Сильнодействующее лекарство

Медицина будущего (большое исследование)

Азия, Европа, США, Технологии, Экономика и финансы / 3 июня 2014 г.

История человечества богата на горести и страдания. Сотни тысяч лет назад наши предки сражались с природой наедине, почти всегда проигрывая. У человека нет мощных когтей, нет прочной шкуры. В битве со стихией, беспощадной и жестокой, у него мало шансов. Но дар разума дал нам иное оружие, которое не дало человеку сгинуть в эволюционных схватках, подобно другим видам: мы преображаем среду нашего обитания. С того самого момента, когда человек изготовил первое орудие, до этого не существовавшего во Вселенной, он открыл себе дорогу к современной цивилизации.

Сейчас, спустя эоны, мы настолько привыкли к антропогенной среде, которую сами и создали, что даже не осознаём её существования. Человек живёт благодаря работе различных служб и инфраструктур. Пожалуй, практически любой житель мегаполиса чувствует древний холодок внутри, когда свет в его доме внезапно меркнет, и он вновь остаётся один на один с Эребом.

По мере развития общества появляются новые привычки и потребности, не ощущаемые, пока однажды они не исчезают. Современные дети уже редко чувствуют грань между физическим мобильным устройством и его виртуальным окружением. Их дети не будут представлять свою жизнь без каких-то ещё технологий, о которых мы пока не имеем ни малейшего представления.

Но, несмотря на прогресс, человек по-прежнему остаётся «общественным животным». Живым существом, которое нуждается в простейшем. В крове, куске хлеба, одежде. Конечно, наш уровень жизни постоянно повышается: сейчас почти всякий может позволить себе то, чего не мог позволить себе французский монарх несколько столетий назад. Несомненно, так будет продолжаться дальше, но базовые проблемы нашего существования будут сопровождать человека, пока он будет сохранять свою человеческую оболочку.

Сохранность этой тончайшей, по биологическим меркам, кружевной оболочки зависит от миллионов факторов. Когда-то человечество знало лишь немногую их часть — и Чёрная Смерть собирала свою жатву. Отголоски этого события до сих пор сохраняются в нашем языке: слово «карантин» пришло к нам из старинной Венеции, страдавшей от чумы. В попытке остановить бедствие кораблям из далёких стран предписывалось оставаться вне порта в течение 40 дней. «Quaranta giorni» — именно так назывался этот срок на венецианском диалекте староитальянского языка.

Человечество победило чуму и оспу, наши жёны и дочери не умирают от родильной горячки, и мы втайне надеемся, что нам повезёт дожить до сотни лет. Однако люди по-прежнему смертны, и всякий раз, когда человека пронзает боль, то старый, первобытный страх напоминает ему о конечности его существования. Наша цивилизация обречена на вечную борьбу с тем, что пытается погубить её. Мы решили показать вам, насколько огромен масштаб изменений, ожидающий нас в здравоохранении XXI века — и какие проблемы всё равно останутся с нами.

 

 

I never asked for this

В прошлом технологическом дайджесте мы писали про 3D-печать, позволившую облегчить и удешевить производство протезов. Однако речь шла о достаточно простых приспособлениях. Но недавно FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США) одобрило использование совершенно нового устройства — робопротеза, позволяющего совершать точные движения. Электроды, подсоединённые к мышцам, улавливают нервные импульсы, а протез обрабатывает и учитывает эти данные. Как показали исследования, в 90% случаев пациенты смогли выполнять действия, на которые не были способны ранее. Теперь они могут взять ягодку и не раздавить её, играть в камень-ножницы-бумагу и даже в Halo!

Сотрудники Университета штата Огайо в конце апреля сделали операцию, которая дас парализованным людям возможность снова вернуться к жизни. Чтобы восстановить нарушенную связь между мышцами руки и мозгом, учёные имплантировали в голову 23-летнего юноши специальный передатчик. Передатчик связывается с компьютером, декодирующим мысли пациента. Компьютер, в свою очередь, соединяется с группой электродов, расположенных на руке и заставляющих мышцы вновь работать. Хотя ещё рано говорить о результатах эксперимента, несомненно, что инвалиды получат возможность вести полноценную жизнь.

