., 1990).
каждое разведение ( ai )
1
TI (d - di)2 1 i=i
b =
(d25s - dis) + (d25t - dit) 2 • (lg25 - lgi)
4. Логарифм относительной активности (LgR)
LgR =
(dit - dis) + (d5t - d5s) + (d25t - d25s)
K^b
N-i t
3. Усредненный тангенс угла наклона прямых к оси абсцисс (b)
5. Антилогарифм относительной активности
b ik
Анализ и обсуждение результатов исследования.
Тесты определения величины биологическая активность и специфичность в методическом аспекте сходны, вместе с тем имеются различия связанные с применением различных дозировок (при определении показателя специфичность, дозы ППД для млекопитающих в 40 раз больше, чем при определении значения активность) кроме того, при определении специфичности в качестве контрольного образца используется ППД для птиц) (ГОСТ 32306-2013, 2014). Выражение коэффициента относительной активности (R) в Международных единицах осуществляется произведением значения антилогарифма относительной активности и значение активности контрольного препарата (10 000 МЕ/см3). Использование показателя активности равное 10000 МЕ соответствует значению активности туберкулина изготовленного, согласно требованиям МЭБ. При этом значение активности может соответствовать 25000 МЕ при производстве и контроле туберкулина с более высокой биологической активностью (OIE Manual of Diagnostic Tests and Vaccines for Terrestrial Animals., 2010). Активность туберкулина очищенного (ППД) для млекопитающих номинального значения 10000 МЕ/см3, характеризуются границами от 6600 до 15000 МЕ/см3, что учитывалось при разработке программного обеспечения.
Определение показателя специфичность в процентах осуществляется делением значения антилогарифма на значение отношения доз испытуемого и контрольного препаратов выраженное в процентах. Специфичность ППД туберкулина для млекопитающих должна соответствовать значению не более 10% (OIE Manual of Diagnostic Tests and Vaccines for Terrestrial Animals., 2010). Исследование специфичности ППД туберкулина осуществляется в гетерологичной сенсибилизации морских свинок микобактериями M. avium.
При разработке программного обеспечения анализа показателя величина биологическая активность в интерфейсе программы предусмотрено введение следующих переменных: дата изготовления препарата, номер серии, дата тестирования, дата сенсибилизации морских свинок, интенсивность аллергических реакций (миллиметры) на соответствующие дозировки тестируемого и контрольного образцов. Выходными данными являются: относительная активность (R), доверительный интервал. В программном обеспечении предусмотрена справка «О программе» где приведены данные о назначении программы. Кроме того интегрирована функция сохранения результатов анализа. Имеется функция печати текстового документа, позволяющая распечатывать и сохранять данные анализа на бумажном носителе. Пример определения показателя биологическая активность ППД туберкулина для млекопитающих при помощи разработанного устройства представлен на рисунке 1.
R= 10IgR
6. Среднее квадратическое отклонение опыта а
_ i n _
а = — • У ai
n i=i
7. Стандартная ошибка mlgR
N
Рисунок 1 - Пример определения показателя биологическая активность ППД туберкулина для млекопитающих
Рисунок 2 - Пример определения показателя специфичность ППД туберкулина для млекопитающих
Следующим этапом исследования была разработка программного обеспечения для расчёта специфичности ППД туберкулина для млекопитающих. В программном обеспечении анализа показателя специфичность в интерфейсе программы предусмотрено введение переменных: дата изготовления препарата, номер серии, дата тестирования, дата сенсибилизации морских свинок интенсивность аллергических реакций на соответствующие дозировки тестируемого и контрольного образцов. Расчётными данными являются: логарифм относительной активности туберкулина (LgR), усреднённый тангенс угла наклона прямых к оси абсцисс, средний диаметр реакции, антилогарифм относительной активности (Я), стандартная ошибка, доверительный интервал. В программном обеспечении предусмотрена справка «О программе» где приведены данные о назначении программы. Кроме того, интегрированы функции сохранения результатов анализа и печати данных на бумажном носителе. Пример определения показателя специфичность ППД туберкулина для млекопитающих представлен на рисунке 2.
В разработанных программах имеется функция добавить и удалить позволяют скорректировать число строк, в зависимости от количества использованных животных в исследовании. Режим установка по умолчанию позволяет автоматически установить число строк равное 10. Функция рассчитать позволяет осуществить математические действия согласно рекомендованным формулам и в автоматическом режиме представить результаты расчётов в нижней части окна. При закрытии программ появляется предупреждение о закрытии программы.
Отладка и тестирование разработанного программного обеспечения анализа активности и специфичности ППД туберкулина для млекопитающих были осуществлены путём сравнения расчётных данных полученные при использовании калькулятора с расширенным диапазоном функций и разработанного программного обеспечения, продемонстрировавшие равнозначность полученных выводов.
Выводы. Разработаны, отлажены и протестированы компьютерные программы, позволяющие осуществлять статистический анализ биологических показателей активность и специфичность туберкулина очищенного (ППД) для млекопитающих, формировать базу данных в электронной версии и оценивать эффективность технологии производства препарата.
Список использованных источников
1. ГОСТ 32306-2013. Туберкулины очищенные (ППД) для животных. - М.: Стандартинформ, 2014.- 18с.
2. Мясоедов Ю.М. Оценка методов контроля качества микобактериальных аллергенов изготавливаемых с использованием M. Bovis // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2015. - № 8.- С. 209-212.
3. Мясоедов Ю. М., Морозов С. В. Оптимизация теста определения биологической активности ППД туберкулина для млекопитающих // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2012. - № 9.- С. 71-74.
4. Наставление по диагностике туберкулёза животных. Утверждено Департаментом ветеринарии Минсельхоза РФ 18 ноября 2002 г. - М., 2002. - 63 с.
5. Фрадкин В.А. Диагностические и лечебные аллергены. - М.: Медицина 1990. - С. 51-58.
6. OIE Manual of Diagnostic Tests and Vaccines for Terrestrial Animals. - Paris, 2010.
List of sources used
1. State Standard 32306-2013. Purified tuberculins (PPD) for animals.- M.: Standardinform, 2014. -18p.
2. Myasoedov J.M. Estimation of a quality monitoring of quality mycobacterium allergens made with use M. bovis // Vestnik of Kursk state agricultural Academy.-2015.- № 8. - P. 209-212.
3. Myasoedov J.M., Morozov S.V. Optimization of the test of definition of biological activity PPD tuberculin for mammal // Vestnik of Kursk state agricultural Academy. - 2012. - № 9. - P. 71-74.
4. Manual on diagnostics of a tuberculosis of animals. It is authorized by Department of veterinary science The Russian Federation Ministry of Agriculture, November, 18, 2002.- 63 p.
5. Fradkin V.A. Diagnostic and medical allergens. - M.: Medicine 1990. - P. 51-58.
6. OIE Manual of Diagnostic Tests and Vaccines for Terrestrial Animals. - Paris, 2010.
