CC BY
1058
БУДУЩЕЕ МЕДИЦИНЫ
4П-медицина как новая модель здравоохранения в Российской Федерации
М.А. Пальцев1' 2, Н.Н. Белушкина1, 2, Е.А. Чабан1, 2
1 Президиум РАН, Москва
2 ФГБУН «Институт биохимической физики
им. Н.М. Эмануэля», Москва
Определяющее значение для обеспечения устойчивого развития общества и экономики имеет здоровье населения. Вызовы, стоящие перед современным здравоохранением, диктуют необходимость создания принципиально новой модели организации медицинской помощи - 4П-медицины. 4П-медицина интегрирует в себе понятия персонализации (индивидуальный подход к каждому пациенту), предикции (выявление предрасположенности к развитию заболевания), превентивности (предотвращении появления заболеваний), партиси-пативности (мотивированного участия пациента). 4П-медицина базируется на научно-технологических и методологических достижениях в области геноми-ки, транскриптомики, протеомики, метаболомики и биоинформатики. В статье рассмотрена концепция 4П-медицины как нового вектора развития системы здравоохранения и основные группы идеологических, организационных и методологических задач в становлении 4П-медицины. Продемонстрировано преимущество перехода с лечебно-диагностической модели медицины на модель 4П-медицины, направленную преимущественно на использование эффективных технологий раннего предупреждения в выборе индивидуальных диагностических, профилактических и терапевтических средств при активном мотивированном участии пациента.
Ключевые слова: 4П-медицина, персонализированная медицина, предиктивная медицина, превентивная медицина, партисипативная медицина
4P-Medicine as a new model of healthcare in the Russian Federation M.A. Paltsev12, 1 Presidium of the Russian Academy of Sciences, Moscow N.N. Belushkina1,2, 2 Institute of Biochemical Physics named after E.A. Chaban12 N.M. Emanuel, Moscow
Of decisive importance for the sustainable development of society and economy is the health of the population. The challenges facing modern healthcare, dictate the necessity of creating a fundamentally new model of medical care -4P-medicine. 4P-medicine integrates the concepts of personalization (individual approach to each patient), predictively (creation of a probabilistic forecast Keywords: 4P-medicine, personalized medicine, predictive medicine, preventive
На протяжении столетий медицина пыталась лечить болезни. Сейчас ее главная цель - предотвратить заболевания. Для этого необходимо научиться предсказывать их вероятность.
Жан Доссе (Jean Dausset), французский ученый, лауреат Нобелевской премии
of health), prevention (preventing disease), participativeLy (motivated patient participation).The 4P-medicine is based on scientific-technological and methodological advances in genomics, transcriptomics, proteomics, metabolomics and bioinformatics. The article discusses the concept of 4P-medicine, as a new vector of development of the health system and major groups ideological, organizational and methodological problems in the development of 4P-medicine. Demonstrated the advantage of the transition of medical-diagnostic model of medicine on the model 4P-medicine, aimed primarily at the use of efficient technologies for early warning in the selection of individual diagnostic, prophylactic and therapeutic agents with active and motivated participation of the patient.
medicine,
participatory
medicine
Тенденции развития современной медицины связаны с достижениями активно разрабатываемого направления 4П-медицины, построенной на принципах персонализированного подхода к здоровью человека и интегрирующей в себе понятия персонализации (индивидуальный подход к каждому пациенту), предикции (создание вероятностного прогноза здоровья), превентивности (предотвращение появления заболеваний), партисипативности (мотивированное участие пациента).
4П-медицина не является каким-то отдельным, обособленным разделом медицины. Прежде всего она стратегически и тактически отличается от общепринятых на сегодняшний день клинических подходов.
Основная концепция нового стратегического направления медицины сфокусирована на индивидуальном здоровье человека и основана на доклиническом выявлении заболеваний, на этапе прогнозирования (предикции) и последующих превентивных мероприятиях, способных реально стабилизировать показатели заболеваемости и снизить инвалидизацию трудоспособного населения, существенно сократив традиционно высокие расходы на лечение уже заболевших людей. 4П-медицина позволяет предотвратить развитие клинической симптоматики на доклинической стадии.
4П-медицину позиционируют как основу для развития принципиально новой концепции медицины индивидуального здоровья, получившей название персонализированной предиктивно-превентивной партисипативной медицины [1].
4П-медицина ведет к смене парадигмы здравоохранения: отсрочка интервенционных действий и предпочтение предиктивной (предсказательной) медицины с учетом конкретного человека, или, другими словами, от реактивной медицины к профилактической, от болезни к здоровью [2].
