Фундаментальная наука и прогресс клинической медицины
|
Недавно на заседании Президиума РАН возникла полемика, спровоцированная известным биохимиком академиком А.Спириным. После доклада академика Н.Платэ, посвященного новому классу полимеров, он посетовал, что РАН слишком много внимания уделяет прикладному характеру исследований, тогда как в основе ее деятельности должны лежать проблемы фундаментальные. А что думает по этому поводу один из участников того заседания - директор Российского кардиологического научно-производственного комплекса МЗ РФ академик РАН и РАМН Евгений ЧАЗОВ? Безусловно взгляд авторитетного ученого и врача с 50-летним стажем на научные приоритеты применительно к медицине будет интересен читателям "МГ".
Фундаментальная терапия Оппонируя своему другу и поддерживая политику Президиума РАН, способствующую развитию медико-биологического направления, я вспомнил прекрасное высказывание Л.Пастера: "Нет никаких прикладных наук, есть только одна наука, как есть дерево и плоды, им порожденные". Успехи клинической медицины второй половины XX в. тому лучшее подтверждение: к какому бы из достижений, обусловливающих эволюцию наших возможностей в диагностике и лечении, мы ни обратились, в его основе лежат данные фундаментальных, теоретических, экспериментальных исследований. Приведу лишь несколько известных примеров. Так, без исследований веществ, стимулирующих симпатическую нервную систему, без работ физиологов и биохимиков, открывших функцию альфа- и бета-рецепторов, было бы невозможно создать класс препаратов, известных сегодня как альфа- и бета-блокаторы. Еще один пример значимости фундаментальных исследований - разработка тромболитической терапии. В 1960 г. мы первыми применили тромболитические препараты для лечения больных с инфарктами миокарда, тромбозами. Но подобное было бы невозможно без работ профессора Б.Кудряшова, открывшего противосвертывающую систему крови: если в русле крови появляются факторы, способствующие образованию тромбоза, организм реагирует повышением содержания гепарина и плазмина (фибринолизина). Однако при атеросклерозе и целом ряде патологических процессов, как показали наши исследования, концентрация гепарина и плазмина уменьшается, что и является одной из причин возникновения тромбоза. Логично было бы имитировать данную реакцию, и именно на этой основе и была разработана тромболитическая терапия, которая сегодня используются во всех клиниках мира. В 1975 г. мы открыли креатинфосфатный путь переноса энергии. Эта система включается в сложных условиях, когда обычного энергетического баланса, связанного с изменением АТФ, не хватает. Как часто бывает, на основании наших работ за рубежом создали препарат неотон, который очень эффективен при лечении сердечной недостаточности, инфаркта миокарда. Побочный продукт "оборонки" Не меньшую роль фундаментальные исследования сыграли и в разработке новых технологий диагностики, без которых не представить современной клиники. Это ультразвуковые, радионуклидные, лазерные исследования, магнитно-резонансная томография. Нередко они были неким побочным продуктом других, как правило, оборонных технологий. Скажем, метод ультразвукового исследования позволяет кардиологам определять характер кровотока и диагностировать патологические процессы, происходящие в сосудистой системе. Несомненно, что прогресс клинической медицины в XXI столетии будет еще более тесно связан с успехами и открытиями фундаментального характера. Ушедший век не только век физики, много сделавшей для медицины, это и век информатизации. Именно на этом сегодня строится большинство диагностических систем. Так, благодаря решению сложных математических алгоритмов уже получено трехмерное ультразвуковое изображение. Картинка продольного среза аорты с расслоением ее на два канала (истинный и ложный) позволяет хирургам точно определиться с тактикой операции. Метод, появившийся 10 лет назад и открывающий новую страницу возможностей диагностики, - электронно-лучевая томография. Электронная пушка - основа прибора, вольфрамовая мишень, тормозящая пучок электродов, уникальная система электромагнитных катушек, наконец, компьютерная программа обработки данных, - все это элементы, создававшиеся на основе фундаментальных исследований. Благодаря электронно-лучевой томографии клиницисты могут объемно видеть сердце, аортокоронарные шунты, и это, безусловно, метод будущего. Да здравствует клетка! Известно, что прогресс науки определяется прежде всего созданием новых методов исследования. Об этом прекрасно сказал И.П.