CC BY
224
Персонализированная медицина: современное состояние и перспективы
Personalized medicine: current state and prospects
Идея персонализации, т.е. понимание необходимости индивидуального подхода к каждому пациенту, существовала с самого начала развития медицины. Еще Гиппократ говорил, что нужно «давать разные лекарства разным пациентам; то, что хорошо для одного, может не быть полезным для другого». Эта мысль в различных формах проходит через все развитие медицины, подчеркивая необходимость «лечить не болезнь, а больного», давать пациенту «правильное, то есть нужное именно ему лекарство в правильных дозах». Для этого врачи вплоть до последнего десятилетия ориентировались, помимо основного диагноза, на единственно доступные индивидуальные характеристики пациентов, такие как возраст, масса тела, сопутствующие заболевания, биохимические показатели, семейный анамнез, позволяющий оценить риск наследственной заболеваемости. В течение курса лечения прослеживали его эффективность для каждого пациента, т.е. осуществляли мониторинг на основании доступных клинических, а впоследствии и лабораторных критериев с возможной коррекцией путем эмпирических попыток изменения схем лечения. Описанный подход - клинический мониторинг - широко распространен на практике и в настоящее время.
Определение персонализированной
медицины
Персонализированную медицину определяют как «быстро развивающуюся область здравоохранения, основанную на интегрированном, координированном и индивидуальном для каждого пациента подходе к анализу возникновения и течения заболевания» или как «интегральную медицину, которая включает разработку персонализированных средств лечения на основе геномики, тестирование на предрасположенность к болезням, профилактику, объединение диагностики с лечением и мониторинг лечения». В последних обзорах теми же авторами отмечается роль не только генетических, но и других индивидуальных факторов. Как отмечает Whitcomb, персонализированная медицина «интегрирует индивидуальную генетическую и другую информацию для предупреждения и лечения комплексных
нарушений на основе наблюдений «от науки к клинике» («from bench to bedside»).
Согласно определению Совета по развитию науки и техники при президенте США (2008), персонализированная медицина подразумевает «адаптацию терапевтического лечения к индивидуальным особенностям каждого пациента, чтобы выделить субпопуляции, отличающиеся по своей предрасположенности к определенному заболеванию или их ответу на конкретное лечение». Профилактическое или терапевтическое лечение можно затем использовать для тех, кому оно принесет пользу, экономя расходы и избавляя от побочных эффектов тех, кому это лечение не принесет пользы». [http:// www.whitehouse.gov/files/documents/ostp/ PCAST/pcast_report_v2.pdf].
Цель персонализированной медицины состоит в том, чтобы «найти подходящий лекарственный препарат для конкретного больного, и в некоторых случаях даже разработать схему лечения пациента в соответствии с его индивидуальными данными». Необходимость этого обусловлена тем, что традиционные, создаваемые для лечения конкретного заболевания лекарственные препараты, оказываются неэффективными для 30-60% пациентов наряду с высокой частотой возникновения побочных эффектов.
В основе персонализированной медицины лежит несколько подходов, развитых и используемых в различной степени. В принципе, это обычные терапевтические подходы, но примененные с учетом индивидуальных особенностей конкретного больного.
Основные подходы персонализированной медицины включают в себя следующие направления:
• Предсказание на основе геномных данных вероятности возникновения того или иного заболевания с последующей разработкой профилактической индивидуальной схемы.
• Переход от традиционной клинической к персонализированной диагностике заболевания с учетом индивидуальных показателей пациента, в т.ч. биомаркеров различной молекулярной природы, с последующим сохранением биоматериала в течение всей его жизни.
• Выбор тактики лечения с учетом индивидуальных показателей пациентов, в т.ч. мониторинг лечения посредством биомаркеров, т.н. тераностика.
• Фармакологические аспекты, включающие индивидуальный подбор лекарственных средств путем сочетания геномных предсказаний и терапевтического лекарственного мониторинга.
1еномика в персонализированной
медицине
Решающим шагом в создании отрасли персонализированной медицины стала расшифровка генома человека. Появилась возможность получать научную информацию об индивидуальных особенностях конкретного пациента, что позволяет определять характер возникновения и течения заболевания, а также реакцию на определенные виды лечения. Анализ полного генома отдельных людей на 2001 г. казался дорогостоящим (примерно 300 тыс. долларов США), и поэтому прикладные медицинские перспективы такой информации казались делом отдаленного будущего. Однако развитие технологий происходило скачкообразно, и сейчас стоимость расшифровки генома приближается к 1 тыс. долларов США. Широкие возможности геномного секвенирования позволили американскому Национальному институту здоровья (NIH) объявить в 20ll г. о новом геномном проекте, который обеспечит ускорение внедрения достижений геномики в практическую медицину.
