Все мы примерно понимаем, что такое здоровый образ жизни. Сбалансированное питание – хорошо. Курение – плохо. Пьянство – плохо. Хороший сон – награда. Ощущение счастья – особая награда. Некоторые не признают эти базовые установки, но чаще всего мы различаем привычки, которые помогают нам оставаться молодыми и сильными, и привычки, которые только ухудшают состояние.

Мы стараемся не сворачивать с правильного пути, но что происходит, если мы легко заболеваем или хронически, или, боже упаси, узнаем о серьезном медицинском диагнозе? После первой реакции («Почему это со мной?») многие начинают задаваться другими, более серьезными вопросами. Что сделано не так? Виновата плохая вода? Трепетная любовь к гамбургерам и картошке фри? Начальник, чьи требования привели к тяжелому стрессу? Слишком много спиртного? Слишком мало физической нагрузки? Пассивное курение? Воздействие промышленных химикатов? Тяга к экстриму? – неважно, что под этим понимать. Неудача?

А некоторые, возможно, думают, что в болезни виноваты плохие гены.

Если бы я получал цент каждый раз, когда кто-нибудь говорит, что его заболевание или физический недостаток имеет генетическую природу, то стал бы самым богатым на Земле. Это так по-человечески – перекладывать свои пороки и изъяны на других, тем самым снимая с себя ответственность!

ДНК кажется абстрактным явлением, типа «черных дыр» или кварков, которые мы не можем потрогать, увидеть или ощутить, и на них очень удобно вешать всех собак. К тому же ДНК досталась от родителей, а значит, нет выбора.

Большинство людей не думает, что ДНК определяет не судьбу, а скорее риски. Она управляет возможностями, но не роком. Как говорит мой коллега и друг Дэнни Хиллис (с ним мы встретимся и ниже, в рассказе о перспективных технологиях), ДНК – это список частей или ингредиентов, а не полное руководство, описывающее, как эти части взаимодействуют. Считать ДНК ответственной за состояние здоровья – это не видеть за деревьями леса. ДНК – это не основное блюдо. Сказал бы так: полное содержание ДНК дает определенные ключи к вашему здоровью. В противном случае я бы не оказался среди учредителей компании, проводящей генетический анализ, на основе результатов которого вы можете принимать профилактические меры. Но прежде всего хочу предложить более широкий взгляд на мир, охватывающий не только генную последовательность. Хочу, чтобы вы увидели тело как целостную систему – от внешних слоев кожи до внутренних структур каждой клетки. К ее тайнам мы только подбираемся – и эта уникальная сложноорганизованная и высокофункциональная система все еще оставляет простор воображению.

А в ходе изучения тайн человеческого тела оказывается, что эта система и ее загадки связаны не только с ДНК.

 

Почему мы болеем

Чтобы понять, почему ДНК стали уделять так много внимания и почему крайне важно рассматривать тело как сложную систему, на которую влияет не только генетика, рассмотрим развитие научной мысли в области борьбы с проблемами, возникающими в борьбе за здоровье и долголетие человека.

Большинство прорывов в медицине произошло совсем недавно – примерно в последние лет шестьдесят. Открытие пенициллина в 1928 году привело к перевороту в лечении инфекций, основанному на знании, что инфекции вызываются бактериями. Продолжительность жизни увеличилась на годы, а во многих случаях – на десятилетия. Это стало возможно благодаря ряду взаимосвязанных факторов: сокращению курения, улучшению рациона питания, развитию диагностики и медицинского обслуживания и, конечно, точному лечению, а также препаратам типа статинов, понижающим уровень холестерина, и др.

С 1921 года заболевания сердечно-сосудистой системы были ведущей причиной смертности в США, а инсульт попал в тройку основных причин в 1938 году. В сумме эти коронарные заболевания являются причиной примерно 40 процентов смертей. Однако с 1950 года стандартизированный по возрасту уровень смертности от сердечно-сосудистых заболеваний снизился на 60–70 процентов. Это одно из наиболее важных достижений в области здравоохранения в XX веке.