Павлов: "Наука движется толчками в зависимости от успехов, делаемых методиками. С каждым шагом методики вперед мы как бы поднимаемся ступенью выше, с которой открывается нам широкий горизонт с невидимыми ранее предметами". Это в полной мере относится и к клинической медицине, причем к методам, которые расширяют возможности диагностики и терапии. А они часто являются основой для решения базовых проблем - объяснения роли тех или иных структур в жизнедеятельности организма или изучении механизмов патологических процессов. Например, новый метод проточной цитофлуорометрии, опять же строится на фундаментальных открытиях биофизиков: он позволяет одновременно измерять индивидуальные параметры (как физические так и биохимические) большого количества клеток. Суспензию клеток метят флуоресцентными метками (обычно это конъюгированные моноклональные антитела), которые специфически связываются с исследуемыми мембранами или внутриклеточными антигенами. Затем суспензию пропускают через сфокусированный лазерный луч, что и позволяет четко определять характер изменений в клетке. Метод нашел широкое диагностическое применение. Он необходим при анализе популяции лимфоцитов, диагностике иммунодефицита, определении количества стволовых клеток и пр. Его актуальность особенно возросла сегодня, когда встал вопрос об использовании в клинической практике мезенхимальных стволовых клеток (МСК), способных легко трансформироваться в различные зрелые клеточные элементы. Мезенхимальные стволовые клетки - достаточно редкая популяция (они обнаружены в костном мозге и пуповине), а данная методика позволяет их изучать, что открывает новую страницу как в фундаментальных исследованиях, так и в чисто прикладном плане. Так, в США уже зарегистрировано более 60 патентов по выделению мезенхимальных стволовых клеток и методам их дифференцировки в хондроциты и остеобласты - в последнем случае введение стволовых клеток ускоряется формированием костной мозоли при сложном переломе. Серьезно обсуждается вопрос о клиническом применении МСК при кровоизлияниях в мозг. В ближайшем будущем это может стать схемой лечения инсульта: в эксперименте из костного мозга берутся стволовые клетки, трансформируются в "преднейроны", а затем вводятся в поврежденный участок головного мозга, где превращаются в нейроны. Активно ведутся исследования, в том числе и в кардиокомплексе, по возможности дифференцировки стволовых клеток в кардиомиоциты. Кстати, во Франции произвели вынужденный клинический эксперимент: больному, находившемуся на "листе ожидания" по пересадке сердца, в связи с ухудшением, как шаг отчаяния, врачи ввели миобласты, полученные из скелетной мышцы. В результате исчезла тяжелейшая сердечная недостаточность. Даже с позиций конца XX века возможности медицины ближайшего будущего кажутся просто невероятными. Но эти смелые идеи становятся реальностью благодаря успехам фундаментальных исследований, в частности медико-биологических. Иммунология - основа медицины Развитие молекулярной медицины прошло несколько этапов, причем каждый сопровождался созданием новых методов диагностики и лечения. В 80-е стали использовать рекомбинантные белки и моноклональные антитела как лекарственные средства. Ныне уже появилась возможность определять мутации генов человека и осуществлять генную терапию. Представители моего поколения хорошо помнят, как изменялись наши представления о механизмах возникновения целого ряда аутоиммунных заболеваний, которых сегодня насчитывается более 60, какое значение приобрело изучение клеточного и гуморального иммунитета не только для диагностики, особенно воспалительных и инфекционных процессов, но и для нового понимания развития патологии. Думаю, именно иммунология является той основой, которая очень многое даст клинической медицине. При изучении тех же аутоиммунных антител, циркулирующих в крови, можно выделить новые болезни, о которых ранее не знали. Например, появление в организме антител к фосфолипидам, вызывает антифосфолипидный синдром, а изучение антител к цитоплазматическим нейтрофилам позволило выделить большую группу так называемых системных васкулитов, в том числе некротического - очень тяжелого заболевания, с причинами которого долго не могли разобраться. Большое значение в иммунологии (как для теории, так и практики) приобретает изучение цитокинов - низкомолекулярных белковых веществ, обеспечивающих процесс межклеточной коммуникации. Система цитокинов носит сложный характер и включает интерлейкины, хемокины, фактор роста опухоли, интерферон. С другой стороны, в ее функционировании принимают участие антагонисты цитокиновых рецепторов, антитела к ним, ингибиторные белки. Современные представления о многих патологических процессах не сложились бы без знания цитокиновой системы. Взять тот же атеросклероз. Это не просто нарушение липидного обмена, как считали раньше, а сложный процесс, где решающую роль играет воспаление стенки сосудов. И изучение цитокинов при атеротромбозе убедительно показывает это. Так, провоспалительные