Ранее исследования отдельных генов и локусов также создали существенные предпосылки для персонализации. Выявлены мутации, сопряженные с теми или иными заболеваниями. Для оценки значимости обнаруживаемых индивидуальных единичных нуклеотидных полиморфизмов (SNP) в анализируемых генах проводят исследования сравнения частоты их встречаемости между здоровыми лицами и группами больных. Предсказательную информативность обнаруживаемых SNP оценивают по коэффициенту риска (odds ratio, OR), указывающему, во сколько раз чаще данный маркер встречается у больных, чем в популяции в целом. Установлено более 2400 SNP статистически достоверно ассоциированных с заболе-
ваниями с высокими OR. Так, например, найдено от 20 до 100 различных вариантов комбинаций SNP для каждого из таких заболеваний, как болезнь Крона, сахарный диабет 2-го типа, сердечнососудистые заболевания. Исследование пациентов с гепатитом С продемонстрировало особенности генотипа, оказывающие влияние на эффективность противовирусной терапии, а генная регуляция захвата печенью гиполипидемических препаратов группы статинов оказалась статистически достоверно сопряженной с риском возникновения побочного действия этих лекарств - миопатии, причем с высоким коэффициентом риска. Вместе с тем большая комплексность генома человека, невозможность функционально охарактеризовать ряд редких мутаций создают тенденцию к некоторому скепсису в научном сообществе касательно применимости на практике полногеномных данных.
Следует полагать, что большинство перспективных исследований в области персонализированной медицины будут основаны на данных постгеномных технологий - протеомики, транскрип-томики, метаболомики. Отдельным направлением индивидуальных геномных исследований является эпигеномика, позволяющая исследовать метилирование ДНК по цитозину под действием ДНК-метилтрансферазы. Показано гипомети-лирование ДНК в онкогенах некоторых опухолей наряду с гиперметилированием генов-супрессоров. Изменения метилирования ДНК наблюдали также при сахарном диабете 2-го типа, при сердечно-сосудистых и аутоиммунных заболеваниях.
Наибольшее число работ по определению персонализированных геномных характеристик связано с онкологией. Отмечается, что геномный «молекулярный профиль» биоптата опухоли является уникальной характеристикой опухоли конкретного больного, поскольку он отражает помимо мутаций в генах, участвующих в трансформации клеток, например р53, ras, также и дополнительные случайные мутации в самых разных генах. Futreal и соавт. (2004), проведя по данным литературы инвентаризацию мутаций генов, вовлеченных в онкогенез (раковый геном), сообщают о наличии 291 таких генов, что составляет более 1% всех генов в геноме человека. Специфичные для онкологических заболеваний мутации подробно охарактеризованы в геномном атласе рака (Cancer Genome Atlas), создававшемся в течение 10 лет и потребовавшем более 1 млрд долларов затрат. Наиболее ча-
сто встречаются мутации раковых генов, кодирующих протеинкиназы или вовлеченных в связывание ДНК и регуляцию транскрипции. Мутации могут быть связаны с включениями или делециями кодирующих последовательностей, их перегруппировками, снижением или увеличением числа участков-копий, что в конечном итоге приводит к нарушению транскрипции. Одним из первых применений гено-мики в онкологии была работа по анализу единичных нуклеотидных полиморфизмов (SNP) для уточнения классификации отдельных видов лейкозов у больных, способствующая выбору индивидуальной терапии для больных с внешне близкими клиническими признаками болезни. В настоящее время рядом компаний коммер-циализованы тесты для выявления предрасположенности к ряду заболеваний, в особенности онкологических. К примеру, уже получил одобрение FDA разработанный Нидерландским институтом рака тест MammaPrint для определения риска рака молочной железы, а другой подобный тест Oncotype Dx проходит III фазу клинических испытаний. Указанные тесты показали более высокую диагностическую значимость по сравнению с традиционными гистологическими тестами. В то же время предполагают, что гораздо больше раковых генов еще не идентифицировано, и возможности геномной диагностики для персонифицированной медицины в дальнейшем будут расширяться.
Высокозначимым для персонализированного подхода к лечению оказалось применение геномных подходов для решения вопросов, связанных с пересадкой почек. Обнаружены специфические маркеры нарушения экспрессии генов в B-клетках, позволяющие оценить риск отторжения органа и, следовательно, характер требующейся иммуносупрессив-ной терапии. Идентифицированы также особенности экспрессии генов в тромбоцитах периферической крови, которые статистически сопряжены с повышенным риском коронарной болезни сердца. По данным мультицентровых клинических испытаний, диагностический тест на основании этих данных повышает точность диагноза на 16-20%, что дает возможность своевременного проведения соответствующей терапии.