Но в тени этого благополучия, словно белый слон, притаились факты, возвращающие с небес на землю: уровень смертности от онкозаболеваний с 1950 по 2007 год (наиболее свежие данные) не особенно изменился (рис. 1). Мы серьезно продвинулись в борьбе с другими хроническими заболеваниями, но не с ними. Конечно, есть и здесь локальные победы. Возьмем, к примеру, хронический миелолейкоз, редкий тип лейкоза, который был смертным приговором для всех пациентов, кроме тех, кому помогла трансплантация костного мозга. В мае 2001 года Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов одобрило к применению гливек (коммерческое название – иматиниба мезилата). В том же месяце статья об этом препарате под заголовком «Волшебная пуля для рака» появилась в журнале «Таймс» – и теперь имеется эффективный способ терапии большинства пациентов, приводящий к заметному улучшению состояния. Лекарство воздействует на конкретную хромосомную мутацию, имеющуюся при данном заболевании (часть 9-й хромосомы сцеплена с частью 22-й). В клинических исследованиях частота ответа на гливек составила более 90 процентов. Люди поднимались со смертного одра и возвращались к нормальной жизни после приема небольшой капсулы, почти не вызывающей побочных эффектов. Но если говорить о более привычных видах смертельного рака, в том числе легких, толстой кишки, молочной железы, простаты, мозга и т. п., следует признать, что уровень смертности изменился постыдно мало.

Изменения в причинах смертности в США в период с 1950 по 2007 г. (данные на 100 тысяч человек)

Данные приведены к стандартной выборке США 2000 г. Источник: 1950 Mortality Data – CDC/NCHS, NVSS, Mortality Revised. 2007 Mortality Data – National Center for Health Statistics, Centers for Disease Control and Prevention, 2010;

Рис. 1. Изменения в причинах смертности в США с 1950 по 2007 г.

Уровень смертности в США в зависимости от причин: все возрасты

Данные, приведенные к возрасту. Источник: CDC/NCHS, Health, United States, 2009, Рис. 18. Данные от National Vital Statistics System.

Рис. 2. Уровень смертности в США в зависимости от причины

Когда я показываю аудитории рисунок (Рис. 2), то слышу неверящие возгласы: «Как такое может быть? Что в исследованиях мы делаем не так? В этих данных есть фактические ошибки или опечатки?»

График ярко демонстрирует эффект применения статинов при сердечно-сосудистых заболеваниях и инсульте. Антибиотики и противовирусные средства, включая вакцины, серьезно уменьшили количество смертей от пневмонии и инфекций. Даже статистика смертей от рака по всему миру показывает цифры, противоречащие стереотипам. В отдельных странах Черной Африки, где, как правило, озабочены борьбой с заболеваниями типа ВИЧ и другими инфекциями, обычными для стран третьего мира, смертность от рака превышает суммарную смертность от ВИЧ, туберкулеза и малярии. В 2010 году по всему миру смертность от хронических заболеваний превысила смертность от инфекционных болезней. Так что проблема касается не только Америки, но и мира в целом.

То, что смертность от онкологических заболеваний не падает, – тревожный сигнал. Стоит отметить и более удивительное наблюдение: антибиотики и противовирусные средства не воздействуют на человеческий организм, они воздействуют на другие, вторгшиеся, организмы. В то же время статины воздействуют на человеческий организм способами, которые мы только начинаем изучать. Вопреки распространенному убеждению, статины не только снижают уровень холестерина, воздействуя каким-то одним способом или через одну область; в действительности они серьезно влияют на все тело, снижая уровень воспаления, тем самым изменяя внутренний баланс, который медики называют гомеостазом. Вакцины также влияют на всю систему, но делают это более сложным образом – активизируют иммунную систему, искусственно создавая ситуацию, будто в тело попал инородный микроорганизм.

Во введении сказано, что эта книга не о раке, но я использую опыт онколога, чтобы разъяснить несколько основных идей. Действительно, можно проследить отношение человека к здоровью на примере изучения рака. Когда рассматривается традиционное понимание болезни и то, как мы пришли к нынешнему уровню понимания такой таинственной болезни, как рак, понятно, как и почему мы сбились с пути. Мы можем обозначить рассуждения и ошибочные идеи, которые мы слепо приняли и которые мешают нашим попыткам улучшить медицину и, соответственно, добиться здоровья. Оптимистически говоря, возможно, мы увидим, как изменить направление развития и открыть новую область в персонализированном здравоохранении для каждого из нас – для вас и для меня. В конечном счете мы сможем добиться серьезного преимущества в «войне» с болезнями.

