Научно-методические основы итерационного прогноза риска и вреда здоровью человека при воздействии химических факторов среды обитания: от белковых мишеней до системных метаболических нарушений

Повышение предиктивного потенциала ранней диагностики и коррекции негативных последствий воздействия факторов среды обитания приобретает особую актуальность для предупреждения и снижения персонализированных и популяционных рисков потерь здоровья населения. Осуществлена разработка научно-методических основ итерационного численного прогноза риска и вреда здоровью человека при воздействии химических факторов среды обитания. Дизайн исследования основан на алгоритме системного анализа развития негативных эффектов при воздействии химического фактора среды обитания. Углубленно обследовано более 1 млн человек, подвергающихся длительной аэрогенной комбинированной экспозиции в концентрациях до 5–10 RfC. Оценено порядка 350 цифровых многофакторных моделей (5500 параметров). Построены структурные биоинформационные матрицы для распознавания на молекулярно-клеточном уровне последовательности ответных событий, инициированных трансформацией белково-пептидного профиля плазмы крови человека, определяющие метаболом. Уточнены элементы вовлечения 20 белков-мишеней в патогенез нарушений, связанных с гипертензией, дислипидемией, ожирением, когнитивной дисфункцией, ассоциированных с химической комбинированной экспозицией. Обоснованы критерии безопасного содержания 10 контаминантов с учетом их комбинаций в биологических средах. Подтверждены прогнозные оценки патогенетических путей фактами их реализации на клеточно-тканевом, органном и организменном уровнях в виде метаболических нарушений и состоявшихся заболеваний со стороны сердечно-сосудистой, нервной систем, обмена липопротеидов и др., доказанно связанных с аэрогенным воздействием загрязняющих веществ. Расширены существующие методические подходы к оценке комбинированного действия веществ с учетом параметризированных причинно-следственных связей биомаркеров экспозиции и эффектов, количественной оценки дополнительных случаев реализации риска. Оценка разработанных цифровых моделей показала, что комбинированное действие химических веществ проявляется преимущественно синергизмом и эмерджентностью (до 70 % случаев). Разработаны концептуальные основы и архитектура итерационного прогноза риска и развития риск-ассоциированных заболеваний, в том числе в виде причинения реального вреда здоровью, при усилении экспрессии белковых мишеней. Таким образом, оцифрованная версия прогноза (цифровая платформа) как многоуровневая каскадная модель является инструментарием научного анализа гигиенической ситуации с параметризацией ожидаемых негативных исходов, определяет способы их коррекции и профилактики, что повышает надежность гигиенических оценок и обоснованность управленческих решений.