Другой фармакогенетический тест, связанный с воздействием на свертывающую систему крови, позволяет выявлять риск побочного эффекта антикоагулянта варфарина: показано, что индивидуальная реакция на этот препарат обусловлена полиморфизмом генов, кодирую-
щих цитохром Р450 CYP2C9, а также витамин-К-эпоксидредуктазу (VKORC1). Тест признан FDA США и дает возможность персонализированной коррекции дозы лекарства.
От традиционной клинической диагностики к персонализированной диагностике на основе постгеномных технологий В современной медицине клиническая диагностика, в частности, инструментальная, как, например, различные виды томографии, является существенно более персонализированной и направленной на контакт клинициста с каждым конкретным пациентом, чем лабораторные методы исследования. Обычно лабораторные тесты рассматривают одну или несколько групп, очень разнородных клинически, и вводят жесткие критерии «отсечения» для того или иного биомаркера. Примером может послужить тест на про-стат-специфический антиген (PSA) при раке предстательной железы. Этот белок часто достигает принятого для рака простаты критического уровня при воспалительных и доброкачественных состояниях простаты, и из-за этого в ряде стран не так давно перестал быть рекомендованным для широкого скрининга. Для перехода лабораторной диагностики заболеваний в русло персонализированной медицины перспективным инструментом могут стать постгеномные технологии, инвентаризирующие в организме человека результаты генной экспрессии на разной стадии: матричные и другие РНК (транс-криптомика), белки (протеомика) и, наконец, метаболиты (метаболомика).
Для диагностики и мониторинга лечения ряда заболеваний предложены подходы транскриптомики, т.е. инвентаризации РНК с помощью технологий микрочипов и высокопроизводительного секвенирова-ния нуклеиновых кислот. Это позволяет, например, дифференцировать отдельные виды рака и их подтипы, требующие разных схем терапии. Имеются сообщения о применении подходов транскриптомики к ряду других заболеваний: сердечно-сосудистых, ревматических, неврологических и др. Информативной, в частности, считают оценку микроРНК (миРНК), содержащей обычно 22 нуклеотида и способной ингибировать генную экспрессию через влияние на тРНК. Так, некоторые различия миРНК клеток печени оказались сопряженными с влиянием на эффективность репликации вируса гепатита С.
Интенсивно развивающимся подходом персонализированной медицины является использование протеомики. Для
МЕДИЦИНСКИЕ НОВОСТИ
№2^ 2014
1S
поиска критериев разграничения между состоянием здоровья и болезнью проте-омика должна определить полный набор белков, ассоциированных с конкретным физиологическим или патологическим состоянием. Именно протеомику рассматривают как приоритетную область для выявления биомаркеров. Применение протеомики для выяснения действия лекарственных средств, включая индивидуальные особенности пациентов, определяют термином «фармакопротеомика». Растущий интерес к протеомике объясняют тем, что информация о последовательностях ДНК дает только статичный моментальный снимок различных путей, которые может использовать клетка, в то время как жизнь клетки представляет собой динамический процесс, в более полной степени отражаемый ее белковым набором.
Методы, используемые в протеомике, в т.ч. клинической, интенсивно развиваются. Все подобные исследования находятся в соответствии с начатой в сентябре 2010 г. работой по проекту «Протеом человека» (Human Proteome Project, НРР), согласно которому планируется создание протеомной карты, включающей все белки, кодируемые геномом человека. Первоочередные задачи проекта: составление протеомных карт основных, или «мастерных», белков плазмы крови, печени, головного мозга. Для целей персонализированной медицины в этом плане возлагаются большие надежды на получение данных, связанных с протеомом крови, с учетом индивидуальных изменений в норме и при развитии патологии.
Наряду с выявлением белковых маркеров в плазме крови предполагается возможность осуществления персонализированной клинической диагностики на основании общего белкового профиля. Для этого предполагают проведение масс-спектрометрической характеристики образцов крови без идентификации индивидуальных белков («протеомный штрих-код»), что дало многообещающие предварительные результаты при ряде злокачественных опухолей.
Среди протеомных методов, перспективных для персонализированной медицины, следует отметить белковые биочипы, на которых иммобилизованы связывающие белки - антигены, антитела, ферменты, масс-спектрометрическую визуализацию тканей человека, или имиджинг, и некоторые др.
