Перспективы развития секторов рынка отечественной биомедицинской продукции Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

Экономические вопросы управления

Кривенко А.Н., Гришин Д.В., Буткова Т.В., Андреюк Д. С., Кайшева А.Л.

Перспективы развития секторов рынка отечественной биомедицинской продукции1

Кривенко Антон Николаевич — соискатель, Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации, Москва, РФ. E-mail: krivenko.sgc@gmail.com SPIN-код РИНЦ: 7500-1682

Гришин Дмитрий Викторович — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, Научно-исследовательский институт биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича, Москва, РФ. E-mail: molbiol ibm@inbox.ru SPIN-код РИНЦ: 9744-3593

Буткова Татьяна Владимировна — кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник, Научно-исследовательский институт биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича, Москва, РФ. E-mail: t.butkova@gmail. com SPIN-код РИНЦ: 3075-8349

Андреюк Денис Сергеевич — кандидат биологических наук, доцент, экономический факультет, МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва, РФ; Старший научный сотрудник Учебного центра, Психиатрическая Клиническая Больница №1 им. Н.А. Алексеева Департамента Здравоохранения г. Москвы, Москва, РФ. E-mail: denis.s.andreyuk@yandex.ru SPIN-код РИНЦ: 8083-4058

Кайшева Анна Леонидовна — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, Научно-исследовательский институт биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича, Москва, РФ. E-mail: kaysheva3@gmail.com SPIN-код РИНЦ: 7473-7581

Аннотация

Одной из приоритетных задач государства является увеличение продолжительности и качества жизни граждан РФ, что, в свою очередь, ведет к развитию экономики страны в целом. Решение вышеуказанной задачи также приводит к снижению затрат на лечение и уменьшению социальных выплат. На сегодняшний день основными потребителями медицинской продукции являются государственные учреждения здравоохранения. В этой связи качество и количество производимых медицинских изделий напрямую зависят от проводимой политики государства, реализации нацпроектов в сфере здравоохранения. В рамках Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации, утвержденной Указом Президента Российской Федерации от 1 декабря 2016 г. N642, очерчен круг задач и «больших вызовов» биомедицины, которые представляют собой совокупность проблем, требующих реакции со стороны государства и научного сообщества. Динамичное диффузное проникновение рыночных принципов экономического развития диктует определенные требования к сфере здравоохранения. Однако пока российский рынок не демонстрирует в полную силу институциональный механизм производства и оказания качественных доступных медицинских услуг. В данной статье охарактеризованы перспективы развития секторов рынка отечественной биомедицинской продукции в рамках реализации государственной научно -технологической политики и основные рынки продукции в области фармакогенетики, геномной медицины, медицинской диагностики, персонализированной и

1 Работа выполнена в рамках Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013-2020 годы.

прогностической медицины, бионанотехнологий, телемедицины, медицинской робототехники и биосенсорики, нейротехнологий, новых материалов, биомедицинских приборов и больших данных. Кроме того, в статье проанализированы возможности для дальнейшего развития профильного рынка и отдельных его субъектов, а также дана оценка целого ряда факторов, способных обеспечить повышение качества жизни, научно-технического развития и конкурентоспособности на существующих и новых отраслевых рынках.

Ключевые слова

Биомедицина, постгеномные технологии, телемедицина, бионанотехнологии, большие вызовы медицины, Стратегия научно-технологического развития Российской Федерации, государственная научно-технологическая политика.

DOI: 10.24411/2070-1381-2020-10051 Введение

Среди основных «больших вызовов» современной отечественной биомедицины можно выделить следующие2:

- проблему предела эффективности существующей парадигмы в медицине — многие лечебные мероприятия, реализуемые для борьбы с онкологическими, сердечно-сосудистыми (ССЗ) и иными заболеваниями, были разработаны на основе парадигмы лечения в 1950-ые гг.

- проблему разрыва между потребностями и доступными технологиями в сфере лечения и диагностики — Россия не попадает в топ-10 стран по доступности новейших лекарств, разрабатываемых в мире. Так, в 2015 г. отечественный фармацевтический рынок предоставлял лишь 19 из 49 новых препаратов для лечения онкологии.

- запрос общества на активное долголетие — увеличение продолжительности жизни и снижение рождаемости ведут к необратимому процессу демографической трансформации, связанной с глобальным старением населения. За последние 50 лет продолжительность жизни в мире выросла на 11 лет, а в Индии — на 21 год. При этом речь идёт об активной старости. В России же продолжительность жизни фактически осталась прежней, хотя снижение последних десятилетий удалось преодолеть. Задача медицины состоит в том, чтобы обеспечить активное долголетие, при котором у пожилого человека будет здоровье, силы и настроение активно участвовать в семейной, общественно-политической жизни и производственном цикле.

2 Биомедицина — 2040. Горизонты науки глазами ученых / под редакцией В.Н. Княгинина, М.С. Липецкой. СПб.: Фонд «Центр стратегических разработок «Северо-Запад», 2017. URL: http://csr-nw.ru/files/publications/biomedicina 2.pdf (дата обращения: 01.03.2020).

- необходимость повышения эффективности методов диагностики заболеваний — неинфекционные заболевания (ССЗ, рак, диабет, артрозы и т.п.) являются дорогими болезнями. Ежегодные потери развитых стран мира, включая Россию, составляют 895 млрд долл. для онкопатологий, для нейродегенеративных заболеваний — 818 млрд долл., сердечнососудистых — 753 млрд долл. Первоочередной задачей представляется разработка эффективных, селективных и доступных технологий раннего диагностирования неинфекционных заболеваний, а также прогнозирования эффективности лечения.

- долгий срок и высокая стоимость выведения на рынок новых лекарств — цикл создания нового терапевтического средства продолжителен: от фундаментального открытия до выведения препарата на рынок проходит 12-17 лет. При этом 90% лекарственных кандидатов не доходят до последней стадии клинических испытаний, а в 25% обнаруживаются побочные эффекты на поздних этапах испытаний, когда в проект уже вложены сотни миллионов рублей. За последнее десятилетие среднемировое значение расходов на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР) по созданию одного препарата увеличилось вдвое и составило 2,5 млрд долл. [Ma, Lu 2011].

- проблему оборудования — на сегодняшний день рынок высокотехнологичного медицинского оборудования в России представлен в основном крупными и средними зарубежными корпорациями (Philips, General Electric, Siemens, Toshiba, Stryker, Drager, BioRad и т.п.). Данная ситуация обусловлена несколькими факторами: во -первых, устаревшей технологической базой и высокой закрытостью отрасли, слабой кооперацией с иностранными производителями; во-вторых, трудностями продвижения отечественной продукции на рынке, связанными с низкой государственной поддержкой и реализацией неэффективной маркетинговой политики самими отечественными компаниями-производителями.

Основываясь на указанных вызовах современной биомедицины и здравоохранения России, можно определить первоочередные потребности государства в технологиях, продуктах и услугах в сфере биомедицины и смежных наук, о которых речь пойдёт далее.

Персонализированная и прогностическая медицина

По оценкам генерального директора биомедицинского холдинга «Атлас» Сергея Мусиенко, глобальный объем мирового рынка генодиагностики составляет около $12 млрд, при этом объем рынка в России — $60 млн. Наиболее популярными в современном обществе являются услуги диагностики и исследования статуса носительства наследственных и приобретенных заболеваний. С каждым годом всё более популярными становятся услуги неинвазивной пренатальной ДНК-диагностики различных заболеваний, в том числе наследственных. На территории России, помимо вышеупомянутой кампании «Атлас», имеются несколько сильных игроков, среди которых компании MyGenetics, Genotek и Genetico. Однако частные компании не обладают достаточным ресурсом, который необходим для реализации потенциала данного сектора экономики. По всей видимости, переход в область государственных программ поможет решить эту проблему. Если обратиться к зарубежному опыту, то не так давно во Франции стартовала государственная программа «Геномная медицина Франция-2025» (Genomic medicine France 2025), целью которой является переход технологий секвенирования ДНК в обычную клиническую практику, в каждое лечебно -профилактическое учреждение.

Логическим развитием проектов, связанных с геномной и постгеномной медициной, стало начало международного проекта «Протеом человека», старт которого был объявлен 23 сентября 2010 года в Сиднее. Россия стала одной из стран-инициаторов международного протеомного проекта, цель которого — измерить референсные значения содержания продуктов экспрессии генов (белков и пептидов) в организме человека в норме и при патологии. На сегодняшний день в выполнении проекта участвует более 20 стран, усилия которых направлены на измерение белков, кодируемых 25 хромосомами человека (22 соматические, 2 половые хромосомы (Х и Y) и митохондриальная хромосома). Российская часть проекта, выполняемая Федеральным государственным бюджетным научным учреждением «Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича» (ИБМХ), заключается в определении содержания белков, кодируемых генами хромосомы №18 человека, выбранной по оптимальному соотношению количества белок-кодирующих генов (их около 300) и их медицинской значимости [Archakov et al. 2011].

Пожалуй, одним из наиболее эффективных и перспективных направлений развития персонализированной медицины является фармакогенетика. Известно, что генетические особенности пациента более чем на половину могут определять резистентный фармакологический ответ. Индивидуальные генетические особенности

человека определяют эффективность тактики применения лекарственных препаратов. Использование технологий, позволяющих индивидуализировать фармакотерапию, будет способствовать оптимизации, делая ее максимально эффективной и безопасной. Ожидается, что персонализированное лечение станет экономически выгодным, поскольку позволит снизить затраты на перепроизводство и приобретение неэффективных лекарств и коррекцию нежелательных лекарственных реакций.

