ЧЕМ НАМ ГРОЗИТ РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИЙ В МЕДИЦИНЕ?

Чем нам грозит развитие технологий в медицине?

Обзор июньских новостей биоинженерии поражает фантастическими достижениями. В Массачусетсе научились перепрограммировать мозг. Пока только у мышей. В Британии собирают ДНК в единую базу. А в Подмосковье робот ассистирует ученым, исследующим геномы. Современные технологии способны изменить наш мир, медицину, как государственную систему, личное отношение к здоровью. Можно предположить, что переход на цифровые носители информации создаст условия для дистанционной диагностики и лечения. Здания поликлиникам не понадобятся – на смену им придут облачные клиники. Доктора и пациенты будут встречаться в он-лайне. Уже сейчас есть датчики, способные контролировать состояние пациента удаленно и передавать информацию доктору, находящемуся за тысячи километров. Хотя, расстояния перестанут играть какую-то роль.

Целью медиков станет не лечение организма, а профилактика болезней и поддержание здоровья, продление периода молодости. Как это будет реализовано на практике? И чем это грозит человечеству?

Генетика: творчество в медицине

Генетика, появившаяся в прошлом веке, в нашем тысячелетии испытывает прорыв. Выращивание сельхозпродукции по технологии ГМО уже никого не удивляют. Но мало кто знает, что генетическим методами можно лечить целую группу заболеваний. В прошлом году, в США ученые скорректировали геном пациента, страдавшего от неизлечимой болезни - синдрома Хантера. Для этого генетики разорвали цепь ДНК и вставили здоровый участок.

Конечно, проще и перспективнее проводить такие коррекции у эмбрионов. Технологии уже созданы. Например, CRISPR/Cas9, созданная китайскими учеными позволяют творчески подходить к новому организму, меняя код ДНК. В 2015 году эти разработки были подвержены критике. Но в 2016‑м западные страны разрешили аналогичные исследования ученым. В 2017‑м они смогли изменить ДНК у зародышей, исправив мутации. Ученые заверяют, что биологический материал утилизируется. Реализовать технологию CRISPR пока нет возможности, так как технические сложности не позволяют быть уверенным в успешном результате. Могут возникнуть побочные мутации. Технология отрабатывается, возможно, скоро она будет применяться в медицине. Перспективность разработок уже оценили предприниматели, проект собрал миллионные инвестиции.

Более мягкие технологии генотерапия тоже не стоит на месте и развивается параллельно инженерии. Исправление генов без внедрения в структуру ДНК успешно лечит гемофилию, онкологию. В этой области интересна и перспективна технология CAR-T. Лимфоциты извлекают из крови больного и помещают в инкубатор, где "обучают" распознавать конкретный тип, пораженных онко-клеток. "Обученные" лимфоциты помещают обратно в организм, где они успешно борются с опухолью. Настолько успешно, что способны вылечить ракового больного в последней стадии.

Снижение законодательных барьеров позволят ученым применять достижения науки в медицине. Скорость разработок увеличивается: в прошлом веке от разработки до внедрения новой методики проходили десятилетия, сейчас годы. Высокая стоимость генной терапии подхлестывает рынок: в США процедуры при раке крови стоят $500 тыс.

Медики, которые четверть века назад отрицательно относились к вмешательству в геномы, сегодня охотно внедряют новые технологии в свою практику. Сейчас массово внедряются технологии, позволяющие полностью победить заболевания перенастройкой иммунитета.

Весьма доходной и перспективной областью видится замедление процесса старения. Коррекция геномов способна точечно влиять на нужные участки ДНК, замедляя старение и активизируя выработку витаминов, коллагенов, кислот. Станут ли эти технологии элитными или выйдут на массовый рынок и станут обыденностью? Покажет время. Сейчас такие процедуры стоят дорого.

Аналитическое персональное прогнозирование

Возможности компьютерной техники позволяют применять статистические и математические методы для составления медицинских прогнозов. Электронный документооборот в этом процессе необходимое условие для сбора информации. Экономия бумаги и площадей под архивы - внешнее преимущество цифровизации. Развитие интернета и его охват позволяет развивать дистанционные медицинские услуги. Телемедицина стандартизирует процессы оказания помощи, источник формирования больших массивов данных (big data), наличие которых наряду с наличием компьютеров становятся базой для следующего технологического прорыва: технологиям диагностики и прогноза на основе искусственного интеллекта (ИИ).

Обработав большие объемы данных и выявив закономерности, не всегда заметные аналитикам-людям, машина, как бы обучается. После процесса обучения алгоритм способен анализировать медицинские снимки, выявляя аномалии. Уде в наше время успешно применяют программы для диагностирования заболеваний по снимкам рентгена, КТ, МРТ

Статистика показывает, что ИИ работает продуктивнее доктора, а точность выше, вероятность ошибки значительно меньше. Программа сможет отличить родимое пятно от онкологического поражения кожи, поставить диагноз сердечных нарушений по ЭКГ, диагностировать осложнения при диабете. ИИ не способен полностью заменить человека, пока он работает как "система поддержки принятия решений" и обрабатывает массовые результаты сканирования, выявляя проблемные случаи. Дальнейшая работа по постановке конечного диагноза и разработки плана лечения остается за медиком. Человеческий потенциал намного больше: он учитывает массу факторов от психологического состояния пациента до его платежеспособности.

IBM широко презентовала свою систему для диагностики Watson. Ватсон работает на нескольких языках, он «изучил» сотни миллионов медицинских документов. Теперь этому электронному доктору достаточно нескольких минут для постановки нетривиального диагноза. В медицинской практике постановка такого диагноза занимала несколько сотен часов и требовала усилий нескольких специалистов.

Успех "Доктора Ватсона" спешат повторить и другие проекты: за рубежом - BabylonHealth и AdaHealth, в России - "DOC+" и "Unim". Пока чат-боты, использующие технологи ИИ, выполняют роль администраторов.

Применение и распространение технологий на основе ИИ сдерживается несколькими барьерами: закрытость медучреждений, препятствующих объединению баз данных, банальное опасение докторов потерять рабочее место, которое в перспективе займет машина.

Поддержка ИИ-технологий на государственном уровне в США стимулирует развитие этой отрасли. Почти половина финансовых инвестиций сконцентрирована именно в этой стране. Эксперты прогнозируют 40% рост этого сектора.

Востребованность технологий можно косвенно оценить по популярности IBM Watson. К ней ежегодно подключаются тысячи клиник. Дефицит медперсонала стимулирует развитие ИИ-проектов в Японии. Там планируют передать машинам диагностику по снимкам. Для этого составляется национальная база снимков УЗИ, томографии.

В России оцифровка медицинских архивов только началась. Этот важный шаг позволит в дальнейшем создавать диагностические модули и прогнозировать заболевания. Так создание мировой базы ДНК и анализ ее технологиями ИИ позволит прогнозировать предрасположенность пациента к определенным заболеваниям и принимать превентивные методы. Возможно, что можно будет создать виртуального двойника- цифровую модель биологической оболочки человека. Лекарства станут не нужны. Правильное воздействие на уровне ДНК позволит превентивно регулировать процессы. Модель человека позволит отрабатывать процессы генного лечения.

Цифровые органы

Трансплантация органов сдерживается нехваткой донорских органов. Пациенты годами ждут операций. Этическая сторона вопроса до конца так и не решена. Рынок донорских органов только на треть удовлетворяет спрос.

Принципиально другой подход к решению проблемы предлагает генная инженерия: во-первых, можно использовать биологический материал животных, а именно свиней. Уже есть успешные технологии излечивания от диабета пересадкой поджелудочной железы. В ожоговых центрах используют свиную кожу. Более широкое применение сдерживает наличие опасных вирусов в материале животных. Поэтому сейчас ведутся исследования по выращиванию особых, модифицированной популяции свиней. Этому будет способствовать технология CRISPR. Уже привлечено около $40 миллионов в этот проект.

В США для этих целей выращивают «химер». В ДНК свиней добавляют стволовые клетки человека. Проект пока находится в стадии разработки. Нужный процент человеческого биоматериала в свиных органах пока не достаточен для трансплантологии.

Третий вариант решения дефицита человеческих органов – печать на 3D-принтерах. Этот метод широко применяется в протезировании костей, суставов, в стоматологии. Внутренние органы пока печатаются ограниченно: легкие, сердце, почки. Российская компания хочет вырастить в космосе бионические ткани.

Эксперты оценивают реальные практические достижения в этой области не ранее, чем через десятки лет.

Более перспективно применение 3D-печати в фармацевтике. Врач вместо рецепта будет пересылать (не забываем, что врачи в будущем работают удаленно!) файл с кодом, содержащим размер, форму, количество препаратов и прочее. Достаточно загрузить файл в принтер и индивидуальное лекарство готово. Обратной стороной медали» этой технологии станет возможность пиратского изготовления препаратов.

Медицинские гаджеты

Линейка портативных, носимых и инвазивных приборов для персонального использования будут контролировать физиологию человека. Появился даже специальный термин: биохакинг.

В каждый смартфон можно уже сегодня загрузить датчики активности, питания и сна. Можно приобрести браслет для фитнеса. Нательные, носимые словно одежда или встроенные в одежду датчики контролируют состояние одиноких пожилых людей, дистанционно сообщая врачу о сердечной аритмии, скачке давления. Устройства отслеживают и передают данные переживших инсульт пациентов.

Американские военные планируют вживлять чипы в солдат для передачи данных о их состоянии на поле боя. Уже сейчас в мире насчитывается до 100 тысяч пациентов с инвазивными датчиками. Некоторые из них стали настоящими звездами. Есть примеры, когда люди в глазницу вставляют камеру с передатчиком. Большие перспективы у датчиков в профессиональной среде: интересная идея надевать шлемы для водителей, не позволяющие уснуть в дороге.

Ученые всерьез говорят о возможности встраивать компьютеры в головной мозг и о создании нейроинтерфейсов.

Такие технологии помогут пациентам со сложными диагнозами или травмированным и потерявшим способность двигаться, говорить. Возможно, когда-нибудь эти технологии позволят пересаживать сознание человека, позволяя ему существовать вне биологического тела. Фундаментальная наука занимается картированием мозга, со всеми нейронными связями.

Цифровое долголетие

Тренд века – переход к превентивной медицине. Медицина меняется. Но должно сменится и сознание человека. Вспомним уроки истории: обработка фруктов и мытье рук перед едой позволила снизить распространение желудочно-кишечных инфекций. Ряд медицинских достижений позволил сократить детскую смертность. Теперь целью общественности стало продление жизни и её активной фазы - молодости. Бессмертия достичь пока не реально, но это пока.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Задать вопрос

Оставьте свое сообщение и контакты для связи.
Мы с вами обязательно свяжемся.