На сегодняшний день практическое использование протеомики для персонализированной медицины считают в
большей степени делом будущего, возможно, ближайших нескольких лет. В то же время нельзя не отметить, что если в первом обзоре на эту тему от 2004 г. речь шла преимущественно лишь о перспективах протеомики, то в последующие годы стали появляться сообщения о конкретных особенностях протеома при патологических состояниях. Так, например, продемонстрированы вариации протеома ткани опухоли больных с астроцитомой -белков клеточных филаментов и белков теплового шока. Обнаружены некоторые изменения экспрессии белков при лечении диабета; получен белковый микрочип для количественного анализа активности фактора XIII свертывания крови в плазме человека; найден предполагаемый биомаркер для выявления синовиальной саркомы. Отмечается перспективность протеомных подходов в педиатрии.
Вместо использования белковых биомаркеров, которые изменяют свою концентрацию в крови при патологии, но присутствуют в существенном количестве и в норме, современная протеомика предоставляет принцип «цифровой» диагностики, основанной на поиске биомаркеров по принципу присутствия (1) или отсутствия (0) в образцах больных или контрольных субъектов. Такой анализ, подобный применяемому в геномике при поиске клинически значимых мутаций, в т.ч. точечных, окажется более специфичным по сравнению с предшествующими методами. Белковые маркеры нового типа заведомо находятся в крови пациента в более низких концентрациях, чем традиционные, поэтому новый подход сопряжен с технологиями сверхчувствительного детектирования белков в биологических жидкостях в концентрациях до 10-18 моль/л. Кандидаты в цифровые биомаркеры представляют собой ключевые белки протеома, содержащие связанные с заболеваниями модификации: например, единичный аминокислотный полиморфизм (SAP), результаты альтернативного сплайсинга, природные посттрансляционные модификации (РТМ) и транслируемые участки слияния вследствие хромосомных аберраций. Предпосылки для указанного подхода созданы в ряде исследований, демонстрирующих возможности про-теомной идентификации и оценки связи некоторых модифицированных белков с заболеваниями. Так, посредством направленной масс-спектрометрии проводили количественный анализ пептидов с SAP, ассоциированными с развитием сахарного диабета и ожирения. Кроме того,
разработана стратегия поиска методами протеомики новых и известных вариантов сплайсинга белков, ассоциированных с возникновением рака поджелудочной и молочной железы. Такие подходы могут адаптироваться для анализа плазмы крови, других опухолей и клеточных линий.
Определение низкомолекулярных продуктов различного происхождения определяют как отдельную область персонализированной медицины в диагностике - метаболомику. Метаболом человека содержит более 5000 низкомолекулярных метаболитов. Некоторые из них могут быть индикаторами патологических состояний. Их детектируют преимущественно с помощью масс-спектрометрии и иногда путем ядерно-магнитного резонанса. Метаболические маркеры значительно лучше, чем белки, подлежат оценке путем количественной масс-спектрометрии. Установлен ряд изменений метаболома при ишемии, диабете, нейродегенеративных болезнях, злокачественных опухолях, в частности при раке предстательной железы.
В связи с переходом от больших групп пациентов к более раздробленным по различным критериям, а в идеале - к персонализированному подходу, большое значение приобретают биобанки (криобанки биологического материала). Особый интерес представляют научные программы, где в биобанк депонируются образцы доступных биологических жидкостей от одного индивида в разные периоды его жизни. В таком случае имеется уникальная возможность использовать для диагностики в качестве контроля собственный биологический материал, полученный ранее. Таким образом, будут сняты проблемы наблюдаемых у людей межиндивидуальных колебаний уровня биомаркеров и других белков плазмы крови или мочи. В настоящее время создание биобанков в сочетании с регистрами пациентов рассматривается как основной путь к проведению трансляционных исследований по внедрению фундаментальных знаний в практическую медицину. Технически более простые банки плазмы крови, препаратов ДНК, а также требующие более сложного оснащения и стандартных операционных процедур банки тканей позволяют проводить исследования для поиска новых диагностических и прогностических маркеров заболеваний, разделения нозологических форм на молекулярные субтипы, молеку-лярно-эпидемиологические исследования, в т.ч. по ретроспективному принципу, учитывающему исход болезни. Особое
значение имеют криобанки стволовых клеток, которые используют для персонализированной клеточной терапии.