По данным Росстата, доля госсектора в производстве фармацевтических препаратов и сопутствующих изделий превышает 500 млрд руб.3 Фармацевтические препараты представлены преимущественно дженериками, успешно реализуемыми на рынке лекарственных средств, разработанных без учета фармакогенетических аспектов.

На Рисунке 1 представлен график распределения лекарственных средств, изученных с точки зрения фармакогенетики, в соответствии с областями их применения, утвержденными управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (англ. Food and Drug Administration, FDA).

Рисунок 1. Возможности внедрения фармакогенетических препаратов по медицинским направлениям (по данным FDA)4

Между тем согласно новому отчету «Global Pharmacogenomics Market-Analysis and Forecast, 2018-2028», посвященному исследованию активов рынка инновационных фармацевтических средств, проведённому корпорацией BIS Research, глобальный рынок фармакогенетики в 2018 году был оценен в сумму $4,49 млрд. Ожидается, что к 2028

3 Социально-экономическое положение России. 2018 г. // Росстат [Электронный ресурс]. URL: https://gks.ru/storage/mediabank/osn-12-2018.pdf (дата обращения: 01.03.2020).

4 Источник: [Tarantino et al. 2019].

году он вырастет в два раза и составит $8,98 млрд. В течение прогнозируемого периода 2019-2028 гг. данный рынок будет расти с совокупным годовым темпом на уровне 6,98%5.

Внедрение в клиническую практику фармакогенетических маркеров чувствительности к тем или иным лекарственным средствам, широко применяемым при терапии социально значимых заболеваний, позволит повысить эффективность конструирования лекарственных средств, безопасность фармакотерапии и увеличить продолжительность жизни больных инфекционного (в том числе ВИЧ, туберкулез), кардиологического, онкологического и психиатрического профиля [Ma, Lu 2011].

Биотехнологии и нанотехнологии

По оценкам экспертов, мировой рынок бионанотехнологий в 2025 г. достигнет уровня в 2 триллиона долларов США, темпы роста по отдельным сегментам рынка колеблются от 5-7 до 30% ежегодно. Основными сферами использования биотехнологий в биомедицине являются медицина, ветеринария и фармацевтика [Зиньковская и др. 2016]. Продукты и услуги, полученные при помощи биотехнологий, выходят на рынок, эффективно замещая или дополняя традиционные продукты. Использование биотехнологий поможет снизить себестоимость продукции, даст старт развитию биомедицины и появлению эффективных и доступных лекарственных препаратов. Ключевыми сегментами рынка биотехнологий являются:

Клеточная терапия и регенерация — класс технологий, основанный на использовании эукариотических клеток, других биологических материалов (биодеградируемые волокна, биоактивные вещества) в медицинских и косметологических целях. Область объединяет биологию, медицину, физику, химию, инженерию, математику. Основная задача клеточной терапии и регенерации заключается в восстановлении поврежденных тканей. Технологии регенеративной медицины на сегодняшний день считаются наиболее перспективными. К ним относят генную и клеточную терапию, инжиниринг тканей, шовных материалов и т.п. Значительный прогресс в изучении стволовых клеток, успешные опыты по выращиванию органов, создание биопринтеров, позволяющих печатать модельные среды для изучения и в перспективе органы, — все это формирует прочную базу и широкие возможности для развития этой области биотехнологий. Проблема нехватки

5 Global Pharmacogenomics Market 2019 // PRNewswire Association [Электронный ресурс]. URL: https://www.pmewswire.com/news-releases/global-pharmacogenomics-market-to-reach-8-98-billion-by-2028--300855788.html (дата обращения: 01.03.2020).

донорских органов для пересадки заставляет искать биомедицинские решения, не требующие использования донорского материала6. В настоящее время под руководством профессора Энтони Атала, заведующего кафедрой урологии Медицинской школы Уэйк Форест в Северной Каролине, выращивают мочевой пузырь, хрящи, кости, сосуды, уретру и многие другие органы и ткани [Atala et al., 2006]. Согласно базам Scopus и Clinicaltrials, за десять лет количество публикаций в области регенеративной медицины увеличилось более чем в 6-7 раз. В 2016 г. в России был принят закон о биомедицинских клеточных продуктах, который был призван обеспечить российских ученых и производителей регулированием, конкурентоспособным на международной арене и помогающим привлекать инвестиции в биотехнологические компании, зарегистрированные в России. Между тем закон ввел ряд строгих ограничений, результатом чего явилось временное снижение количества новых клинических исследований в регенеративной медицине. Согласно закону все биомедицинские клеточные продукты должны производиться в стандартах GCP и GMP. К настоящему времени всего одна российская компания зарегистрировала площадку для производства биомедицинских клеточных продуктов7.

В рамках направления клеточной терапии также следует особо отметить репродуктивные технологии. По данным Росстата, сегодня более 2,5 млн российских пар не могут зачать ребенка, а всего в мире страдает от бесплодия более 48,5 млн пар. Исследования широкого использования экстракорпорального оплодотворения в лечении бесплодия на региональном и федеральном уровнях, подготовленные экспертами Первого МГМУ им. И.М. Сеченова и Финансового университета при Правительстве РФ, свидетельствуют о том, что дополнительное оказание 24 450 циклов ЭКО в год в системе ОМС может привести к увеличению абсолютного прироста населения Российской Федерации к 2075 г. на 22,5%8.

Технологии рекомбинантной ДНК. Несмотря на развитие новых направлений создания фармацевтических препаратов, рекомбинантные белки и пептиды (гормоны, цитокины, вакцинные белки, белки с противоопухолевой активностью, антибиотики нового поколения, ферменты, биодеградируемые материалы, аналоги природных

6 Миронов В. Биопечать вместо донорских органов // Наука и жизнь. 2013. № 11. URL: https://www.nki.ru/archive/articles/23328/ (дата обращения: 01.03.2020).

7 Выращивание тканей и органов: мифы и реальность // Новости Сибирской Экономики [Электронный ресурс]. URL: http://www.sib-srience.info/ru/news/vvraschivanie-tkanev-i-26102019 (дата обращения: 01.03.2020).

8 ЭКО даст России прирост населения на 22,5% к 2075 году // Медвестник [Электронный ресурс]. URL: https://medvestnik.ru/content/news/K-2075-g-ot-uvelicheniva-procedur-EKO-prirost-naseleniva-Rossii-sostavit-22-5.html (дата обращения: 01.03.2020).

пищевых белков и буферных белков-компонентов питательных сред и т.п.) до сих пор остаются одним из самых привлекательных объектов в качестве терапевтических средств в связи с их безопасным фармакологическим профилем, хорошей переносимостью и эффективностью терапевтического использования. Общеизвестно, что биотехнология производства пептидных препаратов на основе микроорганизмов обладает высокой рентабельностью и лишена многих опасностей и производственных сложностей, присущих биофармацевтическим производствам на основе эукариотических клеток многоклеточных организмов [Есипов 2019; Graumann et al. 2006]. В стоимостном выражении мировой рынок белковых и пептидных лекарств вырос с 14,1 млрд долл. в 2011 году до примерно 25,4 млрд долл. в 2018 году, при этом базовый рост новых инновационных пептидных лекарств составил от 8.6 млрд долл. в 2011 году (60%) до 17.0 млрд долл. (66%) в 2018 году [Usmani et al. 2017]. В настоящее время на рынке США имеется более 239 утвержденных FDA пептидных препаратов и 380 их готовых лекарственных форм, клинические испытания проходят около 140 и более 500 терапевтических пептидов находятся на стадии доклинической разработки [Есипов 2019; Graumann et al. 2006]. По оценкам комплексной программы № 1853п-П8 развития биотехнологий в Российской Федерации на период до 2020 года, мировой рынок биотехнологий в 2025 году достигнет уровня в 2 трлн долларов США с ежегодными темпами роста от 5 до 30%. При этом доля России на рынке биотехнологий составляет на сегодняшний день десятые доли процента.

Технологии, основанные на полимеразной цепной реакции, и новые способы секвенирования ДНК применяются в медицине для выявления наследственных и вирусных заболеваний, для установления отцовства, в криминалистике, генной инженерии и т.п. Секвенирование нового поколения, которое также называют высокоскоростным секвенированием, обозначает совокупность методов расшифровки генных последовательностей, которые позволяют улучшить первоначальный процесс секвенирования, предложенный Сэнгером. Лидерами в этой области являются зарубежные компании, разработавшие ряд уникальных методик (Illumina (Solexa), Roche 454, Ion torrent: Proton/PGM и SOLiD). В таких режимах определения последовательности ДНК и РНК применяются массово-параллельные процессы, благодаря чему данные методы работают быстрее и отличаются большей экономичностью по сравнению с классическим методом Сэнгера. По информации лаборатории информационных технологий в управлении РАНХиГС при Президенте Российской Федерации, рынок геномного секвенирования в России ежегодно

увеличивается в среднем на 15%. При этом объем рынка оценивается в более чем 2,5 млрд руб. [Яшина и др. 2016]. Следует отметить, что основную часть составляет рынок оборудования, объем же рынка расходных материалов при этом очень мал и не соответствует потребностям и количеству установленного высокопроизводительного оборудования. Отечественные компании на рынке представлены преимущественно в сегменте услуг в области полногеномного анализа. Основные игроки рынка: ЗАО «Геноаналитика», ЗАО «ЕВРОГЕН», Genotek, Genetico, Sequoia genetics, «Атлас» и НПФ «Литех». Все компании предлагают широкий спектр услуг, связанных с полногеномным секвенированием и биоинформатической обработкой данных, и ориентируются на две основные категории потребителей — научно-исследовательские коллективы и оценку генетической предрасположенности широкого круга населения9.