Впрочем, ведутся разработки не только по созданию механических дополнений. Нейробиологи Университета Нового Южного Уэльса (Австралия) поместили искусственную ДНК в уши заранее оглушённых морских свинок. Через какое-то время слуховые нервы восстановились. Ткани научились делать даже из подручных материалов: мышцы из лески по своим характеристикам превосходят природный аналог. Искусственные мускулы создавали и до этого, но столь дешёвыми они ещё никогда не были. И такими мощными: один килограмм таких мышц способен развить мощность до 5 киловатт — это сравнимо с реактивным двигателем.

При попытке (успешной) сделать мышиные мускулы сильнее оказалось, что они не только в 10 раз мощнее обычных, но и активно сопротивляются одному из самых опасных нейротоксинов — яду кобры. Воистину, не зря в новосибирском Академгородке поставили памятник лабораторной мыши: мы многим обязаны этим существам. В Шотландском университете Эдинбурга с помощью генной терапии у пожилых мышей восстановили почти атрофировавшуюся от старости вилочковую железу. Этот орган отвечает за генезис Т-клеток, являющихся частью иммунной системы. За процесс регенерации отвечал единственный ген.

Не стоит огорчаться оттого, что эти чудесные технологии пока ещё не добрались до людей. Это обязательно случится. Например, методика регенерации мышц с использованием межклеточной матрицы, полученной из свиного мочевого пузыря, была успешно опробована на грызунах, что привело к испытаниям с участием людей. Пациентам убрали рубцовую ткань и поместили туда лоскут межклеточной матрицы. Затем он был прикреплён к здоровой ткани, что по мере его распада спровоцировало работу стволовых клеток. Результат — формирование новой мышечной ткани. Это значительно улучшило возможности пациентов. Один из них снова смог прыгать. Определённо, доктору Хаусу с такой технологией не понадобился бы викодин.

Но и это не всё: итальянские учёные всерьёз рассматривают возможность трансплантации головы — вместе со спинным мозгом!

На подобное не мог не ответить большой спорт: в 2016-м году в Цюрихе пройдёт первая Киболимпиада. В ней будут принимать участие спортсмены, использующие различные роботизированные протезы. Медаль за победу будет вручаться как участнику соревнований, так и конструктору.

Следуя совету Гиппократа, медицина идёт за войском: армия особенно заинтересована в развитии технологий, позволяющих сохранить жизнь солдата, очень недёшево обходящегося налогоплательщикам. Особую роль здесь играет знаменитое агентство DARPA, о разработках которого мы не раз писали. Создание вышеупомянутого умного протеза проспонсировало именно оно. В апреле 2014 года DARPA открыло отдел биотехнологий, работники которого сосредоточатся на смягчении ущерба от травм и ранений (естественно, полученных на поле боя). Впрочем, у агентства уже есть захватывающие наработки, такие как наноботы, излечивающие болезни, аномалии развития и инфекционные заболевания. Идёт работа даже над нейроинтерфейсом! На таком фоне контактные линзы, дающие возможность видеть в темноте, начинают казаться чем-то скучным…

И, несмотря на то, что многие из этих проектов будут оставаться проектами ещё долгие годы, свои плоды они приносят прямо сейчас.

Бостонский теракт унёс жизни трёх людей и покалечил 280 других.

Глава отдела биомеханотроники из Массачусетского технологического университета сказал:

«Лишь 3,5 секунды понадобилось преступникам и трусам, чтобы вышвырнуть Эдриан с танцевальной площадки. Чтобы вернуть её туда, нам потребовалось 200 дней».

Морфий введён

Этот год стал годом носимых устройств: умные часы различных форм и видов заполонили витрины. Многие из них являются лишь вторым дисплеем для смартфона, но всё чаще в них появляются функции для расчёта физических нагрузок. Хотя их возможности весьма ограничены (грубый подсчёт затраченных калорий, шагомер, мониторинг фаз сна), несомненно, что в дальнейшем они смогут помочь в предотвращении болезней.

Представители и Google, и Apple ранее встречались с представителями FDA. По поводу первой встречи информации недостаточно (возможно, речь идёт о неких носимых на Google Glass биосенсорах). О разработках Купертино стали известны любопытные подробности, частично подтвердившиеся 2 июня на презентации WWDC 2014.

В iOS8, следующей версии мобильной операционной системы Apple, будет предустановлено приложение Healthkit, собирающее информацию с устройств, доступных на рынке. Healthkit будет поддерживать сбор информации с различных трекеров: данных об артериальном давлении, потраченных калориях, качестве сна, и, вероятно, уровне глюкозы в крови.

