Тот случай, когда «индивидуальный подход» — не пустой рекламный слоган, а принцип работы. Рассказываем, что такое персонализированная медицина, чем она отличается от доказательной и когда в районной поликлинике всем начнут проводить генетические анализы.
Что такое персонализированная медицина
Персонализированная медицина — это подход к работе с пациентами, когда врач подбирает методы профилактики, диагностики и лечения каждому человеку индивидуально. При этом важно учитывать его пол, возраст, образ жизни и хронические болезни, но основной критерий выбора методов — генетические особенности.
Рассказать о персонализированной медицине без терминов не получится. Приводим основные, чтобы было проще читать статью:
Персонализированная, персонифицированная, прецизионная медицина — одно и то же.
ДНК — это молекула, которая хранит генетическую информацию человека. Она содержит множество генов.
Ген — маленький участок ДНК с «инструкцией», как синтезировать тот или иной белок. Их десятки тысяч, и каждый определяет какой-то признак. Например, цвет глаз, размер ноги или предрасположенность к болезни Альцгеймера.
Генотип — сочетание всех генов у конкретного человека. Это одна общая «инструкция», по которой работает организм.
Геном — комбинация всех генов любого человека.
Мутация — «поломка» в гене, из-за которой может развиться болезнь.
Основа современной персонализированной медицины — генная инженерия. Чтобы подход работал, каждому пациенту нужно проводить анализ ДНК, а потом подбирать или разрабатывать уникальное лечение. Такие возможности появились только в конце XX века. Но сама мысль о персональном подходе к пациенту — древняя.
Как развивалась идея персонализировать медицину
В 4000 г. до н. э. лекари Древней Индии опытным путём подбирали травы для каждого заболевшего человека. В 510 г. до н. э. древнегреческий учёный Пифагор заметил, что одни люди едят бобы без неприятных последствий, а у других это вызывает боль в животе. Спустя 2,5 тысячи лет исследователи выяснили, что дело было в работе определённого фермента: люди, у которых его не хватало, не могли переваривать бобовые.
Учёные стали искать закономерности в данных о лечении людей и проверять их в исследованиях на многих пациентах с похожими признаками. Так в XX веке появилась доказательная медицина. Этот подход помогает выбирать наиболее эффективные и безопасные препараты, но учёным приходится принимать некоторые допущения. Например, что особенности конкретного человека не так важны, как общие сходства в течении болезни у большинства.
В 1869 году открыли ДНК, а с середины XX века учёные стали её расшифровывать. Сделать это смогли к 2003 году в рамках международного проекта «Геном человека». Исследователи получили «карту» организма и поняли, что мутации в одном и том же гене у разных людей вызывают одинаковые заболевания.
С начала XXI века стали активно развиваться науки, которые изучают сложные взаимодействия между процессами в организме и генами и информационные технологии. Благодаря им учёные смогли быстрее анализировать миллиарды генетических последовательностей и находить связи между конкретными симптомами и генотипом человека.
В итоге медицина снова стала подбирать методы лечения индивидуально — уже не методом проб и ошибок, а с помощью научных исследований. Учёные быстро поняли, что анализ ДНК позволяет узнать о болезни до появления первых симптомов. А значит, даёт возможность принять меры и сохранить здоровье.
Один из основателей персонализированной медицины — американский биолог Лерой Худ. Он разработал метод восстановления повреждённых генов. Журнал Scientific American в 2015 году включил его в десятку самых влиятельных людей в области биотехнологий.
Лерой Худ в 2008 году сформулировал концепцию P4 — обозначил, какими свойствами должна обладать медицина будущего:
Predictive — предварительная диагностика, прогнозирование болезни.
Precautionary — превентивные меры, чтобы заболевание не возникло.
Personification — учёт индивидуальных особенностей.
Participatory — активное участие пациентов в лечении.
Персонализированная медицина не отменяет, а продолжает доказательную. Всё так же необходимо оценивать эффективность и безопасность лекарств на больших группах пациентов. Но после — дробить эти группы на более мелкие на основе генетических особенностей людей. И далее подбирать лекарства для конкретных пациентов.
Что особенного в персонализированном подходе
Если сравнивать два медицинских подхода — традиционный и персонализированный — получится такой результат.
| Традиционный подход | Персонифицированный подход |
| О болезни узнают, когда появились симптомы | С помощью генетического анализа могут заранее узнать о том, что человек заболеет |
| Лечат по стандарту, который разработали для типичных случаев болезни | При лечении учитывают не только историю болезни и симптомы, но и генетические особенности |
| Побочное действие лекарств устраняют с помощью других препаратов. Например, препараты от артрита могут вызвать язву желудка. Чтобы этого не произошло, назначают лекарства-защитники. Но и они могут провоцировать побочные эффекты — например, расстройства пищеварения. Так цепочка получается почти бесконечной | — Подбирают наиболее безопасные лекарства и дозировки. — Применяют таргетные препараты, которые прицельно воздействуют на причину или механизм развития болезни и не атакуют здоровые клетки. — Ищут инструменты, которые могут изменить ген. Это поможет предотвратить заболевание или сделать его менее тяжёлым |
| В основном используют неспецифические способы профилактики, то есть большинство из них не могут предотвратить конкретную болезнь | Применяют прицельную профилактику |
Персонализированный подход поможет эффективнее лечить и предотвращать заболевания, избегать побочных эффектов лекарств и справляться с тяжёлыми заболеваниями, например болезнью Альцгеймера или рассеянным склерозом.