Нанобиотехнологии. Важным направлением развития наномедицины является таргетная терапия, или адресная доставка лекарств, с применением различного рода векторных систем (в том числе РНК и ДНК) и наночастиц, получившие общее название «волшебная пуля». По прогнозам, в скором времени она позволит осуществлять эффективную таргетную доставку лекарственных агентов внутри организма без потерь транспортируемого вещества. Для выполнения своей миссии «волшебная пуля» должна преодолеть различные барьеры (стенки капилляров, гематоэнцефалический барьер, мембраны клеток и т.п.), доставить лекарственное средство в клетку, высвободить лекарственное средство, а потом инактивироваться, метаболизировавшись до нетоксичных компонентов10. В качестве носителей в системах доставки лекарств могут применяться различные биосовместимые наноматериалы, например липосомы, полимеры, мицеллы, дендримеры, кремний или углеродные материалы, нуклеиновые кислоты, вирусные, магнитные и композиционные наночастицы и т.п. Объем мирового рынка наномедицины начиная с 2016 года оценивается в $138,8 млрд, при этом на НИОКР в области нанотехнологий ежегодно тратится не менее $3,8 млрд. В последние годы глобальное финансирование новых нанотехнологий выросло на 45% в год, при этом продажи продукции превышают $1 трлн. По прогнозам, к 2024 году мировой рынок наномедицины достигнет значения в $344,0 млрд. Подобные технологии уже активно

9 Макеев М. Рынок на $140 млрд: как развиваются наноматериалы для адресной доставки лекарств // Forbes. Технологии биотехнологии [Электронный ресурс]. URL: https ://www. forbes.ru/tehnologii/343835-rynok-na-140-mlrd-kak-razvivaYutSYa-nanomaterialY-dlYa-adresnoY-dostavki-lekarstv (дата обращения: 01.03.2020).

10 Миллер А. Нанотехнологии в медицине: возможности, опыт использования, перспективы // АКТИОН [Электронный ресурс]. URL: https://www.dirklinik.ru/article/196-nanotehnologii-v-meditsine-vozmojnosti-opYt-ispolzovaniYa-perspektivY (дата обращения: 01.03.2020).

находят применение на практике. Одним из примеров использования нанотехнологий в медицине является разработка израильской компании Nano Retina, предназначенная для восстановления зрительного анализатора у людей, потерявших зрение из-за дегенеративных заболеваний сетчатки. Миниатюрное устройство Nano Retina, имплантат NR600, заменяет функциональную активность поврежденных фоторецепторных клеток и создает электрическую стимуляцию, необходимую для активации оставшихся здоровых клеток сетчатки. NR600 состоит из двух компонентов: миниатюрного имплантируемого наночипа и набора специализированных очков, которые носят пациенты. Наиболее емкими сегментами рынка бионанотехнологий являются ферментация, клеточная терапия и регенерация (32% рынка по состоянию на 2017 год). Российские нанотехнологии представлены в основном научно -исследовательскими проектами и стартапами, поддерживаемыми такими корпорациями, как Роснано. Так, по данным ежегодного отчета Роснано11, к концу 2018 года в РФ были зарегистрированы 550 компаний, осуществляющих выпуск продукции, связанной с бионанотехнологиями. При этом объем выручки от реализации российской продукции наноиндустрии составил 2 трлн руб. (28,5 млрд долл. США), в то время как мировая выручка от реализации продукции наноиндустрии в 2018 году приблизилась к 5 трлн долл. США. Таким образом, доля России на мировом рынке наноиндустрии составила на конец 2018 года 0,57% 12.

Телемедицина, медицинская робототехника, биосенсорика

Телемедицина как отрасль, развиваемая в различных странах, может быть условно разделена на четыре базовых блока:

- телемедицина для самолечения (организация достоверных и общедоступных электронных баз данных);

- телемедицина для повышения квалификации медицинского персонала (организация специальных баз данных, алгоритмов обучения и тестирования);

11 Фонд инфраструктурных и образовательных программ. Годовой отчет 2018 // РОСНАНО [Электронный ресурс].

URL: https://www.rusnano.com/upload/images/documents/%D0%A4%D0%98%D0%9E%D0%9F %D0%93% D0%BE%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9 %D0%BE%D1%82%D1%87%D0%B5%D1%82 2 018.pdf (дата обращения: 01.03.2020).

12 Бескаравайная Т. Представлены первые официальные данные о рынке телемедицинских технологий в России // Медвестник [Электронный ресурс]. URL: https://medvestnik.ru/content/news/Predstavlenv-pervve-oficialnve-dannve-o-rvnke-telemedicinskih-tehnologii-v-Rossii.html (дата обращения: 01.03.2020).

- консультативная телемедицина (организация удаленной визуальной связи с профильными специалистами, организация удаленных консилиумов);

- прикладная телемедицина (разработка систем удаленного управления медицинскими приборами и манипуляторами).

Более чем в 50% стран-участниц Евросоюза телемедицина находит достаточно широкое распространение. В 30% стран Европы организованы национальные агентства по развитию телемедицинских технологий. Стоит отметить, что даже там система телемедицины сводиться лишь к консультативным услугам в области дерматологии, радиологии, патологии и психиатрии. Наибольшую долю составляет телерадиология — 33%, наименьшую — телепсихиатрия, на которую приходиться около 13% всех телемедицинских услуг.

В 2019 г. экспертами Счетной палаты был проведён анализ, который продемонстрировал, что объем глобального рынка телемедицины в ближайшие два-три года приблизиться к отметке в 40 млрд долларов, продолжив в дальнейшем динамичное развитие. Роль так называемого электронного здравоохранения в обеспечении всеобщего доступа к медицинской помощи признаётся уже всеми европейскими государствами. В 2008 году в Англии была введена программа, которая была, по сути, демонстрационной моделью всей системы и должна была исследовать ту степень пользы, которую может принести применение технологий дистанционного оказания помощи, и получить информацию в поддержку принятия решений. Оказалось, что применение медицинских технологий сокращает тарифные издержки на 8-10%, количество койко-дней — на 1014%, а число плановых госпитализаций — на 14%. Помимо этого, было отмечено сокращение обращений в связи с несчастными случаями и необходимостью оказания экстренной помощи на 15%13. Отечественная телемедицина, несмотря на инвестиции в размере более 2 млрд руб., пока не добилась существенного развития14. Возможно, немаловажную роль при этом играет фактический запрет на дистанционную постановку диагноза, сформулированный в Федеральном законе от 29 июля 2017 г. N 242-ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации по вопросам применения информационных технологий в сфере охраны здоровья». Основными тенденциями, которые будут доминировать в мировой телемедицине

13 Котова М. Елемедицинское обследование // Коммерсант [Электронный ресурс]. URL: https://www.kommersant.ru/doc/3923844 (дата обращения: 01.03.2020).

14 Opportunities and developments Report on the second global surveY on eHealthGlobal ObservatorY, 2010 // WHO [Электронный ресурс]. URL: https://www.who.int/goe/publications/goe telemedicine 2010.pdf (дата обращения: 01.03.2020).

начиная с 2019 года, станут Интернет вещей (зависимость от гаджетов и мобильных устройств), обеспечение кибербезопасности и искусственный интеллект15 [Dang 2019; Dastjerdi 2016; Ghosh 2018; Sudhamony et al. 2008].

Говоря о медицинской робототехнике, аналитик IDC Health Insights Мутаз Шегеви (Mutaz Shegewi) подчеркивает, что в ближайшие годы мировая медицинская робототехника будет активно развиваться, роботы позволят автоматизировать ручную и физически тяжелую работу, но также будут все шире использоваться в клинических целях при создании бионических протезов и в качестве хирургических манипуляторов [Salminger et al. 2019]. Взаимодействие обычного оборудования с медико-биологическим позволит как повысить эффективность машинного обучения и других методов искусственного интеллекта, так и способствовать решению таких нетрадиционных для умного дома задач, как укрепление здоровья человека, ранняя диагностика заболеваний [Петрунин 2018].

Опрос IDC, проведённый среди целого ряда лечебных учреждений США, имеющих несколько сотен койко-мест, позволил оценить планы внедрения дронов и роботов. Треть респондентов заявили, что в той или иной степени уже используют у себя роботов. Подобная практика в будущем станет обычным явлением для учреждений здравоохранения, как только в клиниках и больницах в полной мере осознают, каким образом внедрение роботов поможет снизить издержки, автоматизировать различные процессы и улучшить качество оказываемых медицинских услуг. По оценкам экспертов IDC, повсеместное распространение роботизированных устройств в больницах США произойдет в период от одного года до трех лет [Salminger et al. 2019].