Идеология 4П-медицины направлена на снижение заболеваемости как инфекционных, так и неинфекционных хронических заболеваний: диабета, сердечно-сосудистых заболеваний, онкологических заболеваний и др. При этом 4П-медицина может быть реализована только при активном участии самого человека в профилактике возможных заболеваний и их лечении [3].
Основная идея концепции 4П-медицины -предоставить все имеющиеся возможности фундаментальной науки конкретному пациенту [4]. 4П-медицина базируется на научно-технологических и методологических достижениях в области геномики, транскриптомики, протеомики, метаболомики и биоинформатики. При создании алгоритмов предиктивной медицины следует выявлять не столько локальные проявления, сколь-
ко молекулярные и клеточные сдвиги, преимущественно функционального характера.
Значительную помощь в анализе персональных биомаркеров заболевания должны играть информационные технологии, включая создание определенных баз данных о физиологических и клеточных процессах, болезнях и состояниях, связанных со старением. Полученные при клиническом и лабораторном обследовании результаты после обработки используются для подтверждения диагноза, стратификации риска болезни, прогнозирования развития симптомов, разработки профилактической терапии, мониторинга эффективности, коррекции профилактики [5].
В настоящее время существуют сотни вебсайтов, которые доступны для обзора и поиска данных по молекулярной биологии и другим смежным дисциплинам. Каждый из них имеет свой формат хранения данных, различную степень избыточности, взаимосвязи с родственными или аналогичными базами данных. Крупнейшими хранилищами первичных структур ДНК и белков являются - EMBL (European Molecular Biology Laboratory), GenBank, DDBJ (DNA Data Base of Japan), SWISS-PROT, PIR.
Наряду с интегрированными базами данных в последнее время появилось много специализированных информационных ресурсов. Это базы данных по протеомике, структурам белков, мутациям, метаболическим путям и регуляции, по трансгенным организмам, анатомии, биохимии и др. [6].
На основе этих данных создаются специальные программы по анализу транскриптомных данных конкретного пациента (пока созданы программы по онкологическому профилю), что позволяет с большой точностью отслеживать любые функциональные изменения внутри клетки.
Полученные результаты можно использовать для разработки наиболее эффективной индивидуальной стратегии лечения, которая будет базироваться на анализе экспериментальных данных, относящихся к данной патологии. Иначе говоря, по результатам экспериментальных данных можно предположить возможные мишени для лекарства. Если для этих мишеней уже из-
вестны лекарства, они используются для последующего анализа. С помощью данных программ можно находить сочетания лекарств, которые наиболее эффективно влияли бы на молекулярные мишени заболевания, а также анализировать побочные эффекты лекарственных средств. Разработка баз данных с исчерпывающей информацией о возможных биомаркерах всех известных патологических состояний с течением времени позволит корректировать диагностику для каждого конкретного пациента на основе знаний о его персональных заболеваниях, состоянии организма и процессах, связанных со старением.
Сочетанное гено- и фенотипирование лиц из групп риска на биопредикторы обеих категорий (геномики и протеомики одновременно) существенно повышает предиктивный индекс (до 85-90%), облегчая селекцию лиц из групп риска для последующей фармакопревенции.
Аналогичные алгоритмы можно разрабатывать для любых социально значимых заболеваний, что позволит вывести оказание медицинской помощи на качественно другой уровень.
Персонализация - индивидуальный подход к каждому пациенту с учетом генетических, биохимических и физиологических особенностей человека.
Предикция - выявление предрасположенности к развитию заболевания.
Превентивность - предотвращение или снижение риска развития болезни.
Партисипативность - активное участие человека в профилактике возможных заболеваний и их лечении.
К предикции относится пренатальная дородовая диагностика ряда хромосомных аномалий, доступная во многих странах. Данная диагностика позволяет обнаружить более 98% плодов с синдромом Дауна (трисомия 21), 99,9% трисо-мии 18 (известной как синдром Эдвардса), 99,9% трисомии 13 (синдром Патау), более 40% нарушений развития сердца и др.
Также активно развивается предимплан-тационная диагностика (до имплантации в матку) эмбриона, развившегося в результате
искусственного оплодотворения (при числе клеток около 10). Определяется наличие маркеров около 6000 наследственных заболеваний, после чего решается вопрос о целесообразности имплантации эмбриона в матку.
Ярким примером развития превентивности является профилактическая мастэктомия при обнаружении опасных мутаций в генах BRCA1 и BRCA2 (предикция), при которых риск развития рака молочной железы исключительно высок. Если эти мутации имеются, человек выбирает либо регулярные проверки, либо профилактическое удаление молочных желез и яичников.
