<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2499-9962</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">55123</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.29039/rusjbpc.2022.0545</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>MEDICAL BIOPHYSICS AND BIOPHYSICAL CHEMISTRY</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">APPLICATION OF THE PRINCIPAL COMPONENT ANALYSIS TO IR SPECTRA OF BLOOD SERUM OF PATIENTS WITH ONCOHEMATOLOGICAL DISEASES</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ГЛАВНЫХ КОМПОНЕНТ ДЛЯ АНАЛИЗА ИК СПЕКТРОВ СЫВОРОТКИ КРОВИ ПАЦИЕНТОВ С ОНКОГЕМАТОЛОГИЧЕСКИМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Бутяев</surname>
       <given-names>Р. В.</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Butyaev</surname>
       <given-names>R. V.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>st069812@student.spbu.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Чернышев</surname>
       <given-names>Д. А.</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Chernyshev</surname>
       <given-names>D. A.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Михайлец</surname>
       <given-names>Э. С.</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Mikhailets</surname>
       <given-names>E. S.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-3"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Плотникова</surname>
       <given-names>Л. В.</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Plotnikova</surname>
       <given-names>L. V.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>ljusja@mail.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-4"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Гарифуллин</surname>
       <given-names>А. Д.</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Garifullin</surname>
       <given-names>A. D.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-5"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Кувшинов</surname>
       <given-names>А. Ю.</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Kuvshinov</surname>
       <given-names>A. Yu.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-6"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Волошин</surname>
       <given-names>С. В.</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Voloshin</surname>
       <given-names>S. V.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-7"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Поляничко</surname>
       <given-names>А. М.</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Polyanichko</surname>
       <given-names>A. M.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-8"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Санкт-Петербургский государственный университет</institution>
     <city>Санкт-Петербург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">St. Petersburg State University</institution>
     <city>Saint Petersburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Санкт-Петербургский государственный университет</institution>
     <city>Санкт-Петербург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">St. Petersburg State University</institution>
     <city>Saint Petersburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-3">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Санкт-Петербургский государственный университет</institution>
     <city>Санкт-Петербург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">St. Petersburg State University</institution>
     <city>Saint Petersburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-4">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Санкт-Петербургский государственный университет</institution>
     <city>Санкт-Петербург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">St. Petersburg State University</institution>
     <city>Saint Petersburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-5">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Российский НИИ гематологии и трансфузиологии ФМБА России</institution>
     <city>Санкт-Петербург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Russian Research Institute of Hematology and Transfusiology of the FMBA of Russia</institution>
     <city>Saint Petersburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-6">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Российский НИИ гематологии и трансфузиологии ФМБА России</institution>
     <city>Санкт-Петербург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Russian Research Institute of Hematology and Transfusiology of the FMBA of Russia</institution>
     <city>Saint Petersburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-7">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Российский НИИ гематологии и трансфузиологии ФМБА России</institution>
     <city>Санкт-Петербург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Russian Research Institute of Hematology and Transfusiology of the FMBA of Russia</institution>
     <city>Saint Petersburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-8">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Санкт-Петербургский государственный университет</institution>
     <city>Санкт-Петербург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">St. Petersburg State University</institution>
     <city>Saint Petersburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2022-09-28T20:22:29+03:00">
    <day>28</day>
    <month>09</month>
    <year>2022</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2022-09-28T20:22:29+03:00">
    <day>28</day>
    <month>09</month>
    <year>2022</year>
   </pub-date>
   <volume>7</volume>
   <issue>3</issue>
   <fpage>462</fpage>
   <lpage>466</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2022-09-20T20:22:29+03:00">
     <day>20</day>
     <month>09</month>
     <year>2022</year>
    </date>
    <date date-type="accepted" iso-8601-date="2022-09-20T20:22:29+03:00">
     <day>20</day>
     <month>09</month>
