Эрик Топол крупнейший организатор научных исследований в США выделил десятку самых продвинутых технических достижений, которые наверняка революционным образом изменят медицину в настоящем году.
1. и 2. Генная терапия и коррекция генов
Эти два вида биотехнологии применяли в клинических испытаниях при изучении болезней, ранее считавшихся неизлечимыми. Однако, как видится сегодня, в ближайшем будущем такие болезни будут поддаваться терапии, причем именно благодаря существованию указанных подходов.
Для начала придется обратить внимание на разграничение между двумя понятиями – «генная терапия» и «коррекциягенов».
Прорывной успех генная терапия продемонстрировала прошедшей осенью. До этого в течение 20 лет в рассматриваемом аспекте ничего не менялось, прогноз больных во многих случаях оставался довольно мрачным, а кое-кто настаивал на неизлечимости ряда заболеваний. Девятнадцатого декабря 2017 г. американская Администрация по контролю за продуктами питания и лекарствами (Food and Drug Administration; FDA) допустила к применению первую геннотерапевтическую методику, призванную воздействовать на болезнь, которая обусловлена мутацией в конкретном гене. Лечение с применением воретигена анепарвовек-рцила (Luxturna; Spark Therapeutics) заключается в субретинальной инъекции, осуществляемой через хирургический доступ, которую проводят для устранения наследственной потери зрения, обычно заканчивающейся наступлением слепоты.
Если рассматривать коррекцию генома, то манипуляции с T-клетками при лейкозах и ВИЧ-инфекции вне человеческого организма, проводили в течение последних нескольких лет. О первом случае коррекции in vivo стало известно только в ноябре прошлого года. Лечебному воздействию подвергли 44-летнего больного, страдавшего синдромом Ханта [ганглионит коленчатого узла, одна из форм опоясывающего лишая – прим. переводчика]. Окончательные результаты лечения пока неизвестны.
3. Глубинное обучение и рак кожи
Эстива со своими сотрудниками в Стэндфордском университете составили алгоритм глубинного обучения [компьютерный термин – прим. переводчика] для диагностики рака кожи. Они же протестировали этот алгоритм на 21 специалисте-дерматологе. Согласно их докладу, опубликованному в журнале «Nature», алгоритм полностью соответствовал логике врача при корректной диагностике злокачественных и доброкачественных новообразований кожи.
Уже наглядно показано, как происходит компьютерное моделирование биологического процесса, но для того чтобы убедиться в очень высокой точности и клинической применимости алгоритма глубинного обучения, придется провести еще одно перспективное исследование на больных. Если искомое будет доказано, то, как надеются ученые, методику можно будет реализовать в приложениях для мобильных устройств. Кроме того, стало ясно, что визуальные диагностические технологии пригодны для использования в других областях.
4. «Панорамное» обследование для выявления рака
В прошедшем году в Чикаго мне представилась возможность посетить, учреждение под управлением г-на Эрика Лефкофски, соучредителя компании Groupon. Эрик Лефкофски создал и запустил в работу проект Tempus в 2015 г., после того, как у его жены развился рак молочной железы, и супруги не смогли найти ни одного места, где бы больная могла пройти полноценное и исчерпывающее обследование.
На сегодняшний день Tempus сотрудничает с большинством национальных учреждений США, специализирующихся на полном обследовании больных со злокачественными опухолями, и обеспечивает всестороннюю диагностику рака, в том числе картирование опухолевой ДНК пациентов и зародышевой ДНК, проведение жидкостной биопсии с анализом внеклеточной ДНК, определение нуклеотидных последовательностей в РНК опухолей, определение иммунных характеристик опухоли и организма в целом, культивирование опухолевых клеток с определением чувствительности к лекарственным препаратам, машинная обработка всех полученных пластов информации с формированием электронных медицинских баз данных, включающих протоколы морфологов и результаты визуализирующих методов. Раньше те или иные компании ограничивались лишь определенными тестами. Tempus – первая из учреждений, позволяющих предложить всеобъемлющий взгляд на объект исследования. Мы с нетерпением ждем оценки того, как глубокий и многоплановый подход к сбору и анализу информации проявит себя в жизни.
5. Выявление фибрилляции предсердий с помощью смарт-часов
В ноябре 2017 г. компания Alive Cor объявила о том, что она получила разрешение FDA на применение компьютерного алгоритма в ремешке для часов собственного производства с встроенным ЭКГ-датчиком. Ремешок CardiaBand, присоединенный к Apple Watch, позволяет регистрировать сердечный ритм во время физической нагрузки, причем регистрация осуществляется на протяжении нескольких дней, и данные сохраняются в памяти. Если будет зарегистрирован патологический ритм со значительным отклонением от запрограммированных значений в соответствии с предполагаемой физической активностью, человек получит оповещение, указывающее на необходимость в проведении полноценной электрокардиографии. На смартфон больного немедленно поступит ЭКГ в формате PDF-файла. Устройство воплощает в себе первый одобренный FDA алгоритм искусственного интеллекта, снабжающий пользователя данными, которые пригодны для диагностики.