Партисипативность - один из наиболее важных подходов в создании концепции 4П-медицины - основан на мотивированном активном участии человека в профилактике возможных заболеваний и их лечении. Только при осознанном участии самого пациента в лечебном процессе гарантирован успех становления 4П-медицины. При этом предполагается определенная степень ответственности и самостоятельности больного, его участие в принятии решений, определении стратегии и тактики лечения. Для развития данного направления необходимо проведение просветительской работы среди работников здравоохранения и информирование широкой публики о возможностях 4П-медицины.
Концепция 4П-медицины является не столько революцией, сколько этапом эволюции современной модели здравоохранения, в которой в той или иной степени применяются все подходы 4П-медицины. Однако лишь взаимопроникновение всех четырех принципов 4П-медицины является необходимых условием формирования качественно новой персонализированной модели здравоохранения [7, 8].
В настоящее время многие фармацевтические компании сделали персонализированную медицину центром своей стратегии. Так, сегодня большинство крупнейших фармацевтических компаний уже начали внедрять принципы пер-сонализации в исследования и разработки биомедицинских технологий. Лидирующие позиции в этой области занимают компании Roche, Novartis, Pfizer и др. Согласно оценкам медицинского исследовательского центра Университета
Тафтс, от 12 до 50% текущих исследований фарм-компаний приходится на персонализированную медицину. По данным PricewaterhouseCoopers, объем рынка лекарственных средств для персонализированной медицины в США с 2010 по 2015 г. должен практически удвоиться и достичь 425 млрд долларов. При прогнозируемом объеме мирового рынка 1,2 трлн долларов к 2016 г. доля персонализированных средств будет составлять треть всех препаратов [9].
«Золотым стандартом» персонализированного подхода считают препарат герцептин для лечения рака молочной железы с избыточным количеством рецептора НЕ1^2 на поверхности клетки. Герцептин вышел на мировой рынок еще в 1998 г. Стимулом для создания лекарства стало открытие гена, кодирующего рецептор НЕ1^2. Выяснилось, что поломка в этом гене многократно увеличивает количество рецепторов и позволяет им, как заевшей пластинке, беспрестанно посылать сигнал клетке на деление, а это вызывает развитие одной из самых агрессивных форм рака молочной железы. Такие мутации выявляются примерно в 25% случаев. И именно для этих пациенток создавался герцептин -антитело, призванное блокировать этот сигнал. Первые же клинические исследования показали, что применение герцептина для группы больных с НЕ1^2-положительным раком молочной железы дает значительный эффект, увеличивая выживаемость без признаков заболевания и побочных эффектов, характерных для традиционной терапии. Позже выяснилось, что рак желудка, где развитием опухоли в основном управляет тот же рецептор, тоже хорошо поддается лечению гер-цептином [9].
Продемонстрированная клиническая эффективность диктует необходимость внедрения принципов 4П-медицины, объединенных общей концепцией, в систему здравоохранения. Для развития 4П-медицины в России необходимо решить 3 группы задач:
1. Идеологические. Основной идеологией 4П-медицины является создание вероятностного прогноза здоровья. Модель здравоохранения на основе 4П-медицины потребует изменения парадигмы мышления руководителей здравоох-
ранения, врачей и пациентов. Потребуется полная скоординированность науки, практической медицины, наличие централизованного механизма управления и широкой информационно-просветительской работы, что позволит комплексно подходить к решению организационных задач по формированию новой модели здравоохранения на основе4П-медицины.
Одной из значимых идеологических задач является подготовка медицинских кадров в области 4П-медицины, ориентированных на активное сотрудничество с пациентами по мотивации и ответственному отношению к своему здоровью, следуя принципам партисипативности [10].
2. Методологические. К методологическим задачам в первую очередь относятся задачи по разработке и валидации методов и биомедицинских технологий 4П-медицины [11].
К ним относятся:
■ выявление индивидуального профиля рисков для каждого конкретного человека в отношении той или иной патологии с потенциальной коррекцией выявленных нарушений;
■ раннее определение с высокой достоверностью показателей риска возникновения патологии на ее доклиническом этапе;
■ персонализированная фармакотерапия патологического состояния на основе фармакогенетики;
■ оптимизация мониторинга развития заболевания и его прогноза при помощи мониторинга биомаркеров и биопредикторов;
■ разработка и совершенствование стандартов критериев динамики показателей здоровья человека.