Австрийские ученые из Венского медицинского университета в 2019 г. показали эффективность и безопасность протезов конечностей, для управления которыми используются инвазивные сенсоры, считывающие активность с реиннервированных мышц. В исследовании приняли участие пациенты с ампутированной выше локтя рукой. За время исследования участники научились управлять протезом, поднимать предметы и даже захватывать мелкие монеты. Несмотря на то, что, по данным аналитиков, российский рынок робототехнических решений не развит и пока отстает от мировых

15 SchapiraL. Telemedicine in Cancer Care: Rewards and Risks, 2019 // Cancer.net [Электронный ресурс]. URL: https://www.cancer.net/blog/2019-03/telemedicine-cancer-care-rewards-and-risks (дата обращения: 01.03.2020); Health to acquire InTouch Health. How Digital Health Technology Is Transforming Oncology Care // Teladoc [Электронный ресурс]. URL: https://intouchhealth.com/how-digital-health-technology-is-transforming-oncology-care/ (дата обращения: 01.03.2020).

показателей16, в России появились бионические протезы. Используя последние достижения в области компьютерных технологий, материаловедения, робототехники, нейрофизиологии, нейропсихологии и нейрореабилитации, ПАО «ИНЭУМ им. И.С. Брука» и компания «Моторика» разрабатывают серийное производство отечественных бионических роботизированных протезов верхних и нижних конечностей17.

Биосенсоры, диагностические системы, биочипы (в том числе фотоника) — класс аналитических приборов, в основе работы которых лежат иммунохимические реакции. Биосенсоры состоят из двух основных частей: биоселективного элемента и преобразователя. По типу преобразователя выделяют следующие типы биосенсоров: электрохимические, оптические, пьезоэлектрические, термические, акустические и др. Самым распространенным биосенсором в настоящее время является биосенсор для измерения уровня глюкозы в крови (глюкометр)18.

Суммарный объем глобального рынка биосенсоров и инструментов биофотоники составляет около 43 млрд долл. при среднегодовом темпе роста 10%. Крупнейшим сегментом рынка являются электрохимические биосенсоры, самым быстрорастущим — оптические биосенсоры19.

Российский рынок лабораторной диагностики и биосенсорики (IVD) является одним из наиболее динамично развивающихся. По прогнозам Frost & Sullivan, объем данного рынка должен удвоится и превысить 1 млрд долл. В России, к большому сожалению, в 1990-е годы практически полностью была утрачена промышленная база по производству некоторых видов лабораторного оборудования. В результате мы имеем ситуацию, когда более 80% аналитических приборов в стране — зарубежная продукция (Roche, Abbott, Sysmex и т.п.). Помимо этого, иностранные игроки зачастую поставляют «закрытые» системы, которые работают только на уникальных реагентах, тем самым еще больше привязывая клиентов к производимой ими продукции. Однако в последнее время ситуация стала несколько меняться. Появились достаточно крупные российские компании, производящие IVD-оборудование и реагентную базу, среди них: Vital

16 Бионические роботизированные протезы // Институт Электронных Управляющих Машин им. И.С. Бука [Электронный ресурс]. URL: http://ineum.ru/bionicheskie-robotizirovannYe-ekzoprotezY (дата обращения: 01.03.2020).

17 Развитие фотоники в России и мире // Сколтех [Электронный ресурс]. URL: https://www.skoltech.ru/app/data/uploads/2014/02/fotonika.indd .pdf (дата обращения: 01.03.2020).

18 Электрохимические биосенсоры // Портал ИБМХ [Электронный ресурс]. URL: http://www.ibmc.msk.ru/content/Education/w-o pass/Biosensors.pdf (дата обращения: 03.03.2020).

19 Маркетинговое исследование рынка биосенсоров // Маркетинговая группа Текарт [Электронный ресурс]. URL: https://research.techart.ru/report/biosensors-market.htm (дата обращения: 01.03.2020).

Development, ООО ДНК-Технология, ГК «Алкор-Био», ЗАО «Вектор-Бест», ООО «Хема-Медика», НПО «Диагностические системы», ЗАО «Медико-биологический Союз», ООО «НПФ ЛИТЕХ», ООО «Биосенсор АН», ООО «Ольвекс-Диагностикум», ЗАО «Эколаб», Компания «ЭЛТА», ИБМХ, МФТИ, Казанский государственный университет, Лаборатория биосенсоров ИБФМ РАН, Институт теоретической и экспериментальной биофизики Пущино, ООО НПП «Центр Перспективных Технологий», ООО «Академия биосенсоров» и некоторые другие. Несмотря на быстрые темпы роста и социальную значимость, в России в настоящее время биологические сенсоры всё-таки не находят должного широкого применения. Доля РФ по ряду направлений мирового рынка биотехнологий, в том числе биосенсоров, практически равна нулю.

Когнитивные исследования, нейротехнологии и природоподобные технологии

Общеизвестно, что в основе подавляющего большинства поведенческих реакций лежит слаженная работа центральной и периферической системы, которые определяют каждое человеческое ощущение, мысль, эмоцию, решение и действие, стоят за генерацией знания, их передачей в цивилизации и накоплением в культуре, за коллективной и исторической памятью, общественным сознанием, функционированием социальных групп, разрозненных сетей и общества в целом. Нарушения работы мозга и его когнитивных функций проявляются в сотнях заболеваний центральной нервной системы (ЦНС), затрагивающих каждого четвертого жителя планеты и образующих огромные финансовые (более 1 трлн долл.) нагрузки на экономику развитых стран.

Прогнозируется, что XXI век станет веком исследования возможностей мозга.

В этой сфере реализуется целый ряд проектов. Одна из основных существующих сегодня

инициатив в этой области — флагманский проект ЕС «Человеческий мозг» (Human Brain

Project (HBP)), запущенный в 2013 году. В проект вовлечено порядка

100 исследователей, стоимость проекта достигает 1,1 млрд евро. В рамках проекта

задействованы исследовательская инфраструктура и вычислительные технологии

мирового уровня. Целью инициативы является заполнение пробелов в моделировании

структур и функций мозга. Аналогичная американская инициатива со сроком в 12 лет

U.S. BRAIN (Brain Research though Advancing Innovative Neurotechnologies)

фокусируется на развитии новых технологий для фиксирования активности нейронных

цепочек и картировании мозга с беспрецедентной точностью. В Японии также есть свой

проект в этой сфере: «Картирование мозга на основе интегрированных нейротехнологий

для исследования заболеваний» (Brain Mapping by Integrated Neurotechnologies for

118

Disease Studies (Brain/MINDS) Project). В течение 10 лет японские исследователи планируют активно использовать мышей и обезьян для понимания клеточной основы поведения и для моделирования болезней мозга человека20.

Следует отметить, что VIII Рамочная программа ЕС объединяет шесть базовых платформ проекта «Человеческий мозг», к которым относятся:

- нейроинформатика — объединяет данные и знания по всему миру, делая их доступными научному сообществу;

- симуляция мозга — интегрирует информацию в компьютерные модели и позволяет определять недостающие данные;

- высокопроизводительные вычисления — обеспечивают интерактивную суперкомпьютерную технологию для моделирования и симуляции с использованием больших объемов данных (Big Data);

- медицинская информатика — объединяет клинические данные со всего мира;

- нейроморфные вычисления — позволяют переводить модели мозга в искусственные системы;

- нейророботика — связывает искусственные модели мозга с робототехникой.

Нейротехнологиями принято называть технологии, тем или иным способом работающие с нервной системой человека и высших животных. Они позволяют получать информацию об особенностях функционирования нервной системы или об аспектах воздействия на нее. В большинстве случаев нейротехнологии разрабатываются для терапии заболеваний ЦНС и для восстановления функций, утраченных из-за болезни. Но перспективно также применение подобных технологий для расширения тех или иных возможностей человека. Ярким примером являются инвазивные и неинвазивные интерфейсы по типу «мозг — компьютер», то есть устройства, которые смогут позволить мозгу напрямую отдавать команды компьютеру или роботизированной системе.

Различного рода инвазивные интерфейсы преимущественно предназначены для людей, чьи когнитивные функции уцелели, а мышечная система парализована. Такие пациенты мыслят, адекватно воспринимают окружающий мир, и невозможность двигаться и взаимодействовать с близкими приносит им огромные психические и

20 Биомедицина — 2040. Горизонты науки глазами ученых / под редакцией В.Н. Княгинина, М.С. Липецкой. СПб.: Фонд «Центр стратегических разработок «Северо-Запад», 2017. URL: http://csr-nw.ru/files/publications/biomedicina 2.pdf (дата обращения: 01.03.2020).

физические неудобства. На сегодняшний день инвазивные интерфейсы находятся на экспериментальной стадии развития, но очевидно, что со временем их использование станет значительно более доступным для пациентов.

Неинвазивные интерфейсы также активно разрабатываются для помощи парализованным людям. Так, следует отметить внешние каркасы (экзоскелеты), дублирующие человеческие движения и восполняющие утраченные функции, к которым можно отнести способность ходить или поднимать тяжести. При этом задачей является обеспечение полного или частичного управления нейроинтерфейсами. Важно, чтобы это устройство не только совершало движения в автоматическом режиме, но также откликалось бы на нервные импульсы человека. В России активно ведутся подобные разработки. К указанным нейротехнологиям можно отнести и машинный интеллект, способный использовать принципы, лежащие в основе работы ЦНС21. При этом одной из основных задач является разработка технологий взаимодействия человека с роботизированными системами и виртуальными агентами (анимированный аватар) с использованием жестов или естественного человеческого языка22.