Учитывая предыдущие утечки, можно предположить, что эти датчики будут встроены в новое носимое устройство от Apple. Влияние Apple на мобильный рынок сложно переоценить. Впрочем, на этот раз Samsung опередила Apple. Такая конкуренция неудивительна: 26 миллионов человек в США больны диабетом, а ежегодные расходы, связанные с ним, составляют 245 миллиардов долларов в год (более половины бюджета РФ в 2014-м году).

Немаловажным остаётся вопрос как стандартизации, так и сохранности полученных данных. Учитывая, что Ларри Пейдж, один из создателей Google, на одной из пресс-конференций мечтательно произнёс, что было бы здорово, чтобы собранные медицинские данные попадали бы исследователям (конечно же, анонимно), неудивительно, что сенаторы в США обеспокоены и просят FDA создать правовые рамки для медицинских приложений. Потенциал постоянного наблюдения за здоровьем огромен. Это позволит предотвращать хронические заболевания заранее и пополнять огромную базу медицинских данных. Эти данные могут быть использованы и при текущем уровне развития технологий суперкомпьютером IBMWatson (о котором мы тоже не раз писали). Вскоре он будет решать новую задачу: вылечить или хотя бы продлить срок жизни людей с глиобластомой — опухолью головного мозга, увы, почти всегда смертельной. Для составления индивидуального плана лечения компьютер будет использовать генетические данные пациентов.

Хотя немало функций можно уместить и в небольших часах, учёные активно работают над уменьшением размера «персонального доктора». В журнале Nature были опубликованы результаты испытания кожного пластыря, вводящего лекарство по расписанию. К счастью, в будущем не придётся заботиться о времени приёма препарата.

Такими носимыми устройствами, конечно же, интересуются военные. Часть участников марафона ВВС США будет использовать биосенсоры, снимающие самую различную информацию в реальном времени. Этот эксперимент является частью проекта «Human Performance Augmentation».

Джон Хаген, инженер-химик из лаборатории ВВС, в интервью Armed With Science сообщил, что идея заключается в создании «панели индикаторов для человеческой жизни».

«[Панели индикаторов], похожей на ту, что у вас в машине; когда вы смотрите на индикаторы, вы получаете информацию о мощности и состоянии вашей машины из косвенных источников. Мы пытаемся сделать это же для человеческого тела».

Путь к шустрам

Но чтобы создать наноботов или иной современный вариант философского камня, нужно заниматься самыми необычными исследованиями. Всякий учёный воистину «стоит на плечах гигантов», и изыскания в одной сфере зачастую ведут к прорывам в другой. Достаточно вспомнить историю об изобретении микроволновой печи, которую создал инженер, занимающийся военными радарными установками.

И действительно, всё чаще коммерческие компании начинают заниматься здравоохранением.

Корпорация Sony планирует открыть предприятие по анализу генома, совместно с Illumina Inc., производителем оборудования для определения геномной последовательности. В 2012-м году Sony инвестировала более 644 миллионов долларов в Olympus, намереваясь выйти на рынок эндоскопов и прочей медицинской аппаратуры. Всё идёт по плану президента компании Кадзуо Хираи, собирающегося сделать медицинские услуги основной деятельностью компании.

Неудивительно, что бизнес заинтересован в генетических технологиях: в Оксфордской офтальмологической клинике благодаря генной терапии удалось улучшить зрение пациентов с хороидеремией. Это заболевание (которому подвержены лишь мужчины) проявляется в дегенерации сетчатки и обычно приводит к слепоте. Врачи вставили исправленную версию дефектного гена в искусственный вирус, помещённый затем в сетчатку. Острота зрения значительно улучшилась у всех пациентов.

«Я был поражён, когда смог увидеть несколько звёзд. Я долго, очень долго не видел их», сказал Уэйн Томпсон, участник экспериментальной программы.

Исследования использования вирусов для лечения онкозаболеваний ведутся достаточно давно. Хотя клетки опухоли и сложно отличить от здоровых, они несут на себе различный набор белков и делятся по-иному. Идея заключается в том, чтобы создать специальный вирус, атакующий лишь раковые клетки. В этом году в клинике Мейо в Рочестере были опубликованы первые успешные результаты такой терапии.