3. Организационные. К организационным задачам относятся:
■ создание нормативно-правовой базы в области 4П-медицины с акцентом на прогнозирование, профилактику и персонифицированный подход к пациенту с целью улучшения качества жизни людей;
■ необходимость разработки специальных механизмов поддержки, обеспечивающих реализацию концепции 4П-медицины как новой модели здравоохранения;
■ консолидация усилий специалистов в интересах совершенствования 4П-медицины;
■ координация междисциплинарных исследований в области 4П-медицины;
■ обеспечение высококвалифицированными научными и медицинскими кадрами, реализующими концепцию 4П-медицины;
■ повышение просветительской роли врачей в области 4П-медицины;
■ распространение актуальной информации и учебных материалов по внедрению технологий медицины 4П;
■ развитие системы образовательных центров, кафедр и факультетов, работающих по программам повышения квалификации научных и медицинских кадров в области 4П-медицины.
Безусловно, перечисленные идеологические, методологические и организационные задачи становления 4П-медицины являются долгосрочными и финансово емкими. Однако отмечается, что в конечном счете персонализированный подход ведет к существенной экономии расходов на медицину: при правильно поставленном диагнозе и тактике лечения соответствующие затраты резко сокращаются.
Более того, применение персонализированных методов существенно сократит смертность от ряда заболеваний, в том числе за счет индивидуального эффекта назначенных лекарственных препаратов. Перспективность этого направления очевидна, особенно по отношению к онкологическим, сердечно-сосудистым и неврологическим заболеваниям [12].
В развитии 4П-медицины значительная роль отводится организациям, которые проводят в жизнь идеологию персонифицированного подхода к пациенту. Анализ тенденций развития здравоохранения свидетельствует об успешной реализации принципов 4П-медицины в развитых странах мира в настоящее время.
Ведущая роль в продвижении идеологии 4П-медицины принадлежит созданной в 2008 г. Европейской ассоциации предиктивно-пре-вентивной и персонализированной медицины (EPMA - European Association for Predictive, Preventive and Personalised Medicine) [13].
Штаб-квартира этой организации находится в Брюсселе, где ЕРМА зарегистрирована. Президент ЕРМА - профессор Винченцо Костильола (Италия). В настоящее время представительства ЕРМА имеются в 44 странах мира, в том числе в России. Миссия ЕРМА состоит в повышении осведомленности и признании 4П-медицины профессиональной общественностью во всех странах мира.
Роль 4П-медицины в модернизации здравоохранения была признана в качестве приоритетного направления деятельности глобальных и региональных организаций и учреждений здравоохранения, в том числе таких, как Организация Объединенных Наций, Европейский союз и национальные институты здоровья. Так, Национальный институт здоровья США включил 4П-медицину в пятерку приоритетных направлений развития медицины в XXI в. В 2009 г. в Женеве прошла первая встреча представителей Европейского бюро ООН с руководством ЕРМА. Итогом встречи стал программный документ, который определил стратегию взаимодействия ООН и ЕРМА для реализации философии 4П-медицины.
Большое внимание ЕРМА уделяет проблемам образования и просвещения в области 4П-медицины. ЕРМА имеет свой сайт, ежегодно проводит международные конгрессы и форумы, издает книги и журналы.
В России Распоряжением Правительства Российской Федерации от 28.12.2012 № 2580-р принцип персонализации медицины вклю-
чен в Стратегию развития медицинской науки в Российской Федерации на период до 2025 г.: «Персонализированную медицину определяют как быстро развивающуюся область здравоохранения, основанную на интегрированном, координированном и индивидуальном для каждого пациента подходе к анализу возникновения и течения заболеваний, или интегральную медицину, которая включает разработку персонализированных средств лечения на основе ге-номики, тестирование на предрасположенность к болезням, профилактику, объединение диагностики с лечением и мониторинг лечения» [14].
В рамках утвержденного председателем Правительства Российской Федерации (Резолюция № ДМ-П8-5 от 03.01.2014) Прогноза научно-технологического развития России на период до 2030 г. отмечено, что персонализированная медицина является перспективной моделью развития здравоохранения в России [15].
Изменение парадигмы мышления и ориентации врачей и руководителей здравоохранения с преимущественно лечебно-диагностического на преимущественно персонализированный и предиктивно-превентивные подходы при активном участии пациентов потребует от государства и общества серьезных усилий, но в условиях все большего внимания к качеству жизни и особенностям демографической ситуации необходимость обеспечения персонифицированного подхода должна стать национальным приоритетом.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Пальцев Михаил Александрович - академик РАН, главный ученый секретарь президиума РАН, начальник отдела биохимических основ молекулярной медицины ФГБУН «Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля» (Москва)
Белушкина Наталья Николаевна - доктор биологических наук, профессор, заместитель главного ученого секретаря президиума РАН, ведущий научный сотрудник лаборатории фармакогено-мики ФГБУН «Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля» (Москва) E-mail: [email protected]
Чабан Екатерина Александровна - заместитель начальника научно-организационного управления аппарата президиума РАН, младший научный сотрудник лаборатории регенеративной медицины ФГБУН «Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля» (Москва)
ЛИТЕРАТУРА
1. Hood L., Balling R., Auffray C. Revolutionizing medicine in the 21st century through systems approaches // Biotechnol. J. 2012. Vol. 7 (8). Р. 992-1001.