Терапевтический мониторинг лекарств
Методы, используемые в метаболо-мике, технически близки применяемому в фармакологии терапевтическому лекарственному мониторингу. Понятие о терапевтическом лекарственном мониторинге возникло на основании наблюдений о разном ответе пациентов на одно и то же лечение с целью выбора правильной индивидуальной дозировки лекарства и снижения риска его побочных эффектов. Фактически именно с терапевтического лекарственного мониторинга и началась практика персонализированной медицины, возникшей как самостоятельное направление в медицине. В настоящее время рекомендовано проведение терапевтического лекарственного мониторинга для ряда препаратов, включая цито-статики, аминогликозидные антибиотики, противосудорожные средства и др.
Основными показаниями для разработки метода терапевтического лекарственного мониторинга является наличие данных о связи концентрации лекарственного средства в плазме крови и фармакологического эффекта, а также узкое терапевтическое «окно» препарата, т.е. небольшой интервал между минимальной эффективной и минимальной токсической дозой и концентрацией лекарства в плазме.
Конкретные примеры тестов терапевтического лекарственного мониторинга, проводимых для оптимизации лекарственной терапии, исчисляются сотнями. Целесообразным считают проведение терапевтического лекарственного мониторинга при лечении эпилепсии хорошо известными препаратами (карбамазепин, фенитоин, вальпроат) и препаратами нового поколения. Мониторинг используется также в психиатрии: к примеру, в некоторых случаях для лечения шизофрении оланзапином, а также при использовании препаратов лития для контроля их токсичности. При назначении аминоглико-зидов в некоторых случаях, в частности у новорожденных, показан контроль их концентрации в плазме крови. В последнее время методы терапевтического лекарственного мониторинга интенсивно внедряют в терапию туберкулеза, а также применяют для контроля концентрации и эффективности иммуносупрессоров -ингибиторов белка mTOR, например си-ролимуса.
Выбор метода, при помощи которого контролируют содержание в крови препа-
ратов при терапевтическом лекарственном мониторинге, зависит от физико-химических свойств препарата. На заре развития терапевтического мониторинга для анализа концентрации лекарственных средств в организме пациента использовали иммунологические тесты. Однако сейчас преобладающей технологией анализа в этой области стала жидкостная хроматография с последующей масс-спектрометрией, иногда газовая хроматография с масс-спектрометрией, хроматографические методы с другими детекторами или прямая масс-спектрометрия. В целом, основанные на масс-спектрометрии тесты терапевтического лекарственного мониторинга обладают существенными преимуществами за счет их высокой производительности, дешевизны и превосходящих иммунологические методы аналитических характеристик.
Объединение индивидуальной
диагностики с индивидуальной терапией -
тераностика
Наиболее успешно с практической точки зрения персонализированная медицина развивается в области т.н. тера-ностики. Этот термин образован от сочетания слов «терапия» и «диагностика» и означает медицинский подход, когда перед назначением лекарственной терапии пациента оценивают на предмет того, будет ли такая терапия эффективной и безопасной.
Описанные выше генетические тесты, связанные с предсказанием метаболизма лекарственных средств, по сути, относятся к тераностике. Такие фарма-когенетические исследования способствуют персонализированному подходу при назначении некоторых препаратов. Подобные тесты также широко введены в клиническую практику. В частности, оценку полиморфизмов генов цитохрома Р450 2С9 и VKORC1 следует проводить при определении режима дозирования антиагрегантного препарата варфари-на. Прогнозирование развития побочных эффектов в виде миопатий при приеме гиполипидемических средств - стати-нов - осуществляют посредством оценки полиморфизма гена БьС01В1. Известно еще более десятка примеров использования на практике фармакогенетических тестов.
Примерами средств, назначение которых требует персонализированного, «тераностического» подхода, также являются иммуносупрессоры. Так, при назначении азатиоприна в США рекомендуется проводить генетический
тест на дефицит фермента тиопурин-5-метилтрансферазы. Другие генетические тесты позволяют предсказать реакцию пациента на лечение, например, путем тестирования гена интерферона Х3 при гепатите С перед назначением интер-фероновой терапии. Перед применением некоторых схем направленной противоопухолевой терапии осуществляют поиск мутаций в раковых тканях (например, гена ^АБ).
Постгеномные технологии и другие методы молекулярной биологии, не относящиеся к анализу генома, также применяют в тераностике для предсказания реакции пациента на дорогостоящую направленную терапию. В первую очередь это касается тяжелых заболеваний, например злокачественных опухолей или инвалидизирующих воспалительных болезней, таких как ревматоидный артрит. Одним из первых «приложений» терано-стики в клинической практике является анализ ткани рака молочной железы на наличие мишени лекарственного средства - антитела Герцептина.