Безусловно, помогло удачное совпадение: при разработке новой вакцины был получен штамм вируса кори, использующий для проникновения в клетку тот же белок, который в большом количестве содержится на миеломных клетках. При миеломной болезни перерождаются плазматические клетки, ответственные за выработку антител. Ей присуще появление опухолей в костной ткани и нарушение функции почек. Хотя исследование всё ещё не закончено, учёные решили рассказать о двух пациентах. К сожалению, организм первой не отреагировал на лечение и опухоль продолжила расти. Но во втором случае опухоль начала уменьшаться через 36 часов. Через шесть недель её было невозможно ощутить с помощью пальпации, а анализы показали, что её размер существенно уменьшился. Авторы исследования справедливо сочли это ремиссией.

Технологии помогают врачам в самых различных задачах. Даже при ежедневном обходе. Сотрудники медицинского центра в Бостоне разработали прототип системы, основанной на QR-кодах и очках Google Glass: когда врач приходит в отделение реаниматологии, то он смотрит на QR-код, изображённый на стене около палаты, и сразу же получает всю необходимую информацию. При беседе он экономит драгоценное время и может наблюдать за результатами анализов прямо при разговоре с больным.

В устройствах, созданных на стыке медицины и электроники, нередко используют уже существующие на рынке товары. Это снижает стоимость и время проведения анализа. Как, например, эта специальная линза для смартфонов, способная распознать заболевание по образцу ткани. Её цена — всего лишь 20 долларов. Такая комбинация технологий упрощает проведение медицинской помощи: устройства для автоматического лечения отравлений становятся доступны не только специальным ведомствам. Это поможет создать универсальные аптечки с анализаторами, столь популярные на Пирре.

Nullius in verba

Но как всё-таки оценивается эффективность экспериментальных лекарств? Ведь на полный цикл создания препарата уходит, по разным оценкам, от 500 миллионов до 2 миллиардов долларов. При этом все испытания могут занять до десяти лет.

Простым сравнением тут не обойтись. Число книг и публикаций по медицинской статистике постоянно увеличивается; усложняются и методики расчёта. Однако основой современной медицины и фармакологии является доказательная медицина (evident-based medicine).

Её золотой стандарт базируется на двойном слепом плацебо-тестировании. Предположим, что биологическая лаборатория закончила разработку противопростудного препарата.

Если после приёма препарата пациенту станет лучше, значит ли это, что ему стало лучше именно из-за эффекта препарата? Во-первых, необходима контрольная группа: нам нужно сравнить последствия приёма препарата с состоянием людей, которые этот препарат не принимали. А во-вторых, те, кто препарат не принимали, не должны об этом знать. Для этого часть пациентов получает плацебо, вещество, не обладающее лечебными свойствами, но выглядящее точно так же, как и настоящий препарат. Многие исследования заканчиваются на этом. Далее сравнивается эффект плацебо и эффект настоящего препарата. Если эффективность не отличается, значит, лечебный эффект подтверждён не был.

Эффект многих препаратов сомнительного происхождения основан на самовнушении. Заговорённая вода действительно может снять головную боль. Но не из-за «волшебных» свойств воды, а (согласно некоторым исследованиям) из-за повышения уровня альфа-активности головного мозга. Основной эффект по снижению болевых ощущений оказывает эндогенная опиоидная нейромедиаторная система, помогающая справиться с болью в случае травм. Кстати, эта система в случае хронических болей может отказать, но у плацебо-эффекта есть и иные механизмы действия.

Если у исследователей достаточно средств (хотя на этой стадии в игру начинают вступать целые университеты), то проводится дальнейшая рандомизация. Помимо того, что пациенты не знают, кто же из них попал в контрольную группу, об этом не должны знать и врачи, проводящие исследования.

Конечно, не по всем препаратам существует доказательная база такого уровня. Часть мифов всё же была разрушена: витамин C не помогает при простуде, арбидол не спасёт при гриппе и гомеопатия тоже не работает. Даже если вы почувствовали себя лучше, это не заслуга препарата.

У доказательной медицины есть свои ограничения и недостатки, однако на сегодняшний день это лучшая методика, которой мы располагаем.