Новые материалы

Новые сплавы, керамические и полимерные материалы, а также композиты зачастую становятся отправной точкой инноваций в области биомедицины. При этом продвижение кросстехнологичных проектов является основой прорывов во многих отраслях медицины и смежных наук. Например, сочетание 3D-программного проектирования, 3D-сканирования, 3D-аддитивной печати и новых полимеров стало революционным в области стоматологии и лицевой хирургии. В мире уже появились материалы, из которых можно печатать композитные коронки или целые съемные протезы.

Нельзя не отметить, что, например, начиная с 2016 года отлажена трёхмерная печать печени, артерий и костной ткани. Трансплантированные таким образом органы показали хорошие параметры приживаемости. Риск отторжения при удачной пересадке был минимален, органы сами развивали проводящую сеть сосудов и капилляров, так как новые ткани были аутентичны тканям самого пациента. Интересно отметить, что

21 Сергей Шишкин. О будущем нейротехнологий и интерфейсах мозг-компьютер // InTalent [Электронный ресурс]. URL: https://intalent.pro/interview/sergev-shishkin-o-budushchem-nevrotehnologiv-i-interfevsah-mozg-kompvuter.html (дата обращения: 01.03.2020).

22 Ученый: Россия может занять достойное место на рынке нейротехнологий // РИА Наука [Электронный ресурс]. URL: https://ria.ru/20170731/1499460929.html (дата обращения: 01.03.2020).

подобные темпы позволили институту Harvard's Wyss вплотную приблизиться к созданию искусственной почки23.

Биомедицина — наиболее значимая область применения новых материалов, требующая инновационных решений при создании медицинского оборудования, инструментария и протезирования. Особенно высоки требования к материалам для эндопротезирования. К таким требованиям прежде всего относятся биосовместимость, высокий уровень физико-механических характеристик, стабильность свойств, долговечность работы в человеческом организме. Из опыта клинической практики видно, что применение имплантатов из биосовместимых углеродных материалов сокращает до двух раз сроки послеоперационной реабилитации, исключая необходимость повторных хирургических вмешательств. В РФ разработан и уже внедрен в клиническую практику целый спектр различных материалов и изделий нового поколения, таких как импланты костей черепа, глазные импланты из углеродного волокна, фрагменты межпозвоночных дисков, противоожоговые повязки из углеродной ткани, искусственные клапаны сердца из долговечного материала углеситалла, элементы крупных суставов из углеродных материалов [Золкин и др. 2015; Колмогоров и др. 2018; Логинов 2001; Цветкова и др. 2016]. Развитие работ в области биокерамических структур на основе гидроксиапатита привело к созданию новых биологически активных материалов, совместимых с тканями организма человека. Ведётся также активная разработка капсул из гидроксиапатита для направленной доставки лекарственных средств в целевой орган.

Одной из наиболее успешно развивающихся областей высоких технологий является техническая сверхпроводимость. Явление сверхпроводимости широко используется при производстве медицинских томографов, сепараторов для тонкой очистки, накопителей энергии, установки индустриальной физики и т.п. Прогноз развития применения сверхпроводящей продукции предполагает рост объема рынка сверхпроводников до 0,2 трлн долл. к концу 2020 года. Здесь необходимо особо подчеркнуть тот факт, что отечественным ученым, бесспорно, принадлежит приоритет в области сверхпроводящих материалов и проводников нового класса с нанометрическим уровнем микроструктуры.

23 Луценко В. Медицина будущего: какие технологии позволят людям победить старость, болезни и смерть? // Forbes [Электронный ресрурс]. URL: https://www. forbes.ru/tehnologii/346539-medicina-budushchego-kakie-tehnologii-pozvolyat-lyudyam-pobedit-starost-bolezni-i (дата обращения: 01.03.2020).

Другими технологиями, играющими важнейшую роль в решении глобальных вызовов, являются мембранные технологии. В некоторых областях они не имеют конкурентов, например искусственное легкое и искусственная почка, процедура выделения термолабильных биологически активных веществ, получения сверхчистых соединений в микроэлектронике и др. В США в мелкосерийном масштабе производятся мембраны для биокатализа, преобразования, биосенсорики, в устройствах для мониторинга окружающей среды. Российская наука также занимает хорошие позиции в сфере развития мембранных технологий. Доказательством этому является ряд фундаментальных результатов, достигнутых в области физической химии мембранного разделения, производства разных типов мембран, мембранных модулей, специфических установок и т.п. [Чертков 2005]. К наиболее перспективным направлениям исследований в области мембранных технологий можно отнести создание барьерных наноструктурированных мембран с толщинами порядка 10 нм для избирательного переноса молекул и ионов, повышение эффективности экстрагирования растворенных целевых компонентов при мембранном разделении, обеспечение активного энергозависимого транспорта и многое другое. Реализация подобных технических решений может качественно изменить облик современных биомедицинских технологий не только с точки зрения таких показателей, как энерго- и материалосбережение, повышение экологической безопасности, но и аппаратурного оформления24.

Импортозамещение биомедицинских приборов, новые приборы

Индустрия медицинских изделий и приборов в международных масштабах представляет собой одну из самых инновационных и высокотехнологичных сфер экономики. В связи с этим мировой рынок медицинских изделий в настоящее время один из самых динамично развивающихся. Он показывает стабильную положительную динамику роста 3,4% в год в период с 2009 по 2017 гг. [Дятлова 2018]. К медицинским приборам относят следующие виды оборудования: реабилитационное, наркозо-дыхательное, неонатальное, холодильное и морозильное, электрокардиографы и холтеры, дефибрилляторы, приборы для ультразвукового исследования, центрифуги, спектрофотометры, хроматографы, масс-спектрометры, регистрирующее оборудование, микроскопы и микроманипуляторы, секвенаторы, приборы для ПЦР, ламинарные и вытяжные системы, рециркуляторы и УФ-облучатели, роботизированные системы для

24 Новые материалы как перспективная химическая продукция и технологии их получения // Химические наки и образование в России [Электронный ресурс].

URL: http://www.chem.msu.su/rus/iournals/membranes/3/puti tx6.htm (дата обращения: 01.03.2020).

хирургии, дистилляторы и бидистилляторы, кардиостимуляторы, биочипы, ридеры, медицинские роботизированные системы, гастро- и ректоскопическое оборудование, системы гельдокументирования, оборудование для электрофореза, термостаты и инкубаторы, МРТ и рентгеновское оборудование, ферментеры и биореакторы, насосы, термошейкеры, дезинтеграторы, лиофильные сушки, водяные бани, автоклавы и стерилизаторы, хирургические навигационные станции, радиационное и дозиметрическое оборудование, прочее диагностическое оборудование, включая комплектующие и программное обеспечение.

Существует огромный выбор российских производителей приборов для биомедицины, среди которых можно выделить ОАО «Концерн "Вега"», НПК «Аквилон», НПЦ «Аспект», «Хроматэк», «Кортэк», «Эконикс-Эксперт», «Химэлектроника», «Люмэкс», «Медиана-фильтр», НПО «Петролазер», «Научные Приборы», «Смоленское СКТБ СПУ», НПО «Спектрон», ОАО «ПО «Уральский оптико -механический завод имени Яламова», НПК «СИНТОЛ», НПК «ДНК-Технология», «АхЫо» 25 и др.

Несмотря на то, что в России имеются сильные производители спектрального, хроматографического, холодильного и некоторых других видов оборудования, в стране не производится полного спектра аналитического оборудования и их комплектующих, способного удовлетворить все потребности российской биомедицины и обеспечить независимость от иностранного производителя. Даже если рассматривать лидера продаж ОАО «ПО «Уральский оптико-механический завод им. Яламова», то окажется, что по величине чистой прибыли от продаж медицинского оборудования это весьма крупное российское предприятие уступает средней германской фирме Бг^ег на колоссальную сумму в 5,4 млрд руб. [Красюк 2019]. Российский рынок оборудования и медицинских изделий во многом зависим от импорта указанных видов продукции [Бодрунов 2015; Ванин и др. 2015]. По данным Федеральной таможенной службы России (ФТС), за 2016 год объем импорта в РФ составил 247 млрд руб. В итоге можно утверждать, что суммарное потребление медицинских изделий зависит от импорта как минимум на 2/3.26

25 Степанов ДСтартап выходца из России удешевит расшифровку ДНК в 10 раз. Cnews, 2019 URL: https://www.cnews.ru/news/top/2019-07-05 razrabotka osnovannogo vvhodtsem iz rossii startapa (дата обращения: 01.03.2020).

26 Обзор состояния отрасли производства медицинских изделий и оборудования России и города Москвы // DOCPlayer [Электронный ресурс]. URL: https://docplaver.ru/72325234-Obzor-sostovaniva-otrasli-proizvodstva-medicinskih-izdeliv-i-oborudovaniva-rossii-i-goroda-moskvv.hse.hse.html (дата обращения: 01.03.2020).

По данным НИУ ВШЭ, в составе машин и оборудования организаций, выполняющих научно-исследовательские работы, в том числе в области биомедицины, импортная техника в России составляет третью часть: среди измерительных и регулирующих приборов и устройств, лабораторного оборудования — 39,8%, в составе информационных машин — 27,3%. Многим импортным приборам на сегодняшний день нет российской альтернативы, поэтому в случае рутинного обслуживания или поломки коллективы вынуждены длительное время простаивать в ожидании комплектующих из-за рубежа27.