стимулы, стрессы вызывают изменения со стороны цитокинов (интерлейкина, фактора некроза опухоли), они в свою очередь воздействуют на печень, вызывая изменение фосфолипазы и в итоге эндотелия, сосудистой стенки, активности тромбоцитов, что и приводит к появлению атеросклеротической бляшки, тромба. С практической точки зрения большой интерес представляет изучение показателя активности клеточного иммунитета. Несомненно, он займет важное место в диагностике целого ряда заболеваний - инфекционных (СПИД, туберкулез, малярия), аутоиммунных, онкологических. Моноклональные антитела начали выступать уже и в качестве важных лекарственных препаратов, например РеоПро и полученный в нашем кардиоцентре доктором Н.Мазуровым фрамон, которые блокируют рецепторы тромбоцитов, предупреждая тем самым образование тромбов. Сегодня такая терапия проводится во избежание осложнений после ангиопластики. Невероятное вчера - очевидное сегодня В 90-е годы генетические исследования фундаментального характера открыли новую эпоху в клинической медицине - понятия "мутация гена", "подвижность ферментов ДНК", "генетическая трансформация клеток" теперь не только лексикон теоретиков и экспериментаторов, а конкретные методы диагностики и лечения. Это значит, что врачам все больше придется переходить на клеточно-молекулярный уровень и даже уровень генома, что непросто, ведь геном человека содержит десятки тысяч генов. Сегодня уже известно около 10 тыс. белков, изменение структуры которых приводит к различным патологиям. Более того, 1000 болезней носит элементы наследственности. Но несомненно, в XXI веке благодаря генетическим исследованиям постепенно будут восполняться пробелы, малоизученные разделы медицины (например, знания о прионах), откроются новые аспекты патогенеза многих, даже, казалось бы, изученных недугов. Тот же атеросклероз не единое по этиологии заболевание, а сборное понятие. И генетические исследования выявили среди этой группы больных с мутацией генов. Например, семейная гиперхолестеринемия, до недавнего времени не излечивалась: дети, отягощенные подобной наследственностью, обычно погибали в 14-16 лет из-за резкого развития атеросклероза, приводившего к инфаркту миокарда, инсульту. Только сейчас, когда появился новый метод иммунофореза, мы можем лечить этих молодых людей, продлевая им жизнь на годы. Новые диагностические возможности позволили также установить, что гипертрофическая кардиомиопатия вызывается, в частности, мутацией гена бета-миозина, приводящего к изменению синтеза белков сократительного аппарата сердца и возникновению тяжелой патологии. Это только два примера из близкой мне кардиологии о значимости генетической диагностики в установлении причин болезни. А их сегодня уже много в других областях медицины - гематологии, неврологии, педиатрии, онкологии. И тот же новый биочиповый метод, позволяющий одновременно оценивать состояние экспрессии большого числа генов, безусловно, расширит и изменит наши знания о механизмах развития многих патологий. Сегодня трудно даже представить те горизонты, которые открываются перед медициной в связи с созданием генетических методов лечения. Речь прежде всего идет о генной трансформации клеток. Многочисленные фундаментальные исследования последних лет установили, что можно превратить немышечные клетки в клетки скелетных мышц, если ввести в них гены, ответственные за миогенную дифференцировку. Сегодня в нашем Кардиокомплексе идут исследования по перепрограммированию и превращению клеток соединительной ткани в функционирующие кардиомиоциты. Самое сложное - отыскать гены дифференцировки, но в ближайшие 2-3 года, уверен, их найдут, а к концу десятилетия метод станет внедряться в практику. В этом убеждает и тот факт, что генная терапия уже вышла из лабораторных стен в клинические условия: сегодня ген сосудистого эндотелиального фактора роста используют для лечения ишемических поражений нижних конечностей, способствуя образованию там новых сосудов. Диапазон возможностей генной терапии колоссален - в принципе, на сможет подавлять или активизировать синтез белка, миграцию и деление клеток, влиять на состояние рецепторного аппарата и продукцию ферментов, и, несомненно, будет вытеснять ту фармакотерапию, которая существует ныне. Я привел лишь малую толику примеров использования фундаментальных и прикладных научных знаний в клинической практике. Закончу словами известнейшего биохимика академика А.Опарина, который очень точно ответил всем тем, кто еще спорит о приоритетах науки: "Но даже самые, казалось бы, удаленные от нужд практики фундаментальные исследования, рано или поздно пролагают себе путь в прикладную сферу, в производство. Теория работает во имя будущего - близкого и отдаленного". Подготовил Вячеслав СВАЛЬНОВ, корр. "МГ". |