К сожалению, в РФ до сих пор очень часто используются препараты, эффективность которых не доказана. Выход один — проверять назначенные препараты по PubMed, крупнейшей базе медицинских исследований. Если исследований нет, мало или все они на русском языке, то следует задуматься. Но не стоит считать, что фармакологические компании в других странах ведут себя безупречно. В течение нескольких лет швейцарская корпорация Roche препятствовала распространению информации об эффективности использования и побочных эффектах препарата тамифлю. Из нового анализа следует, что он не уменьшает число случаев госпитализации, а информации о снижении смертности по-прежнему недостаточно. Впрочем, препарат уменьшает симптомы гриппа. Но данные о побочных эффектах по-настоящему неприятны. «Guardian» приводит такой пример: если во время пандемии миллион человек примут этот препарат, у 45 тысяч из них начнётся рвота, у 31 тысячи — головная боль, а у 11 тысяч будут наблюдаться нарушения психики. Что может быть ещё неприятнее? То, что Великобритания закупила тамифлю на полмиллиарда фунтов стерлингов на случай пандемии. Препарата хватит для 80% островитян. Количество пострадавших от побочных эффектов будет огромным.

И рост эффективности не просто нужен, но необходим из-за закона больших чисел в нашем постоянно усложняющемся мире. И 99-процентной эффективности давно не хватает:

«Сегодня в США 99,9% безопасность будет означать:

— 1 час небезопасной питьевой воды в месяц
— 20 000 детей в год будут страдать от судорог или конвульсий из-за недостатков вакцины против коклюша
— 16 000 почтовых посылок будут теряться каждый час
— 500 хирургических операций будут делаться неправильно каждую неделю
— Врачи будут ронять 50 новорождённых каждый день

Воистину, 99,9-процентный уровень безопасности не является по-настоящему «достаточно безопасным» для современного общества.

Если процент будет увеличен в 10 раз, до 99,99%, информация ниже показывает, что этот уровень риска всё ещё является недопустимым в некоторых ситуациях.

99,99% безопасность будет значить:

— 2000 неверных назначений лекарств в год
— Каждую неделю 370 000 чеков будут списываться с неверных счетов
— 3200 ударов в год пропустит ваше сердце
— 5 детей в год пострадают от постоянного нарушения мозговых функций из-за проблемы с вакциной против коклюша».

Сильнодействующее лекарство

«Порой находишь то, чего вовсе не ищешь», — однажды заметил Александр Флеминг. Действительно, история современных антибиотиков началась со случайности. Шотландский бактериолог, хотя и был гениален, не отличался аккуратностью. Однажды он обнаружил, что на одной из пластинок с бактериальными культурами появилась плесень, уничтожившая колонии стафилококка. Хотя Флеминг удостоверился в высокой эффективности препарата, который позже получил название «пенициллин», он не смог очистить его до такой степени, чтобы использовать во врачебной практике. Это произошло лишь в 1941-м году, спустя 12 лет после публикации о свойствах пенициллина. Александру Флемингу и учёным, занимавшимся синтезом препарата, Эрнсту Чейну и Хоуарду Флори, в 1945-м году была присуждена Нобелевская премия «за открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных болезнях».

Пенициллин оказался донельзя эффективным антибиотиком с широким спектром воздействия. Пневмония, бронхит, сифилис, сибирская язва, гонорея… Используется он и после ранений, для профилактики их заражения. За период лишь Второй мировой войны с помощью него были спасены миллионы жизней. Появлялись новые препараты, более безопасные и эффективные.

Но ещё в речи при вручении Нобелевской премии Флеминг сказал:

«В лаборатории несложно сделать бактерии устойчивыми к антибиотикам, подвергая их воздействию доз, недостаточных для их уничтожения; то же самое произойдёт и в организме».

Следуя принципам эволюционной теории, бактерии стали приспосабливаться. Вначале резистентные штаммы появлялись через 8-10 лет после начала использования препарата. Сейчас дело обстоит намного хуже. Цефтаролин, новый антибиотик широкого спектра действия, стал использоваться в 2010-м году. Устойчивость развилась уже в 2011-м году.

В этом году Всемирная Организация Здравоохранения выпустила отчёт «Устойчивость к противомикробным препаратам: глобальный доклад по эпиднадзору». К сожалению, нас опять ждут тяжёлые времена: «Постантибиотиковая эра, в которой обычные инфекции и небольшие повреждения могут привести к летальному исходу — совсем не апокалиптическая фантазия — напротив, это весьма реалистичная возможность в 21 веке».

Эта мрачная эпоха уже началась. Количество антибиотиков, действующих на гонорею, постоянно сокращается. То же самое происходит с малярией. РФ не повезло с устойчивыми формами туберкулёза, за что прежде всего следует благодарить пенитенциарную систему.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: