Если вы спросите ученых про будущее, то нормального ответа практически никогда не получите. Они стараются быть объективными, поэтому им сложно говорить о том, что еще находится только на каких-то ранних этапах проверки. И даже если у них на руках есть готовые образцы или результаты успешных экспериментов, они все равно знают, что до повседневного применения это может никогда не дойти. Или, когда дойдет, все вокруг изменится настолько, что эпохальное открытие уже станет неактуальным.
Но это никого не останавливает, и популистские вопросы ученым задают постоянно. Например, ждет ли нас вечная молодость? Есть ли шанс найти лекарства от неизлечимых болезней? Какой станет медицина через 30 лет? Что будет с трансплантацией и генной инженерией? Когда в груди человека начнет подолгу стучать механическое сердце и работать искусственные или напечатанные органы? И вот мои коллеги оторвали нескольких ученых от дел и все это спросили. Те с пониманием отвечали.
Ниже — выжимка с круглого стола, где несколько наших ученых сделали доклады про медицину будущего, в которую они сами верят, и про то, какие с ней могут быть проблемы. Да, и в этот раз — без темы коронавируса.
Встречались в онлайн-формате. Инициировали встречу мои коллеги из НТИ в рамках инициативы HealthNet. Модерировали Ярослав Ашихмин, кардиолог, советник генерального директора Фонда Международного медицинского кластера, к.м.н., и Андрей Ломоносов, заместитель руководителя направления «Биомедицина» рабочей группы HealthNet.
В собеседниках и докладчиках у них были:
Дмитрий Сычев, ректор РМАПО, член-корреспондент РАН, профессор, д.м.н;
Симон Мацкеплишвили, замдиректора по научной работе МНОЦ МГУ, врач-кардиолог, член-корреспондент РАН, профессор, д.м.н;
Михаил Самсонов, директор медицинского департамента, СМО, РФарм;
Илья Ясный, руководитель научной экспертизы, партнер Inbio Ventures;
Дмитрий Фадин, директор по стратегическому развитию и инновациям ИНВИТРО, директор по развитию лаборатории 3D Bioprinting Solutions.
Некоторые из них — люди вполне публичные. Периодически сталкиваюсь с многочисленными репостами их заметок в Фейсбуке, касающихся пандемии, исследований коронавирусов и прочего. Пишут адекватно и интересно.
В итоге после беседы у меня получилась тематическая выжимка по разным направлениям. Я специально выбрала формат развернутых цитат, чтобы донести основные мысли и убрать всю воду. Итак, поехали.
Полноценной персонифицированной медицины не будет, будет предиктивная
Сегодня много говорят о персонифицированной медицине, однако это направление не сможет быть доминирующим подходом, так как создание миллиона способов лечения для миллиона людей невозможно. Медицина будет скорее профилактической, предиктивной.
Будущее не за тем, как мы будем лечить заболевания, а за тем, как мы будем предотвращать их возникновение.
Лечение в будущем будет выявлять и воздействовать на конкретные группы риска. Как следствие — точность выявления групп рисков для каждой болезни вырастет.
Для предотвращения серьезных заболеваний будут использовать машинное обучение. На него же возложат подбор способов лечения. Прототипы этих систем уже вовсю испытывают. Это будет инструмент, упрощающий работу врачу — диагностику и выбор лечения. Но даже через сто лет искусственный интеллект не сможет заменить живое общение с человеком. Кроме того, для многих пациентов само общение с врачом дает положительный психотерапевтический эффект, поэтому люди в белых халатах никуда не денутся.
Помимо смены парадигмы, связанной с переходом от куративной (лечащей) медицины к профилактической, придется столкнуться с еще одной большой проблемой — финансированием. Сегодня компании, которые производят препараты, устройства, операционные и диагностические машины, оказывают прямое влияние на развитие медицины в целом. Если технологии позволят предупреждать появление заболеваний, целый ряд лекарств может оказаться невостребованным. Вдобавок под удар попадут производители всевозможных «фуфломицинов». В итоге обострится конфликт бизнес-интересов, медицины как науки и общества.
Вылечат онкологию и диабет
Через тридцать лет, по глубокому убеждению Симона Мацкеплишвили, победят онкологические заболевания. Это не означает, что они не будут развиваться, но врачи будут знать, как лечить все виды рака.
В прогнозируемый отрезок времени решат и проблему сахарного диабета, включая сахарный диабет первого типа. Основание для такого оптимизма — успехи, которых медики достигли в области трансплантации островковых клеток поджелудочной железы.
После пересадки островковые клетки начинают вырабатывать инсулин, активно регулируя уровень глюкозы в крови.
Этот пока еще экспериментальный способ считают наиболее вероятным направлением лечения диабета.