 

Что такое онкология с высоты 20 километров

Рак, как я уже говорил раньше, – прекрасная метафора для всего, связанного с болезнью. Это злейший враг любого человека, носитель всего «плохого», что может повлиять на здоровье, счастье и, конечно же, долголетие. Я не знаю никого, кто не испугался, узнав, что тело обратилось против него, что обнаружен рак, что будущее туманно. Эта неопределенность наиболее неприятна. Мы вдруг теряем возможность отвечать на вопросы «где?», «как?», «почему?», «когда?», «когда я вылечусь от рака? или «когда я умру?».

Что такое рак? Если у вас нашли опухоль или настораживающие результаты анализа крови, то скорее всего пошлют к специалисту. Тот воткнет в вас пункционную иглу и возьмет образец, который отдаст на изучение патоморфологу. Патоморфолог, которого, вы, возможно, никогда не увидите, займется поиском конкретных структур, так как в настоящее время диагноз ставят, опознавая структуры. Это вписывается в норму? Это патология?

Предположим, патоморфолог смотрит на нормальную пластиковую бутылку и говорит, что это – нормальная клетка. А потом смотрит на помятую, поломанную бутылку и говорит, что это – раковая клетка. Таков современный уровень диагностика рака. Ни молекулярных исследований, ни секвенирования генов, ни тонкого исследования хромосом. Так сейчас работают.

Главная подлость рака – сама природа этого зверя: он саморазрушающий, в том смысле, что сбивает с толку наши собственные клетки. Нет внешнего воздействия. Нет внешнего организма или инфекции, самостоятельной по сути, но похожей на наши клетки. Рак – это ужас, спящий в каждом из нас. Иногда он ненадолго просыпается, выбрасывая группу странных клеток, называемых опухолью, но в большинстве случаев покоряется и вновь впадает в спячку под воздействием целого арсенала искусных способов воздействия. Но иногда, когда мы этого меньше всего ожидаем, зверь прорывается через все защитные механизмы. Что-то ломается в защитных механизмах, сдержки и способы контроля, которые до того осуществляли надежную защиту, перестают работать, что приводит к нарушению функционирования клеток и последующему росту злокачественных опухолей. Рак демонстрирует особенность, отсутствующую у многих заболеваний, особенно вызываемых внешними причинами. Но все еще остается вопрос: почему мы не можем продвинуться вперед в понимании рака и борьбе с ним, почему добились такого незначительного успеха?

В 2009 году на представительной встрече Американской ассоциации исследования рака в Денвере я поднялся и прямо сказал коллегам: «Мы совершили ошибку». Мы все, и я в том числе, зря так сузили область внимания, до крайности ограничив изучение болезни. Я предложил сделать большой шаг назад и посмотреть на болезнь «с высоты 20 километров». Потом сделал еще одно заявление, которое всколыхнуло участников собрания: «Необязательно понимать рак, чтобы управлять им». Собравшиеся стали перешептываться, что привело меня в уныние. Настроение у всех резко испортилось. Однако важно было указать, где мы, члены медицинского сообщества, сбились с пути, потому что это может помочь на него вернуться. Я виноват в этом в равной степени. Но не оставлять же публику в подвешенном состоянии? Необходимо было предоставить данные в подтверждение сказанному и дать хотя бы некоторым слушателям надежду на будущее. Тогда рассказал, как был достигнут существующий стиль мышления в науке, восходящий к открытиям, сделанным задолго до нас.

Мы с трудом вернулись к микробной теории заболеваний, доминировавшей в медицине в XX веке, которая определила дальнейшее развитие. В соответствии с этой теорией, если можно определить, какими бактериями вы инфицированы, то проблема решена, так как понятно, чем это лечить. Это стало основной парадигмой в медицине. Врач должен провести лабораторный анализ для определения возбудителя, а затем использовать лечение, специфическое для данного возбудителя или класса возбудителей. Лечение определялось только типом воздействующего на человека организма, бактерии, вызывающей туберкулез, или паразита, вызывающего малярию; терапию не пытались подстроить под носителя (человека) или место заражения. Поэтому одно и то же лекарство используют для всех пациентов с конкретным инфекционным заболеванием.

Вот то, что пытаются делать врачи: определить болезнь – поставить точный диагноз – лечить диагноз лучшим из известных на данный момент методов. Такая стратегия позволяет также использовать научные методы, так как они дают возможность объективно определить эффективность конкретного лечения при конкретном диагнозе. Хинин помогает при симптомах малярии? Пенициллин является лучшим способом лечения сибирской язвы? Как только наука определяет лучший способ, врачи начинают им пользоваться. Диагностируй. Лечи. Диагностируй. Лечи. Мы, пациенты, надеющиеся, что наука совершит прорыв в области укрепления здоровья, должны подвергнуть сомнению такие методы и спросить себя: есть ли другой, более эффективный путь, особенно для системных заболеваний, таких как сердечно-сосудистые болезни или рак, по сравнению с заболеваниями, вызванными внешними причинами, например инфекциями.