Персонализированный подход
в регенеративной медицине
Особое значение персонализированный подход к терапии приобрел при внедрении в клиническую практику регенеративных клеточных технологий. Проблемы трансплантационных иммунных реакций на алло- и ксеногенные клеточные препараты побуждают исследователей искать новые источники аутологичных стволовых и прогениторных клеток. Такими источниками являются, прежде всего, костный мозг и жировая ткань. Эти относительно легко восполнимые ресурсы стволовых клеток позволяют практически безболезненно для пациента получить плюри-потентные гемопоэтические (С034+) и мезенхимальные (Сй44+С029+С090+) клетки для последующей терапии.
Основная функция стволовых клеток костного мозга - поддержание постоянного числа эритроцитов и клеток иммунной системы организма. Однако, как было показано в последние годы, эти клетки активно участвуют и в регенерации других тканей. Стволовые клетки костного мозга могут дифференцироваться в кар-диомиоциты, гладкомышечные и скелетные миобласты, эндотелиоциты, остеобласты, гепатоциты и даже, при наличии соответствующих дифференцировочных сигналов, в глиальные клетки и нейроны. Аналогичные результаты были получены при исследовании возможностей диффе-ренцировки мезенхимальных стволовых клеток, полученных из костного мозга и
МЕДИЦИНСКИЕ НОВОСТИ
№2^ 2014
20
жировой ткани. Более того, эти клетки рассматриваются как аутологичный персонализированный клеточный препарат для доставки лекарств и генетических материалов в патологический очаг.
Самостоятельное место в регенеративной медицине занимает восстановление утраченных функций нервной системы. Для лечения таких тяжелых неврологических заболеваний, как це-реброваскулярная болезнь, осложнения спинальной травмы и повреждения периферических нервов, найден уникальный источник аутологичных нейральных про-гениторных клеток. Таким источником является слизистая оболочка верхнего носового хода, содержащая стволовые и прогениторные клетки, с помощью которых происходит постоянная регенерация нейроэпителиальных клеток обонятельного анализатора. Наряду с мультипотентными стволовыми клетками взрослого организма аутологичные нейральные прогениторные клетки рассматривают как весьма перспективный материал для создания и развития персонализированных регенеративных технологий.
Клеточные технологии на основе ау-тологичных мультипотентных и прогени-торных клеток интенсивно проходят различные фазы клинических испытаний в терапии таких социально значимых заболеваний, как ишемический инсульт и его неврологические последствия, инфаркт миокарда и тяжелые кардиомиопатии, ишемические заболевания верхних и нижних конечностей (облитерирующий эндартериит, болезнь Рейно, системная склеродермия, диабетическая ангиопа-тия), нейродегенеративные заболевания, в т.ч. сопровождающиеся ранними когнитивными нарушениями. Клинические перспективы этого направления персонализированной клеточной регенеративной медицины очевидны.
Важным моментом персонализации аутологичных клеточных препаратов является анализ изменений костного мозга и других источников стволовых клеток, обусловленных возрастом. Известно, что в процессе старения человека число стволовых клеток заметно снижается, и изменяется их регенераторный потенциал. В связи с этим крайне интересным представляется направление по созданию персонализированных клеточных банков. Каждый человек может стать донором собственного костного мозга. Стволовые клетки можно выделить, размножить и хранить в криобанке до возникновения необходимости в их трансплантации.
Персонализированный подход к клеточным технологиям не ограничивается лишь применением аутологичных стволовых клеток, но также включает в себя индивидуальный подбор качественного и количественного состава клеточного препарата, исходя из данных геномных, протеомных, биохимических и иммунологических исследований. Наибольший интерес для персонализации клеточной терапии представляет недавно созданная технология получения индуцированных плюрипотентных клеток (induced pluripotent stem cells, IPSC) путем транс-дукции прогениторных и даже дифференцированных клеток взрослого организма. Этот подход в настоящее время не применяется в клинической практике, поскольку IPCS получают с применением ретровирусных векторов, не исключающих инсерционный мутагенез, однако уже сейчас ведутся исследования по созданию безопасных IPCS, которые в ближайшем будущем могут быть внедрены в практическую деятельность.