Что из персонализированной медицины уже применяют
Врачи постепенно начинают использовать персонализированные методики во всех областях медицины. Активнее всего — в онкологии, психиатрии, вирусологии.
Генетические тесты
С помощью теста ДНК человек может узнать, к каким заболеваниям у него есть предрасположенность. Например, у женщин можно выявить мутацию, которая повышает риск рака молочной железы. При положительном результате теста женщине нужно чаще обследоваться, чтобы обнаружить болезнь на ранней стадии. А у заболевших раком груди это поможет выявить риск развития рака яичников.
Метод активно используют частные компании. Например, калифорнийская 23andMe одной из первых в 2007 году предложила клиентам узнать о своём этническом происхождении. В России тоже можно получить подобные услуги: узнать всё об особенностях здоровья и талантах, найти родственников, подобрать диету и снизить риски развития болезней.
Важно относиться к такому тесту осторожно: некоторые заболевания могут не развиться, но знание о такой возможности будет угнетать. Кроме того, многие ограничения оказываются излишними.
Лучше, если на генетический анализ направит врач. Так диагностика будет не только обоснованной, но ещё специалист поможет правильно понять результаты.
Обещания коммерческих фирм — во многом маркетинговый ход. Учёные пока изучили не так много связей между генами и характеристиками человека. И даже если в генотипе есть «нужный» ген, он может не проявиться так, как ожидалось, и человек не станет, к примеру, спортсменом или математиком.
Ещё есть риск потратить деньги на инновацию, которая не принесёт пользы.
Американская предпринимательница Элизабет Холмс основала стартап Theranos. Она обещала разработать компактное устройство для сложных исследований по одной капле крови. Инвесторы вложили в компанию около 700 миллионов долларов. Спустя 10 лет стало понятно, что идея провалилась, а научные исследования зашли в тупик.
Подбор лекарства на основе генетических особенностей
Персонифицированная медицина не только помогает лечить или предотвращать генетические болезни. С её помощью можно узнать, как на конкретного человека подействует лекарство. Этот вопрос изучают специалисты двух направлений — фармакогенетики и фармакогеномики.
Чтобы лекарство начали применять, оно должно пройти несколько этапов исследований. Сначала его изучают в пробирках и на животных. Потом — на здоровых добровольцах, ещё позже — на людях с определённой болезнью.
Не бывает так, чтобы на каждом этапе препарат сработал у всех пациентов и не вызвал ни у кого побочных эффектов. Но учёные могут решить, что польза превышает риск, и тогда лекарство будет допущено к применению.
В персонализированной медицине не так. Учёные ещё перед началом испытаний выясняют, как организм будет перерабатывать лекарство, какие гены будут за это отвечать. Затем проверяют, у людей с какими генами препарат будет работать лучше или, наоборот, вызовет тяжёлые побочные эффекты.
Когда дело доходит до исследований с участием людей, учёные делают анализ ДНК всем испытуемым. Работу продолжают только с теми, для кого новое вещество безопасно и наиболее эффективно.
В практике врачи используют тот же принцип. Определяют генотип пациента и корректируют лечение с учётом того, что уже известно о действии лекарства на людей с таким генетическим профилем.
Цифровизация
Цифровые технологии, в том числе ИИ, помогают обрабатывать большие объёмы данных. Например, в базе данных МРТ-снимков можно найти группы с похожими особенностями строения органов и симптомами заболевания. Для людей с определёнными признаками получится разработать свою схему лечения. Врач сможет пользоваться этой базой, и программа будет рекомендовать наиболее эффективную терапию.
Генная и клеточная терапия
Некоторые болезни развиваются из-за «поломки» в генах. Если она происходит только в одном конкретном, такой ген можно попробовать починить. Для этого используют редактирование генома.
Например, генетическая ошибка может вызывать тяжёлую болезнь крови — β-талассемию. Из-за «сломанного» гемоглобина человек не переносит физическую нагрузку, появляется одышка и боль в сердце. Людям каждые 3–5 недель нужны переливания крови.
Учёные разработали методику редактирования «сломанного» гена: из костного мозга больных берут стволовые клетки, в лаборатории их изменяют, а потом с помощью инъекции подсаживают обратно. После этого организм сам начинает вырабатывать нормальный гемоглобин. За этот инновационный инструмент в 2020 году разработчикам дали Нобелевскую премию.
Когда в районной поликлинике начнут проверять генотип пациента
В первую очередь биотехнологии будут внедрять в медицинских научных центрах. Стоимость перехода общественного здравоохранения на персонализированную модель пока не посчитали ни в одной стране — для этого надо провести генетический анализ у всего населения.
В России задача персонифицировать здравоохранение — один из приоритетов в стратегии развития науки до 2030 года. Однако пока это только план.
Но отдельные элементы уже появляются — например, программы, которые помогают врачам принимать решение на основе данных о пациенте. С их помощью врачи проводят анализы ДНК, изучают генотип перед назначением некоторых препаратов, например для лечения определённых видов рака.