Big Data — Большие данные

Здравоохранение на сегодняшний день представляет собой область активного внедрения цифровых технологий, делающих прежнюю систему своевременной и эффективной, приводящих её в более персонализированный вид. При этом происходит формирование целой экосистемы цифровой медицины, включающей наравне с традиционными элементами, такими как население, медцентры, фармкомпании, медицинские вузы, также различные банки биомедицинских данных.

Основное ограничение для успешного развития разных областей биомедицины — это недостаточное понимание истинных причин возникновения заболевания. Большие данные цифровой медицины интегрируют в единое целое такие разрозненные массивы информации, как последовательности ДНК, РНК, экспрессия белков и пептидов, метаболизм и изменения в тканях человека, органах и организме. Создавая из этого модели, медицинские и научные работники могут изучать и прогнозировать частные случаи заболеваний более подробно.

По данным исследований отечественных и зарубежных ИТ-специалистов, становится очевидно, что на сегодняшний день аналитика больших данных используется более чем половиной компаний по всему миру. По состоянию на 2015 год этот показатель не превышал 1%. В реалиях сегодняшнего дня Big Data наиболее активно применяется компаниями, работающими в сфере финансовых услуг, телекоммуникаций, компаниями, специализирующимися на технологиях в здравоохранении. США — единственная страна, где аналитика Big Data используется наиболее активно. Более половины компаний из самых разных сфер деятельности работают с этой технологией. В Евразии аналитика больших данных востребована ненамного меньше. Но проблемой

27 Мартынова С.В. Приборная база организаций, выполняющих научные исследования и разработки // Бюллетень ИСИЭЗ НИУ ВШЭ серии «Наука, технологии, инновации». 2018. С. 1-3. URL: https://issek.hse.ru/mirror/pubs/share/222196055 (дата обращения: 01.03.2020).

российского рынка Big Data в большинстве случаев является то, что он по-прежнему сохраняет тенденцию к импорту подобных технологий, что стимулирует зарубежные компании к освоению внутреннего рынка бывшего СССР в области организации больших данных [Цветкова и др. 2015]. По данным аналитиков IDC, рост объемов регионального рынка таких решений достаточно активен не только в Центральной и Восточной Европе, но и в РФ. Ежегодно этот показатель увеличивается на 11% и к 2022 году приблизится к отметке 5,5 млрд долл. В 2018 году выручка от продажи данных решений в РФ составила почти 40% от совокупного объема инвестиций. Столь бурное развитие данного рынка во многом будет обусловлено ростом этой сферы именно в странах СНГ.

Первостепенную роль стали играть большие данные, обобщающие и координирующие общемедицинские, постгеномные данные, данные системной биологии и способствующие их глубокому анализу. В рамках этого важной задачей является развитие российских аналогов крупных биоинформационных ресурсов медицинского, фармакологического, биохимического, биотехнологического, геномного, протеомного, транскриптомного, метиломного и другого профиля. Это позволит не зависеть от зарубежных баз данных и значительно увеличит скорость обработки биомедицинской информации. Не менее важным при этом является создание различного рода биоинформатических банков. Научные исследования и практическая работа с результатами генетических анализов требуют особых условий хранения их данных. В настоящее время происходит активный процесс накопления и депонирования протеомной, геномной, метаболомной и иной информации в форме больших баз данных — биобанков. Необходимость организации таких хранилищ и баз ДНК-образцов связана в первую очередь с необходимостью диагностики опасных заболеваний, которые требуют максимально точных сравнительных показаний.

Подобная В2В-ниша в России развита слабо. Биобанки создаются лишь небольшими компаниями и отдельными учеными под конкретные нужды. В ряде стран банки биоинформтических данных становятся сначала проектами национального масштаба, а уже затем переходят на системообразующий уровень. Например, в Нидерландах уже создано около несколько сотен различных биобанков, охватывающих данные более чем 1 млн жителей, то есть более 5% всего населения страны. Следующий этап развития программы сводится к обеспечению эффективного взаимодействия и обмена данными между имеющимися биобанками и профильными базами данных. Удвоение данных биобанков происходит каждые полгода. К примеру, лаборатории по

расшифровке ДНК ежегодно генерируют несколько петабайт секвенированных данных28. Важным также является проектирование не только научных, но и общемедицинских баз данных и информационных систем для организации лечебно-диагностических процессов и управления ими [Абдуманонов и др. 2016; Новицкий и др. 2014; Стрыгин и др. 2007]. Так, в 2017 году американская компания GE Healthcare получила сертификат Carequality на осуществление обмена электронными медицинскими данными о своих амбулаторных пациентах с тысячами клиник, частными врачебными консультациями, объединениями организаций-плательщиков, поставщиками и каналами обслуживания потребителей по всей стране. В результате компания смогла эффективно интегрировать взаимосвязанные данные и процессы обмена данными в рабочие процессы медицинских специалистов. Это стало возможным благодаря разработке системы Centricity Healthcare Connections Hospital Connect, работающей на базе решения Centricity Practice Solution. В этом облачном решении для обмена информацией об операционных процессах большое внимание уделяется удобству использования. В итоге медицинские специалисты экономят не менее часа в день на анализ графиков и поиск информации, уменьшается количество повторяющихся тестов и ненужных услуг, а также обеспечивается более качественное и индивидуальное обслуживание пациентов. По состоянию на конец 2017 года Carequality помогла обменяться медицинскими данными более чем 260 тыс. врачей, работающих в 23 тыс. клиниках и 850 больницах29.

В РФ данный сектор пока представлен незначительно. Кроме того, он требует создания суперобъёмных банков данных и вычислительных систем на базе собственных комплектующих и гибридных архитектур производительностью 10-1000 Пфлопс с энергопотреблением 2000-20000 кВт, состоящую из 105-108 MIMD/SIMD ядер30 [Степаненко и др. 2014; Хорошевский 2008; Shanyu et al. 2019]. Тем не менее российский рынок, следуя мировым тенденциям, несомненно, будет увеличиваться. По состоянию

28 Кудрявцева Л. Генетические тесты в России: игроки, проблемы и тенденции // Rusbase [Электронный ресурс]. URL: https://rb.ru/longread/dnatech/ (дата обращения: 01.03.2020).

29 GE Healthcare receives Carequality certification, advancing data exchange with cloud technology // BusinessWire [Электронный ресурс]. URL: https://www.businesswire.com/news/home/20171012006510/en/GE-Healthcare-Receives-Carequality-Certification-Advancing-Data (дата обращения: 01.03.2020); SweeneyE. CommonWell connects with Carequality, marking a significant step in data sharing // Fierce Healthcare [Электронный ресурс]. URL: https://www.fiercehealthcare.com/tech/commonwell-connects-carequality-marking-a-significant-step-data-sharing (дата обращения: 01.03.2020).

30 Развитие суперкомпьютерных технологий — основной компонент развития информационных технология // Extech [Электронный ресурс]. URL: https://extech.ru/files/anr 2015/anr 2.pdf (дата обращения: 01.03.2020).

на 2014 год объем рынка компания IDC оценивала в 340 млн долл. США. Темп роста рынка за предыдущие годы составлял 50% в год. В 2018 году объем рынка, по некоторым данным, приблизился к 1,7 млрд долл. США (см. Рисунок 2). По прогнозам, в ближайшие годы доля российского рынка в мировом превысит 3%.

Рисунок 2. Сравнительный анализ динамики роста объемов рынка больших

данных в России и мире31

Заключение

За последние десятилетия в направлении «Науки о жизни» (Life Science) произошли кардинальные изменения, обусловленные реализацией государственной научно-технологической политики. Наблюдается развитие генной и белковой инженерии, нанобиотехнологии, клеточных технологий, компьютерных и нейротехнологий, технологий визуализации. Индивидуальные особенности человека, которые определяются уникальностью генома, протеома, эпигенома, метаболома и микробиома, формируют предрасположенность к различным заболеваниям, вариабельность ответа на терапию между индивидуумами. Активно развиваются постгеномные технологии, позволяющие исследовать на молекулярном уровне развитие патологических процессов в организме, определять индивидуальные границы «нормы» для человека. Реализация государственных инициатив в области «больших вызовов» биомедицины будет способствовать увеличению доли отечественной продукции биомедицины на отечественном рынке и импортозамещению стратегически значимой продукции и услуг, а значит, и экономической безопасности отраслей российской биомедицинской промышленности.

31 Источник: составлено авторами по Аналитический обзор рынка Big Data // Московская биржа [Электронный ресурс]. URL: https://habr.com/ru/companY/moex/blog/256747/ (дата обращения: 01.03.2020); Worldwide Big Data Market Forecast // Wikibon [Электронный ресурс]. URL: https ://wikibon. com/2016-2026-worldwide-big-data-market-forecast/ (дата обращения: 01.03.2020).

Список литературы:

Абдуманонов А.А., Алиев Р.Э., Карабаев М.К., Хошимов В.Г. О проектировании медицинских баз данных и информационных систем для организации и управления лечебно-диагностических процессов // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2016. Т. 10. № 1. С. 45-53

Бодрунов С.Д. Теория и практика импортозамещения: уроки и проблемы. СПб.: ИНИР им. С.Ю. Витте, 2015.