В направлении персонализированной медицины проводят экспериментальные исследования по терапии наследственных заболеваний при помощи IPSC. В целом стратегия заключается в следующем: с помощью набора транскрипционных факторов фибробласты (или другие клетки), несущие некий генетический дефект, трансдуцируются в плюрипотентные стволовые клетки. В этих клетках методами генной инженерии заменяют дефектный ген на здоровый и запускают их диффе-ренцировку для восстановления функционального пула специализированных клеток. Применение этого же подхода позволяет создавать персонализированные клеточные модели тех или иных заболеваний. Так, создание IPSC из клеток, содержащих аутосомно-доминантный мутантный аллель LDLR, и дальнейшая дифференцировка их в гепатоциты, позволяют создать индивидуальную клеточную модель семейной гиперхолестерине-мии. При этом модельные клетки печени содержат как дефектный ген с соответствующей мутацией, так и весь индивидуальный геном пациента с данным заболеванием. Этим способом уже были созданы клеточные модели таких наследственно обусловленных заболеваний, как синдром Дауна, синдром Криглера-Найяра (злокачественная гипербилирубинемия), спи-нальная мышечная атрофия и др. Данные клеточные модели являются незаменимым инструментом для поиска и апробации персонализированных способов терапии каждого конкретного больного.
Возможности персонализации клеточных препаратов, открывающиеся с развитием технологии IPCS и благодаря современным достижениям геномики и эпигеномных исследований, поистине уникальны. Профилируя клеточный препарат с помощью различных генетических и эпигенетических подходов (замена мутантных аллелей и регуляция экспрессии генов, запуск механизмов альтернативного сплайсинга тех или иных ферментов, модуляция профиля миРНК, включение и выключение цитокиновых каскадов и др.), можно на базе одних и тех же аутологичных стволовых/индуцированных клеток создать персонализированное средство терапии для различных заболеваний и даже для различных стадий одной и той же болезни (к примеру, для обострения и ремиссии рассеянного склероза).
Заключение
Персонализированная медицина требует проведения дополнительных высокотехнологичных тестов, что, казалось бы, приводит к удорожанию медицинских услуг. Однако в конечном счете ее использование ведет к существенной экономии расходов на медицинскую помощь: при правильно поставленном диагнозе и тактике лечения соответствующие затраты резко сокращаются. Более того, применение персонализированных методов существенно сократит смертность не только непосредственно от заболеваний, но и от неверно назначенных лекарственных средств. Большинство авторов подчеркивают перспективность этого направления, отмечая конкретные аспекты его применения по отношению к онкологическим, сердечно-сосудистым, неврологическим и другим распространенным заболеваниям.
Персонализированная медицина стоит на пороге значительного расширения возможностей. Геномные и постгеномные технологии должны войти в повседневную практику в самое ближайшее время за счет действия специально ориентированных на это программ, таких как указанный выше новый геномный проект NIH. Основным препятствием в развитии персонализированной медицины наряду с пока еще высокой стоимостью необходимых исследований считают недостаточную подготовленность специалистов, большой разрыв между предоставляемыми ею новыми ценными диагностическими и терапевтическими возможностями и способностью практических врачей оценить их и применить на практике. Перечисленные факторы указывают на необ-
ходимость развития этой перспективной области в виде научных исследований по социально значимым и орфанным заболеваниям.
В современных условиях интенсивного развития биомедицинских технологий специалистам важно понимать, в чем состоят принципиальные особенности персонализированной медицины по сравнению с подходами недавнего прошлого. В действительности, медицина с самого начала стремилась к персонализации, но до расшифровки генома человека это было в большей степени мечтой, чем реальностью. Дальнейшая персонализация современной медицины, как представляется, будет развиваться по следующим основным направлениям.
• Разделение традиционных нозологических форм на молекулярные подгруппы для дифференциального подхода к лечению. Например, показано, что различные гистотипы рака яичника по-разному реагируют на лучевую терапию. Крупное исследование генома, транскриптома и протеома рака молочной железы привело к разделению этого заболевания на 4 молекулярных субтипа,
каждый из которых требует отдельного терапевтического подхода.
• Основанный на геномике предсказательный подход, позволяющий предупредить развитие заболевания вместо диагностики уже развернутой патологии. Геномный подход может быть совмещен с мониторингом начала заболевания посредством анализа протеома и мета-болома. Подход был проиллюстрирован мониторингом этих показателей у одного из исследователей в течение нескольких месяцев, что позволило вкупе с информацией о его геноме обнаружить у него преддиабет и скорректировать его развитие изменением образа жизни.
• Контроль эффективности лечения заболеваний и снижения степени выраженности побочных эффектов этого лечения посредством терапевтического лекарственного мониторинга.
• Организация криобанков биоматериала, связанного с социально-значимыми заболеваниями. Биобанки необходимы при разработке и валидации персонализированных подходов к диагностике заболевания. Депонирование образцов от пациента в течение всей его
жизни обеспечивает персонализацию мониторинга его индивидуальных показателей; в качестве контроля используется биоматериал от этого же пациента, взятый ранее.