Большие ставки на трансплантацию и механические органы
Россия — первая страна, где предложили открытую трансплантацию органов, в том числе трансплантацию сердца, которую впервые провел на собаках Владимир Петрович Демихов. После того как ученик Демихова Кристиан Барнард пересадил сердце человеку в Университете Кейптауна, ортотопическая трансплантация (от одного донора к другому) стала золотым стандартом в лечении тяжелой сердечной недостаточности.
Но количество доноров не бесконечно, и очевидно, что в последующие десятилетия будут активно развиваться технологии искусственного механического сердца. Тем более что сердце, если его сравнить с такими органами, как почка или печень, относительно простой для пересадки орган.
По сути, это просто насос, который легко заменить механическим устройством. Такие технологии давно существуют. Искусственное сердце может быть полностью имплантируемым или работать за счет внешних насосов. Но дать однозначный ответ на вопросы «Будет ли искусственное сердце результатом регенеративной медицины?» и «Появятся ли люди-киборги?» пока нельзя.
Сегодня механические устройства, имитирующие работу сердца, имеют ряд существенных недостатков, которые необходимо будет устранять в будущем: они вызывают проблемы со свертываемостью крови, тромбозы, кровотечения, разрушение эритроцитов.
Частично решают эти проблемы механические устройства, построенные на принципе левитации: в устройствах размером с ладонь ротор подвешен в магнитном поле, благодаря чему соприкасающиеся части отсутствуют, а турбина работает со скоростью 10 тысяч оборотов в минуту.
Определенно, за такими устройствами будущее, их будут совершенствовать и повсеместно использовать до тех пор, пока уровень регенеративной медицины не позволит получить биологическую замену органов. В любом случае, через сто лет любой человек сможет заказать себе новое сердце.
Регенеративная медицина: выращивание и печать органов на подходе
Другая перспективная технология — биопринтинг, с помощью которого теоретически можно воссоздать сердце из клеток самого пациента. Аутологичная трансплантация решает массу проблем, связанных с отторжением органов собственной иммунной системой, — в частности, пациенты не будут нуждаться в иммуносупрессивной терапии.
Ученые значительно продвинулись в регенерации отдельных органов и тканей, включая сердечную мышцу.
Здесь стоит вспомнить недавний успех ученых из Тель-Авива, которым уже удалось распечатать на 3D-биопринтере сердце кролика из живых тканей, выращенных в пробирке.
Важно, что это не просто миокард (мышечная ткань сердечного типа), а ткань с уже впечатанными кровеносными сосудами. Их воспроизвели на основе отдельного математического алгоритма.
Это достижение в области биопринтинга доказывает, что в дальнейшем мы сможем печатать и клапаны сердца, и различные полости, коронарные артерии. Регенерация сердца может быть реализована также с помощью клеточных и генных технологий.
Будет прецизионная медицина
Сегодня в мире преобладает реактивная модель медицины — это когда есть утвержденный набор инструкций и предписаний, которым врачи обязаны строго следовать при лечении болезни. В соответствии с ними, например, пациенту «индивидуально» выбирают одно лекарство из нескольких предписанных, действуя методом проб и ошибок.
В отличие от реактивной модели прецизионная медицина дает инструментарий — биомаркеры. Биомаркеры — широкое понятие, к ним могут относить все, начиная от частоты пульса и до состава ДНК. В данном случае речь про вещества, которые образуются или накапливаются в организме и сигнализируют о характерных процессах или особенностях строения. Биомаркеры позволяют врачу выбрать лекарственный препарат с высокой клинической эффективностью, который не вызовет побочных реакций.
Аспирин останется в строю
Старые проверенные временем препараты никуда не денутся. Например, колхицин уже нашел применение в борьбе с COVID-19. Как показали недавние исследования, колхицин не только имеет благоприятный профиль безопасности в отношении сердечно-сосудистой системы, но и снижает риск ишемических осложнений.
По старым препаратам проведут дополнительные исследования, в процессе которых будут искать биомаркеры максимальной эффективности и безопасности с предсказанием индивидуальной фармакогенетики.
По словам Дмитрия Сычева, изучение и сопоставление биомаркеров для целого ряда старых препаратов уже длительное время ведут ученые РМАНПО (Российской медицинской академии непрерывного профессионального образования). Делают поэтапно. Сначала идет ассоциация биомаркеров с плохим ответом (когда препарат не дал терапевтический результат), затем клиническая валидация алгоритма (оценка эффективности в тестовой группе пациентов), и наконец, внедрение в систему здравоохранения с обязательным учетом рентабельности проекта.
Генетика в плане предсказания исходов или эффективности и безопасности играет не первостепенную роль, гораздо важнее смотреть на клинические показатели. Генетика лишь помогает увеличить точность этого прогноза.