2. Flores M., Glusman G., Brogaard K., Price N.D., Hood L. P4 medicine: how systems medicine will transform the healthcare sector and society // Per. Med. 2013. Vol. 10 (6). Р. 565-576.
3. Пальцев М.А. Персонифицированная медицина // Наука в России. 2011. № 1. С. 12-17.
4. Hood L. Systems biology and p4 medicine: past, present, and future // Rambam Maimonides Med. J. 2013. Vol. 4 (2). Р. e0012. doi: 10.5041/RMMJ.10112
5. Quaglini S., Sacchi L., Lanzola G., Viani N. Personalization and Patient Involvement in Decision Support Systems: Current Trends // Yearb Med. Inform. 2015. Vol. 10 (1). Р. 106-118.
6. Hood L., Tian Q. Systems approaches to biology and disease enable translational systems medicine // Genomics. Pro-teomics. Bioinformatics. 2012. Vol. 10. Р. 181-185.
7. Jorgensen J.T. Companion diagnostics: the key to personalized medicine. Foreword // Expert Rev. Mol. Diagn. 2015. Vol. 15 (2). P. 153-156.
8. Hamburg M.A., Collins F.S. The Path to Personalized Medicine // N. Engl. J. Med. 2010. Vol. 363 (4). P. 301-304.
9. www.pwc.ru
10. Cesario A., Auffray C., Russo P., Hood L. P4 medicine needs P4 education // Curr. Pharm. Des. 2014. Vol. 20 (38). P. 6071-6072.
11. Jain K.K. Personalized medicine // Curr. Opin. Mol. Ther. 2002. Vol. 4 (6). P. 548-558.
12. Shabaruddin F.H., Fleeman N.D., Payne K. Economic evaluations of personalized medicine: existing challenges and current developments // Pharmgenomics Pers. Med. 2015. Vol. 8. P. 115-126.
13. http://www.epmanet.eu/
14. http://government.ru/docs/7257/
15. (http://www.hse.ru/data/2014/07/15/1312463362/ Medicine.pdf).
REFERENCES
1. Hood L., Balling R., Auffray C. Revolutionizing medicine in the 21st century through systems approaches. Biotechnol J. 2012; Vol. 7 (8): 992-1001.
2. Flores M., Glusman G., Brogaard K., Price N.D., Hood L. P4 medicine: how systems medicine will transform the healthcare sector and society. Per Med. 2013; Vol. 10 (6): 565-76.
3. Paltsev M.A. Personalized medicine. Nauka v Rossii [Science in Russia]. 2011; Vol. 1: 12-7. (in Russian)
4. Hood L. Systems biology and p4 medicine: past, present, and future. Rambam Maimonides Med J. 2013; Vol. 4 (2): e0012. doi: 10.5041/RMMJ.10112
5. Quaglini S., Sacchi L., Lanzola G., Viani N. Personalization and Patient Involvement in Decision Support Systems: Current Trends. Yearb Med Inform. 2015; Vol. 10 (1): 106-18.
6. Hood L., Tian Q. Systems approaches to biology and disease enable translational systems medicine. Genomics. Pro-teomics. Bioinformatics. 2012; Vol. 10: 181-5.
7. Jorgensen J.T. Companion diagnostics: the key to personalized medicine. Foreword. Expert Rev Mol Diagn. 2015; Vol. 15 (2): 153-6.
8. Hamburg M.A., Collins F.S. The Path to Personalized Medicine. N Engl J Med. 2010; Vol. 363 (4): 301-4.
9. www.pwc.ru
10. Cesario A., Auffray C., Russo P., Hood L. P4 medicine needs P4 education. Curr Pharm Des. 2014; Vol. 20 (38): 6071-2.
11. Jain K.K. Personalized medicine. Curr Opin Mol Ther. 2002; Vol. 4 (6): 548-58.
12. Shabaruddin F.H., Fleeman N.D., Payne K. Economic evaluations of personalized medicine: existing challenges and current developments. Pharmgenomics Pers Med. 2015; Vol. 8: 115-26.
13. http://www.epmanet.eu/
14. http://government.ru/docs/7257/
15. (http://www.hse.ru/data/2014/07/15/1312463362/ Medicine.pdf).