Научный подход в медицине относительно нов. Исторически врачи придерживались теорий, сходных с традиционной индийской системой аюрведической медицины, которая основана на балансе различных сил в организме. Средневековый европейский доктор мог пытаться сделать вас «менее холеричным» или «более флегматичным». Как и в восточной философии, основной идеей было восстановление баланса различных сил, управляющих телом. Но такой подход к медицине и уважение к телу как к целостной системе был отвергнут в начале XX века – сначала на Западе, так как нас отвлекла победа над возбудителями заболеваний. Интересно также отметить, что в то время микробная теория была прорывом. Затем открыли антибиотики, и известный генетик Б. С. Халдан сказал 4 февраля 1923 года в Кембридже: «Можно описать историю медицины так. Примерно до 1870 года медицина во многом опиралась на физиологию. На болезни смотрели с точки зрения пациента, так, как сейчас смотрят на травмы. Открытие Пастера, выяснившего природу инфекционных заболеваний, изменило весь образ мышления и дало возможность справиться с целой группой болезней. Но это также увело научную медицину с предыдущего пути, и, возможно, пока не открыли бактерии, от тифа и сепсиса умирало больше людей, но справиться с заболеваниями почек и раком было легче. Причина таких заболеваний, как рак, не конкретные микроорганизмы, тогда как другие, такие как фтизис (устаревшее название туберкулеза. – Автор.), вызываются микроорганизмами, почти безопасными для среднего человека, но становящимися опасными неизвестно из-за чего. Мы не можем эффективно лечить заболевания из первой группы, основываясь на рекомендациях Пастера. Необходимо перевести взгляд с микроорганизмов на пациента. Если врач не может справиться с вышеупомянутым заболеванием, то часто он способен помочь пациенту прожить достаточно долго, чтобы тот поборол недуг самостоятельно. В этом доктор будет опираться в основном на знание физиологии. Я не говорю, что физиолог сможет открыть средство предотвращения рака. Пастер сначала работал в кристаллографии. Но это мало похоже на широкое использование физиологических данных. Исчезновение заболеваний сделает смерть физиологическим состоянием, типа сна. Поколение, которое жило вместе и умрет вместе».

Халдан обобщил свои мысли, и то, что сказанное по поводу микробной теории, вдруг оказалось предсказанием. «Это катастрофа в медицине: мы станем искать эти возбудители и забудем о системе». Примерно через 90 лет оказалось, что Халдан совершенно прав! Действительно, и общество, и люди, отчаянно ищущие врага, чтобы обвинить его во всех своих бедах, стали строить догадки. Появились предположения, что болезни происходят из-за окружающей среды (что оказалось совершенно ложной гипотезой, применительно к недугам, не связанным с микробами, но зависящим от внутреннего состояния).

 

Нужна ли вам корзина болезней

Микробная теория означала катастрофу в лечении болезней типа рака, так как и ученые, и простые люди начали считать такие болезни инфекционными. Это стало обыденным знанием, повлиявшим на способ лечения, и подобное представление бытует по сей день. Так, когда пациент приходит к врачу, ему ставят диагноз и определяют в конкретную категорию (то есть диабет, а не целиакия), а потом назначают лечение, показавшее эффективность при аналогичном диагнозе (то есть инсулин, а не исключение глютена). В случае злокачественной опухоли врач начинает лечение так, как будто это внедрившееся что-то, пытается это вырезать или вытравить. Точный протокол лечения зависит от того, какая часть тела поражена – молочная железа или простата.

Но рак не настолько прямолинеен, как инфекционные заболевания. Диагностика, отнесение к конкретной группе и специфическое лечение имеют смысл для инфекционных заболеваний, так как инфекции бывают разного вида – они относятся к различным видам, типам и классам, что влияет на способ воздействия на конкретный возбудитель. В случае инфекции неважно, вызвана она вирусом или бактерией, – если мы поразим ахиллесову пяту захватчика, то победим. Не нужно ничего знать про носителя, нам нужно знать лишь, кто в него попал и как его уничтожить. Проблема становится одномерной: при инфекционном заболевании нужно определить только одно – вирус это или бактерия. Для других заболеваний число параметров возрастает: пораженные клетки, орган, в котором они находятся, другие близкорасположенные органы, тело целиком и т. д. Это уже не битва один на один, где требуется только правильное оружие. Это становится загадочной путаницей отдельных битв, часть которых напоминает небольшие стычки, а другие оказываются эхом большой «мировой» войны.