• «Цифровая» диагностика социально-значимых заболеваний, основанная на поиске белковых биомаркеров по принципу их присутствия (1) или отсутствия (0) в образцах больных или контрольных субъектов. Задача решается за счет обнаружения в доступном биоматериале от пациентов появления или исчезновения модифицированных ключевых белков протеома и за счет усиления чувствительности аналитических методов в про-теомике.
• Персонализация клеточных технологий, в т.ч. применение собственных плю-рипотентных и перепрограммированных клеток для регенеративной медицины.
Дедов И.И., Тюльпаков А.Н., Чехонин В.П., Баклаушев В.П., Арчаков А.И., Мошковский С.А. // Вестник РАМН. - 2012. -№ 12. - С. 4-10.
ЭТО ПОЛЕЗНО ЗНАТЬ
мн С 1 ЯНВАРЯ 2014 ГОДА В РОССИИ н ПРАКТИЧЕСКИ ЗАПРЕЩЕНА ШИРОКАЯ РЕКЛАМА
МЕДИКАМЕНТОВ И МЕДИЦИНСКИХ УСЛУГ
С нового года начала действовать новая, весьма существенная, если не сказать революционная, поправка к Закону о рекламе. Теперь размещать рекламу лекарственных препаратов и медицинских услуг можно только для медработников. Для этого можно использовать медицинские конференции, выставки, семинары и аналогичные мероприятия. Рассказать о новых медикаментах и медицинских услугах разрешено также в специализированных медицинских печатных изданиях, предназначенных для врачей.
Специальное разъяснение по этому вопросу распространила Федеральная антимонопольная служба (http://www.fas.gov.ru/) 21 января 2013 г. В Разъяснении, в частности, говорится:
«В связи с вступлением в силу 1 января 2014 года Федерального закона от 25.11.2013 № 317-Ф3 «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации и признании утратившими силу отдельных положений законодательных актов Российской Федерации по вопросам охраны здоровья граждан в Российской Федерации», ФАС России разъясняет, что с этой даты в соответствии с частью 8 статьи 24 ФЗ «О рекламе» реклама медицинских услуг не допускается иначе как в местах проведения медицинских или фармацевтических выставок, семинаров, конференций и иных подобных мероприятий и в предназначенных для медицинских и фармацевтических работников специализированных печатных изданиях».
мН РЕГУЛЯТОРНАЯ НАУКА:
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В НАУКЕ И ОБРАЗОВАНИИ В ОБЛАСТИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
Самое большое и авторитетное агентство мира по лекарственным средствам - Управление контроля качества продуктов и лекарственных средств США (Food and Drug Administration, FDA) 24 февраля 2010 г. объявило о новой программе по улучшению ре-
гулирования своих поднадзорных объектов - Инициативе по развитию (продвижению) регуляторной науки. В программном документе Инициативы под названием «Стратегический план по развитию ре-гуляторной науки в FDA (август 2011)» агентство привело определение термина «регуляторная наука», основные области применения Инициативы, условия и механизмы реализации. Данная Инициатива - одна из многих, направленных на совершенствование деятельности управления путем развития и внедрения современных научных знаний в регулирование лекарственных средств, медицинских изделий, пищевых продуктов и других продуктов, входящих в область ответственности fDa. Многие результаты других инновационных инициатив FDA уже легли в основу транснациональных руководств Международной конференции по гармонизации технических требований к регистрации лекарственных средств и применяются не только в США, но и в странах Европейского Союза (ЕС) и Японии. Сюда можно отнести, например, анализ и управление рисками, технологии анализа процесса, использование генетических и биологических маркеров для предупреждения развития тяжелых лекарственных реакций (варфарин, клопидогрел) и мониторинга патологических изменений в органах (новые биомаркеры для выявления поражения органов) и др.
В контексте своих документов, по указанной выше Инициативе, FDA использует следующее определение: «регуляторная наука (regulatory science) - это наука по разработке новых инструментов, стандартов и подходов к оценке безопасности, эффективности, качества и действия всех регулируемых FDA продуктов».
В Российской Федерации пока такое направление науки и соответствующие исследования не проводятся, хотя потребность в них достаточно высока, так же как и необходимость в создании системы подготовки и повышения квалификации специалистов по регулированию лекарственных средств.
Береговых B.B, Пятигорская H.B., Аладышева Ж.И. // Вестник РАМН. - 2012. - № 12. - С. 41 45.