6. Секвенирование генома возбудителей болезней
Как оказывается, современные технические достижения позволяют определять последовательности генома возбудителей с помощью определенных инструментов (например, MiniON, Oxford Nanopore Technologies). Ими можно воспользоваться в самом эпицентре вспышки инфекционной болезни, и за счет этого выработать взвешенные ответные меры намного быстрее, чем раньше. Ранняя диагностика посредством секвенирования (определения последовательностей генома) в какой-то момент приведет к тому, что необходимость в посеве крови и двух (или более) днях ожидания результатов отпадет сама собой.
7. Улучшенные сенсоры непрерывного действия для определения сахара крови
Две компании, Abbott и Dexcom, совместно выпустили в жизнь весьма удобный в применении одобренный FDAопределитель концентрации глюкозы. FreeStyle Lobre Flashот Abbott легко накладывается на руку и не требует калибровки с помощью индикаторных полосок. Сенсор компании Dexcom, фиксируемый обычно на животе или руке, отправляет результаты регистрации количества глюкозы в крови на смарт-часы и смартфон, причем Libreотличается миниатюрным специализированным воспринимающим устройством. С получением разрешения на использование от FDA появилась возможность результаты измерений применить непосредственно к подбору дозировок инсулина, и уже не нужно прибегать к индикаторным полосками – они устарели.
8. Иммунотерапия рака с помощью ХРА-T(CAR-Т)
Лечение гематологической онкологии претерпело большие изменения осенью 2017 г. с получением допуска к использованию первого препарата на основе химерического антигенного рецептора T-клеток. Аксикабтагена цилейцел (Yescarta; Kite Pharma) одобрен к применению FDA для терапии больных с рецидивирующей или рефрактерной к лечению агресивной B-клеточной неходжкинской лимфомой, когда в отношении их неосуществима трансплантация аутологичных стволовых клеток. Позже от FDA пришло разрешение на использование тизагенлеклейцела (Kymriah; Novartis Pharmaceuticalscorporation) для лечения рецидивирующей или рефрактерной формы детского и юношеского (в возрастном промежутке от 3 до 25 лет) острого лимфобластного лейкоза.
Такая индивидуализированная терапия заключается в том, что благодаря методам генной инженерии T-клетки больного начинают экспрессировать на себе химерические антигенные рецепторы, которые выбирают своей целю антиген CD19, белок, присутствующий на поверхности лимфомных и лейкозных B-клеток. В итоге лимфоциты перенаправляются на уничтожение опухолевых клеток. Результат ошеломляет, особенно у некоторых больных, которые до этого демонстрировали лишь минимальный или нулевой ответ на терапию.
В настоящее время усилия ученых направлены на то, чтобы распространить желаемый эффект на сóлидные опухоли. Одновременно предпринимаются попытки предотвратить синдром высвобождения цитокинов и с помощью методов генной инженерии добиться, чтобы T-лимфоциты оказывали более специфическое и мощное действие, обращенное против опухоли конкретного больного.
9. Наручные часы, измеряющие давление
Компанией Omron, самым популярным в США производителем устройств, которые используют в домашних условиях для измерения артериального давления, получено разрешение FDA на выход в свет первых «умных» наручных часов, способных измерять артериальное давление посредством кратковременного пережатия лучевой артерии. Самая последняя модель впервые была показана на выставке CES2018, ежегодном торговом шоу в Лас-Вегасе, штат Невада.
10. Искусственный интеллект диагностирует болезни глаз
Уже написаны новые компьютерные программы на основе колоссальных баз с изображениями сетчатки. Базы предназначены для скринингового выявления диабетической ретинопатии и другой глазной патологии. Однако эти образчики «глубинного обучения» непрерывно совершенствуются. Они начали становиться лучше и лучше уже с того момента, когда их впервые продемонстрировали на Google год назад. В системе глубинного обучения компьютеру не сообщают, какой элемент изображения особенно важен; скорее система вырабатывает собственные правила по мере того, как ее знакомят со все большим и большим объемом визуальной информации.
Разработчики верят, что такие системы по сравнению с человеком-клиницистом будут результативнее и точнее распознавать болезни глаз. В конечном итоге авторы рассчитывают также на положительный экономический эффект.