Ванин А., Эстрин А. Тренды российского рынка медицинских изделий // Ремедиум Приволжье. 2015. № 7(137). С. 4-11.

Дятлова М.И. Перспективы и тенденции мирового рынка медицинских изделий, уровень конкурентоспособности медицинских изделий российского производства // Вестник РУДН. Серия: Экономика. 2018. Т. 26. № 2. C. 296—305.

Есипов Р.С. Методология биотехнологического получения рекомбинантных пептидов медицинского назначения: дис... док. хим. наук. М., 2019.

Зиньковская Н.В., Мокеева Е.С. Формирование бионанотехнологических промышленных комплексов: потенциал кластерного развития // Инновационный менеджмент. Вестник университета. 2016. № 9. С. 171-178.

Золкин П.И., Кавалерский Г.М., Середа А.П., Аберяхимов Х.М., Алтуфьев А.В., Бережнова А.А. Углеродный эндопротез тазобедренного сустава // Журнал клинической и экспериментальной ортопедии им. Г.А. Илизарова. 2015. № 2. C. 32-35. Колмогоров Ю.Н., Успенский И.В., Маслов А.Н., Тарасов Д.А., Мячин Н.Л. Гончаров А.Ю., Корзун А.С., Лапытов Т.Ф., Ядыков Д.А., Балязин-ПарфеновИ.В. Костнозамещающие имплантаты из материала «рекост-м» на основе 3Б-моделирования для закрытия посттрепанационных дефектов черепа: доклинические и клинические исследования // Современные методы в медицине. 2018. Т. 10. № 3. C. 95-103. DOI: http://doi.org/10.17691/stm2018.10.3.11.

КрасюкЕ.С. Анализ рынка медицинского оборудования в России: маркетинговый аспект // Бизнес-образование в экономике знаний. 2019. № 1. C. 38-43. Логинов Л.П. Современные принципы местного лечения термических ожогов // Регулярные выпуски «РМЖ». 2001. № 3.

URL: https://www.rmj.ru/articles/dermatologiya/Sovremennye_principy_mestnogo_lecheniya _termicheskih_oghogov/ (дата обращения: 01.03.2020).

Новицкий В.О., Таронишвили Э.Ю., Шилов Е.М Автоматизированная информационная система управления лечебно-диагностическим процессом Maximus // Врач и информационные технологии. 2014. № 1. С. 18-31.

Петрунин Ю.Ю. Биомедицинское оборудование в системе умного дома и интернета вещей // Биомедицинская радиоэлектроника. 2018. № 12. C. 60-62. DOI: 10.18127/j15604136-201812-08.

Степаненко С.А., Южаков В.В. Эксафлопные супер-ЭВМ: контуры архитектуры // Проблемы управления. 2014. № 1. С. 63-72.

Стрыгин А.В., Садовой М.А., Бедорева И.Ю., Балабанова Ю.В., Гусев М.В. Сивина Е.Г., Плотникова Н.Н. Вопросы планирования и финансового обеспечения высокотехнологичной медицинской помощи // Хирургия позвоночника. 2007. № 4. C. 80-86.

Хорошевский В.Г. Архитектура вычислительных систем. M.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008.

Цветкова Л.А., Черченко О.В. Технология больших данных в медицине и здравоохранении России и мира // Врач и информационные технологии. 2016. № 3. С. 60-73.

Чертков А.К. Эндопротезирование поясничных дисков при остеохондрозе // Хирургия позвоночника. 2005. № 2. С. 56-61.

Яшина Е.Р., Малахо СГ. Анализ рынка геномного секвенирования в России // Современная экономика: проблемы и решения. 2016. Т. 5. № 77. C. 181-188. Archakov A., Aseev A., Bykov V., Grigoriev A., Govorun V., Ivanov V., Khlunov A., Lisitsa A., Mazurenko S., Makarov AA., Ponomarenko E., Sagdeev R., Skryabin K. Gene-Centric View on the Human Proteome Project: The Example of the Russian Roadmap for Chromosome 18 // Proteomics. 2011. No. 11(10). P. 1853-1856. DOI: 10.1002/pmic.201000540. Atala A., Bauer S.B., Soker S., Yoo J.J., RetikA.B. Tissue-Engineered Autologous Bladders for Patients Needing Cystoplasty // The Lancet. 2006. No. 367(9518). P. 1241-1246. DOI: 10.1016/S0140-6736(06)68438-9.

DangL.M., Piran Md.J., Han D., Min K., Moon H. A Survey on Internet of Things and Cloud Computing for Healthcare // Electronics. 2019. No. 8(768). P. 1-49. DOI: 10.3390/electronics8070768.

DastjerdiA.V., BuyyaR Fog Computing: Helping The Internet of Things Realize Its Potential // Computer. 2016. No. 49(8). P. 112-116. DOI: 10.1109/MC.2016.245.

Ghosh A., Chakraborty D., Law A. Artificial Intelligence in Internet of Things // CAAI Transactions on Intelligence Technology. 2018. No. 3(4). P. 208-218. DOI: 10.1049/trit.2018.1008.

Graumann K., Premstaller A. Manufacturing of Recombinant Therapeutic Proteins in Microbial Systems // Biotechnol J. 2006. No. 1(2). P. 164-86. DOI: 10.1002/biot.200500051. Ma Q, Lu A. Y. Pharmacogenetics, Pharmacogenomics, and Individualized Medicine // Pharmacol Rev. 2011. No. 63(2). P. 437-459. DOI: 10.1124/pr.110.003533. Salminger S., Sturma A., Hofer C., Evangelista M., Perrin M., Bergmeister K.D., Roche A.D., Hasenoehrl T., DietlH., Farina D., Aszmann O.C. Long-Term Implant of Intramuscular Sensors and Nerve Transfers for Wireless Control of Robotic Arms in Above-Elbow Amputees // Science Robotics. 2019. Vol. 4. Is. 32. DOI: 10.1126/scirobotics.aaw6306. Shanyu Chen, Zhipeng He, Xinyin Han, Xiaoyu He, Ruilin Li, Haidong Zhu, Dan Zhao, Chuangchuang Dai, Yu Zhang, Zhonghua Lu, Xuebin Chi, Beifang Niu. How Big Data and High-performance Computing Drive Brain Science // Genomics Proteomics Bioinformatics. 2019. No. 17(4). P. 381-392. DOI: 10.1016/j.gpb.2019.09.003.

Sudhamony S., Nandakumar K., Binu P.J., Niwa I.S. Telemedicine and Tele-Health Services for Cancer-Care Delivery in India // ET Commun. 2008. No. 2(2). P. 231-236. DOI: 10.1049/iet-com:20060701.

Tarantino P., Trapani D., Morganti S., Ferraro E., Viale G., D'Amico P., Duso B., Curigliano G. Opportunities and Challenges of Implementing Pharmacogenomics in Cancer Drug Development // Cancer Drug Resist. 2019. No. 2. P. 43-52. DOI: 10.20517/cdr.2018.22. Usmani S.S., Bedi G., Samuel J.S., Singh S., Kalra S., Kumar P., Ahuja A.A., SharmaM., Gautam A., Raghava G.P.S. THPdb: Database of FDA-Approved Peptide and Protein Therapeutics // PLoS One. 2017. No. 12(7). e0181748

DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0181748.

Дата поступления: 02.03.2020

Krivenko A.N, Grishin D. V., Butkova T. V., Andreyuk D.S., Kaysheva A.L. Prospects for Developing Market Sectors of Russian Biomedical Products

Anton N. Krivenko — PhD applicant, Russian Presidential Academy of National Economy and Public Administration, Moscow, Russian Federation. E-mail: krivenko.sgc@gmail.com

Dmitriу V. Grishin — PhD, Senior Researcher, V.N. Orekhovich Research Institute of Biomedical Chemistry, Moscow, Russian Federation. E-mail: molbiol ibm@inbox.ru

Tatyana V. Butkova — MD, PhD, Senior Researcher, V.N. Orekhovich Research Institute of Biomedical Chemistry, Moscow, Russian Federation. E-mail: t.butkova@gmail. com

Denis S. Andreyuk — PhD, Associate Professor, Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russian Federation; Senior Researcher of Training Center in N.A. Alekseev Clinical Hospital of Psychiatry No1, Moscow Healthcare Department, Moscow, Russian Federation. E-mail: denis.s.andreyuk@yandex.ru

Anna L. Kaysheva — PhD, Senior Researcher, V.N. Orekhovich Research Institute of Biomedical Chemistry, Moscow, Russian Federation. E-mail: kaysheva3@gmail.com

Abstract

One of the state priority tasks is to increase the duration and quality of citizen's life of in the Russian Federation, which, in turn, leads to the development of the country's economy as a whole. Solution of the above problem also leads to lower treatment costs and lower social benefits. To date, the main consumers of health products are public health institutions. In this context, the quality and quantity of produced medical products directly depends on the ongoing policy of the state, the implementation of national projects in the health sector. Within the framework of the Strategy for Scientific and Technological Development of the Russian Federation, approved by Decree of the President of the Russian Federation, a circle of tasks and "major challenges" of biomedicine are outlined, which are a combination of problems requiring a reaction from the state and the scientific community. Dynamic diffuse penetration of market principles of economic development dictate certain requirements for the healthcare sector. However, while the Russian market does not demonstrate the full strength of the institutional mechanism for producing and providing quality medical services. This article describes the prospects for developing domestic market sectors of biomedical products in the framework of the State Scientific and Technological Policy and the main product markets in the areas of pharmacogenetics, genomic medicine, medical diagnostics, personalized and prognostic medicine, bionanotechnology, telemedicine, medical robotics and biosensorics, neurotechnologies, new materials, biomedical devices, and Big Data.