Технологии выявления биомаркеров, основанные на ПЦР, подешевеют и станут доступнее. Поэтому уже через сто лет каждого жителя Земли просеквенируют и полностью расшифруют ДНК. Через несколько десятков лет появятся лекарственные препараты принципиально нового типа.
Каждому лекарству будет соответствовать биомаркер, гарантирующий, что данным лекарством эффективно лечить именно этого человека.
Клеточная и генная терапия, CRISPR-Cas — с этим сложнее
Производство клеточных и генных терапий пока очень дорогое удовольствие. Для примера, себестоимость генной терапии гемофилии — свыше 150 тысяч долларов за одну дозу препарата. Со временем ситуация должна поменяться. Технологии автоматизации, флюидные технологии — все это будет способствовать снижению цены на препараты такого рода. К слову, бытует мнение, что лекарства все время растут в цене. Это скорее политический популизм, цель которого — ввести в заблуждение обывателей.
Новые разработки защищены патентами всего на 20 лет. После они становятся публичным достоянием и их производством может заняться любое профильное учреждение, порождая конкуренцию.
Если смотреть в далекое будущее, то генное редактирование, скажем, с методиками CRISPR-Cas — перспективное направление современной генной инженерии. Сегодня точность системы CRISPR-Cas недостаточна, чтобы применять ее in vivo, она актуальна только для отдельных случаев, когда у людей для модификации можно отбирать лишь те клетки, которые не нанесут вред организму из-за их ошибочного побочного редактирования. Нет сомнений, что за сто лет точность методик возрастет.
Эти технологии дают возможность оказывать влияние на генном уровне на всех стадиях развития организма, включая эмбриональный. Как будут решать эти и другие вопросы биоэтики — неизвестно. Медицина следующих ста лет изменится кардинально, и то, как она будет выглядеть, зависит исключительно от того, каким образом будут решать эти проблемы.
Отдельная фундаментальная область, которая совсем скоро начнет давать плоды, — это технологии на уровне отдельных клеток, когда секвенируют их геном и смотрят на динамику белков. Пока идет этап накопления знаний в этой области, но в конечном итоге это должно вызвать качественный прорыв в определенной области, например помочь в изучении мозга.
Ученые ожидают, что в ближайшие сто лет будут развиваться нанороботизированные технологии. Появятся сложные молекулярные комплексы, которые можно будет запускать в организм людей для мониторинга и лечения. Возможно, они будут реализованы на основе генно-инженерных клеток. Появятся двигающиеся в организме наномеханизмы, которые будут собирать информацию о нежелательных отклонениях заданного параметра.
Медицина станет незаметной, а старение останется под вопросом
В природе человека заложено стремление к комфорту. Поэтому неудивительно, что чем сложнее технологии и чем больше успехи в науке — тем сильнее у людей желание забыть о проблемах, связанных со здоровьем. В будущем эта «ленивая» позиция окажет непосредственное влияние на тренды в медицине. Преимущество будет на стороне неинвазивных технологий, а также технологий, которые предоставят возможность заботиться о здоровье человека незаметно для него.
С одной стороны, это вызовет бум на носимые устройства, которые будут следить за ключевыми биомаркерами человека и контролировать его показатели, с другой — станет стимулом для появления новых неинвазивных технологий.
Скорость развития направлений в медицине будет очень высока. Так, в 2011 году можно было быстро провести консультацию по биопринтингу с двумя десятками ведущих специалистов. В 2021 году это уже сотни групп и гигантское количество коллабораций. Их число растет каждый день, и это положительно сказывается на общем прогрессе в исследованиях.
Во время обсуждения Дмитрий Фадин выразил сомнение в правильности направлений, препятствующих таким фундаментальным процессам, как старение. По его мнению, этот механизм имеет глубокий смысл и его разрушение может привести к непредсказуемым последствиям. Возможно, гораздо более тяжелым, чем естественное увядание организма.
В качестве отстраненного примера он привел вопрос одной 80-летней знакомой, которой сделали ряд тестов и спрогнозировали, что она доживет до 120 лет. Она запланировала объехать весь мир и расписала свою жизнь до 105 лет, а вот что делать дальше — не знает. И вопрос смыслов тут должен стоять на первом месте.
Хотя это уже не вопросы медицины.
Будут проблемы, о которых мы сейчас ничего не знаем
Мы будем дольше жить и меньше думать о здоровье, так как предотвращение болезней станет сервисом. Но впереди появится множество новых проблем, о которых мы еще не знаем. Их возникновению будут способствовать новые обстоятельства и окружение: меняется климат, рацион питания человека пополняется новыми продуктами, растет уровень стресса. Будут новые пандемии. Нынешняя пандемия — респираторно-системная, возможно, не самая опасная и уж точно не последняя.