     <year>2022</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/55123/view">https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/55123/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Множественная миелома и хронический лимфолейкоз являются онкологическими заболеваниями крови, которые на сегодняшний день остаются неизлечимыми. В работе предложен метод классификации образцов сыворотки крови больных множественной миеломой, хроническим лимфолейкозом и здоровых доноров на основе анализа их спектров в среднем инфракрасном (ИК) диапазоне. ИК спектры сыворотки крови регистрировали с помощью ИК-Фурье спектрометра Tensor 27 в растворе D2O. Для анализа полученных спектров в данной работе был реализован алгоритм машинного обучения – метод главных компонент. Использование метода главных компонент позволило существенно упростить представление массива спектральных данных. В работе проанализировали 45 образцов сыворотки крови. В результате применения данного подхода исследованный набор образцов разбивается на три непересекающихся множества, соответствующих образцам сыворотки крови больных множественной миеломой, хроническим лимфолейкозом и здоровых доноров. Таким образом, метод главных компонент может быть успешно применен для классификации образцов сыворотки крови пациентов с диагнозами множественная миелома и хронический лимфолейкоз. Универсальность предложенного алгоритма позволяет ожидать, что в будущем возможно применение аналогичного подхода и для других онкогематологических заболеваний.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Multiple myeloma and chronic lymphocytic leukemia are oncological diseases of the blood, which remain incurable today. The paper proposes a method for classifying blood serum samples from patients with multiple myeloma, chronic lymphocytic leukemia and healthy donors based on the analysis of their spectra in the mid-infrared (IR) range. IR spectra of blood serum were recorded using a Tensor 27 IR Fourier spectrometer in D2O solution. To analyze the obtained spectra in this work, a machine learning algorithm was implemented – the principal component analysis. The use of the principal component analysis made it possible to significantly simplify the representation of the array of spectral data. 45 samples of blood serum were analyzed in the work. As a result of applying this approach, the studied set of samples is divided into three disjoint sets corresponding to blood serum samples of patients with multiple myeloma, chronic lymphocytic leukemia and healthy donors. Thus, the principal component method can be successfully applied to classify blood serum samples of patients with diagnoses of multiple myeloma and chronic lymphocytic leukemia. The universality of the proposed algorithm allows us to expect that in the future it is possible to apply a similar approach for other oncohematological diseases.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>метод главных компонент</kwd>
    <kwd>онкогематологические заболевания</kwd>
    <kwd>ИК-спектроскопия</kwd>
    <kwd>множественная миелома</kwd>
    <kwd>хронический лимфолейкоз</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>Principal Component Analysis</kwd>
    <kwd>oncohematological diseases</kwd>
    <kwd>IR spectroscopy</kwd>
    <kwd>multiple myeloma</kwd>
    <kwd>chronic lymphocytic leukemia</kwd>
   </kwd-group>
   <funding-group>
    <funding-statement xml:lang="ru">Часть работ выполнена с использованием оборудования Научного парка СПбГУ («Оптические и лазерные методы исследования вещества» «Центр диагностики функциональных материалов для медицины фармакологии и наноэлектроники», «Криогенный отдел»).</funding-statement>
   </funding-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Barlogie B., Gale R.P. Multiple Myeloma and Chronic Lymphocytic Leukemia: Commonalities and Differences in Biology and Therapy. Leukemia &amp; Lymphoma, 1991, vol. 5, no. 1, pp. 27-32.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Barlogie B., Gale R.P. Multiple Myeloma and Chronic Lymphocytic Leukemia: Commonalities and Differences in Biology and Therapy. Leukemia &amp; Lymphoma, 1991, vol. 5, no. 1, pp. 27-32.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Raab M.S., Podar K., Breitkreutz I., Richardson P.G., Anderson K.C. Multiple myeloma. 2009, vol. 374, 16 p.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Raab M.S., Podar K., Breitkreutz I., Richardson P.G., Anderson K.C. Multiple myeloma. 2009, vol. 374, 16 p.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Mikhailets E.S., Chernyshev D.A., Telnaya E.A., Plotnikova L.V., Garifullin A.D., Kuvshinov A.Yu., Voloshin S.V., Polyanichko A.M. Protein secondary structure analysis of serum from patients with oncohematological diseases. Journal of Physics: Conference Series, 2021, vol. 2103, p. 012053, doi: 10.1088/1742-6596/2103/1/012053.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Mikhailets E.S., Chernyshev D.A., Telnaya E.A., Plotnikova L.V., Garifullin A.D., Kuvshinov A.Yu., Voloshin S.V., Polyanichko A.M. Protein secondary structure analysis of serum from patients with oncohematological diseases. Journal of Physics: Conference Series, 2021, vol. 2103, p. 012053, doi: 10.1088/1742-6596/2103/1/012053.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Тельная Е.А., Плотникова Л.В., Гарифуллин А.Д., Кувшинов А.Ю., Волошин С.В., Поляничко А.М. Инфракрасная спектроскопия сыворотки крови больных онкогематологическими заболеваниями. Санкт-Петербургский государственный университет. Биофизика, 2020, т. 65, № 6, с. 1154-1160.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Telnaya E.A., Plotnikova L.V., Garifullin A.D., Kuvshinov A.Yu., Voloshin S.V., Polyanichko A.M. Infrared spectroscopy of blood serum of patients with oncohematological diseases. St. Petersburg State University. Biophysica, 2020, vol. 65, no. 6, pp. 1154-1160. (In Russ.)</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Dunn K. Process Improvement Using Data, 2010.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Dunn K. Process Improvement Using Data, 2010.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Powell W.B. Approximate Dynamic Programming: Solving the curses of dimensionality. John Wiley &amp; Sons, 2007, vol. 703.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Powell W.B. Approximate Dynamic Programming: Solving the curses of dimensionality. John Wiley &amp; Sons, 2007, vol. 703.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Поляничко А.М., Романов Н.М., Старкова Т.Ю. и др. Анализ вторичной структуры линкерного гистона H1 по спектрам инфракрасного поглощения. Цитология, 2014, т. 56, № 4, с. 316-322.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Polyanichko A.M., Romanov N.M., Starkova T.Y. et al.Analysis of the secondary structure of the linker histone H1 by infrared absorption spectra. Tsitologiya, 2014, vol. 56, no. 4, pp. 316-322. (In Russ.)</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Python 3.10.0.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Python 3.10.0.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Jupyter Notebook.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Jupyter Notebook.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Родионова О.Е., Померанцев А.Л. Хемометрика в аналитической химии. 2006.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Rodionova O.E., Pomerantsev A.L. Chemometrics in analytical chemistry. 2006. (In Russ.)</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