Keywords

Biomedicine, post-genomic technologies, telemedicine, bionanotechnology, major challenges of medicine, the Strategy of scientific and technological development of the Russian Federation, state scientific and technological policy.

DOI: 10.24411/2070-1381-2020-10051

References:

Abdumanonov A.A., Aliyev R.E., Karabayev M.K., Hoshimov V.G. (2016) About Design Medical Databases and Information Systems for the Organization and Management of Clinical Processes. T-Comm: Telekommunikatsii i transport. Vol. 10. No. 1. P. 45-53. Archakov A., Aseev A, Bykov V., Grigoriev A., Govorun V., Ivanov V., Khlunov A., Lisitsa A., Mazurenko S., Makarov AA., Ponomarenko E., Sagdeev R., Skryabin K. (2011)

Gene-Centric View on the Human Proteome Project: The Example of the Russian Roadmap for Chromosome 18. Proteomics. No. 11(10). P. 1853-1856. DOI: 10.1002/pmic.201000540. Atala A., Bauer S.B., Soker S., Yoo J.J., Retik A.B. (2006) Tissue-Engineered Autologous Bladders for Patients Needing Cystoplasty. The Lancet. No. 367(9518). P. 1241-1246. DOI: 10.1016/S0140-6736(06)68438-9.

Bodrunov S.D. (2015) Teoriya ipraktika importozameshcheniya: uroki iproblemy [Theory and practice of import substitution: lessons and challenges]. Saint-Petersburg: INIR im. S.Yu. Vitte. Chertkov A.K. (2005) Lumbar Disc Replacement for the Spine Degenerative Disease. Khirurgiyapozvonochnika. No. 2. P. 56-61.

Dang L.M., Piran Md.J., Han D., Min K., Moon H. (2019) A Survey on Internet of Things and Cloud Computing for Healthcare. Electronics. No. 8(768). P. 1-49. DOI: 10.3390/electronics8070768.

Dastjerdi A.V., Buyya R. (2016) Fog Computing: Helping The Internet of Things Realize Its Potential. Computer. No. 49(8). P. 112-116. DOI: 10.1109/MC.2016.245. Dyatlova M.I. (2018) Perspectives and World Market Trends of Medical Products, Russian Manufacturing Competitiveness Level of Medical Products. Vestnik RUDN. Seriya: Ekonomika. Vol. 26. No. 2. P. 297-305

Esipov R.S. (2019). Metodologiya biotekhnologicheskogo polucheniya rekombinantnykh peptidov meditsinskogo naznacheniya [Methodology of biotechnological production of recombinant peptides for medical purposes: DSc thesis]. Moscow.

Ghosh A., Chakraborty D., Law A. (2018) Artificial Intelligence in Internet of Things. CAAI Transactions on Intelligence Technology. No. 3(4). P. 208-218. DOI: 10.1049/trit.2018.1008. Graumann K., Premstaller A. (2006) Manufacturing of Recombinant Therapeutic Proteins in Microbial Systems. Biotechnol J. No. 1(2). P. 164-86. DOI: 10.1002/biot.200500051. Khoroshevsky V.G. (2008) Arkhitektura vychislitel'nykh sistem [Architecture of Computing Systems]. Moscow: MSTU H E. Bauman.

Kolmogorov Yu.N., Uspenskiy I.V., Maslov A.N., Tarasov D.A., Myachin N.L., Goncharov A.Yu., Korzun A.S., Lapytov T.F., Yadykov D.A., Balyazin-Parfenov I.V. (2018) Rekost-M Bone Replacement Implants Based on 3D Modeling for Closing Post-Craniotomy Skull Defects: Pre-Clinical and Clinical Studies. Sovremennyye metody v meditsine. Vol. 10. No. 3. P. 95-103. DOI: http://doi.org/10.17691/stm2018.10.3.11.

Krasiuk E.S. (2019) Analysis of the Medical Equipment Market in Russia: Marketing Aspect. Biznes-obrazovaniye v ekonomike znaniy. No. 1. P. 38-43.

Loginov L.P. (2001) Sovremennyye printsipy mestnogo lecheniya termicheskikh ozhogov [Modern principles of local treatment of thermal burns]. Russkiy meditsinskiy zhurnal. No. 3. Available: https://www.rmj.ru/articles/dermatologiya/Sovremennye_principy_mestnogo_lech eniya_termicheskih_oghogov/ (accessed: 01.03.2020).

Ma Q, Lu A.Y. (2011) Pharmacogenetics, Pharmacogenomics, and Individualized Medicine. Pharmacol Rev. No. 63(2). P. 437-459. DOI: 10.1124/pr.110.003533.

ncharov A.YU., Korzun A.S., Lapytov T.F., YAdykov D.A., Balyazin-Parfenov I.V. (2018) Rekost-M Bone Replacement Implants Based on 3D Modeling for Closing Post-Craniotomy Skull Defects: Pre-Clinical and Clinical Studies. Klinicheskaya meditsina. No. 10(3). P. 70-77. Novitskiy V.O., Taronishvili E.J., Shilov E.M. (2014) The Maximus Automated Information System for Managing Treatment and Diagnostic Process. Vrach i informacionnye tehnologii. No. 1. P. 18-31.

Petrunin Yu.Yu. (2018) Biomedical Equipment in the System of Smart Home and Internet of Things. Biomeditsinskaya radioelektronika. No. 12. P. 60-62. DOI: 10.18127/j 15604136201812-08.

Salminger S., Sturma A., Hofer C., Evangelista M., Perrin M., Bergmeister K.D., Roche A.D., Hasenoehrl T., Dietl H., Farina D., Aszmann O.C. (2019) Long-Term Implant of Intramuscular Sensors and Nerve Transfers for Wireless Control of Robotic Arms in Above-Elbow Amputees. Science Robotics. Vol. 4. Is. 32. DOI: 10.1126/scirobotics.aaw6306.

Shanyu Chen, Zhipeng He, Xinyin Han, Xiaoyu He, Ruilin Li, Haidong Zhu, Dan Zhao, Chuangchuang Dai, Yu Zhang, Zhonghua Lu, Xuebin Chi, Beifang Niu. (2019) How Big Data and High-performance Computing Drive Brain Science. Genomics Proteomics Bioinformatics. No. 17(4). P. 381-392. DOI: 10.1016/j.gpb.2019.09.003.

Stepanenko S.A., Yuzhakov V.V. (2014) Eksaflopnyye super-EVM: kontury arkhitektury [Exaflop super-computers: architecture contours]. Problemy upravleniya. No. 1. P. 63-72. Strygin A.V., Sadovoy M.A., Bedoreva I.Yu., Balabanova Yu.V., Gusev M.V., Sivina E.G., Plotnikova N.N. (2007) Issues of Planning and Financial Provision of High-Technology Medical Assistance. Khirurgiyapozvonochnika. No. 4. P. 80-86.

Sudhamony S., Nandakumar K., Binu P.J., Niwa I.S. (2008) Telemedicine and Tele-Health Services for Cancer-Care Delivery in India. ET Commun. 2008. No. 2(2). P. 231-236. DOI: 10.1049/iet-com:20060701.

Tarantino P., Trapani D., Morganti S., Ferraro E., Viale G., D'Amico P., Duso B., Curigliano G. (2019) Opportunities and Challenges of Implementing Pharmacogenomics in Cancer Drug Development. Cancer Drug Resist. No. 2. P. 43-52. DOI: 10.20517/cdr.2018.22.

Tsvetkova L.A., Cherchenko O.V. (2016). Big Data Technology in Medicine and Healthcare in Russia and in the World. Vrach i informacionnye tehnologii. No. 3. P. 60-73. Usmani S.S, Bedi G, Samuel J.S, Singh S, Kalra S., Kumar P., Ahuja A.A., Sharma M., Gautam A., Raghava G.P.S. (2017) THPdb: Database of FDA-Approved Peptide and Protein Therapeutics. PLoS One. 2017. No. 12(7). e0181748

DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0181748.

Vanin А., Estrin А. (2015) Trendi rossiiskogo rinka medicinskih izdelii [Trends of the Russian

market of medical devices]. Remedium Privolzh'ye. No. 7(137). P. 4-11.

Yashina E.R., Malakho S.G. (2016) Analysis of Russian Genomic Sequencing Market.

Sovremennaia ekonomika: problemy i resheniia. No. 5(77). P. 181-188.

Ziñkowskaya N.V., Mokeeva E.S. (2016) The Formation Bionanotechnologies Industrial

Complexes: The Potential of Cluster Development. Innovation management. Innovatsionnyy

menedzhment. Vestnik universiteta. No. 9. P. 171-178

Zolkin P.I., Kavalerskii G.M., Sereda A.P., Aberiakhimov H.M., Altuf ev A.V., Berezhnova A.A. (2015) A Carbon Implant of the Hip. Zhurnal klinicheskoy i eksperimental'noy ortopedii im. G.A. Ilizarova. No. 2. P. 32-35.

Received: 02.03.2020