Потеря нормального контроля над ростом

Рис. 3. Потеря нормального контроля над ростом клеток

Теперь, чтобы понять сложность процесса развития болезни и то, почему онкологические заболевания не похожи на инфекционные, давайте посмотрим, как Национальный институт рака описывает развитие рака:

Иллюстрация наглядно показывает деление клеток и то, что в основе проблем лежит ускоренный рост раковых клеток или невозможность их самоуничтожения. Но такое описание открывает только часть общей картины, оставляя без внимания крайне важный элемент.

Строго говоря, мы не знаем, что вызывает рак и почему развиваются опухоли, но существует смутная догадка, что рак связан с системной проблемой – комплексным расстройством функций нашего тела, которое необязательно лечить хирургически или терапевтически.

Хотя некоторые любят повторять, что рак – это современная болезнь и в росте онкозаболеваемости повинны грехи нашего индустриального мира (обычно обвиняют загрязнение окружающей среды, фаст-фуд и рафинированные продукты, ядовитые промышленные отходы), но я не придерживаюсь такого мнения. Рак часто считают символом современной культуры изобилия излишеств и перепроизводства, но он на самом деле так же стар, как и человечество. Следы его находят с Античности. Семь египетских папирусов, написанных между 3000 и 1500 годами до н. э., описывают синдромы, соответствующие современному раку. В одном из документов, папирусе Эдвина Смита, названном в честь человека, который получил или украл пятнадцатифутовый свиток у торговца древностями в Луксоре в 1862 году, описаны восемь примеров опухолей или язв груди. В документе, написанном в XVII веке до н. э., утверждается, что для этого состояния нет способа лечения, и рекомендуется каутеризация (прижигание раскаленным инструментом). Современная хирургия и лучевая терапия похожи на описанную каутеризацию; разве что ножи стали острее, а анестезия лучше. Древние египтяне разработали различные протоколы лечения злокачественных и доброкачественных новообразований. Для «наружных опухолей» рекомендовалось хирургическое удаление. Для злокачественных опухолей рекомендовались снадобья для лечения более серьезных симптомов. В состав снадобий входили ячмень, касторовое масло и части животных, например свиные уши. Наиболее древние материальные свидетельства имеются на черепе женщины бронзового века (между 1900 и 1600 годами до н. э.). Опухоль соответствует тому, что сейчас называется рак головы и шеи. Найдены также мумифицированные останки перуанского инка 2400-летней давности, на которых видны несомненные следы меланомы.

Пролистнем следующие несколько тысячелетий, в течение которых рак продолжал поражать тела молодых и стариков. Одним из проницательных и наблюдательных врачей во времена Античности был римский физиолог, хирург и писатель Гален. Он предложил теорию заболеваний в то время, когда такие дисциплины, как анатомия, патофизиология и фармакология, находились в зачаточном состоянии. Медик II века н. э. Гален внес серьезный вклад в понимание патологии по Гиппократу. Гиппократ, как вы помните из школьного курса биологии, считается отцом медицины и разработчиком многих теорий в области здоровья (Афины, примерно 400 г. до н. э.). Физиологические и философские наблюдения Гиппократа легли в основу современной медицины. Современные медики считают его первым человеком, который поверил в то, что заболевания вызываются естественными причинами, а не воздействием колдовства или высших сил. Более того, он впервые зафиксировал различия между доброкачественными и злокачественными опухолями. Для описания опухолей разных частей тела, перерастающих в язвы, Гиппократ ввел понятие karkinos (греч. «краб»). Не очень понятно, почему раковая опухоль похожа на краба, но образ подошел.

Гиппократ видел и описывал опухоли, вокруг которых были пучки воспаленных кровеносных сосудов, что и навело на мысль о крабе, закопавшемся в песок и выставившем конечности наружу. То, что Гиппократ описывал раковую опухоль как «похожую на краба», явно свидетельствует о том, что он не знал о видах рака, которые нельзя увидеть невооруженным взглядом. Чаще всего он видел большие опухоли на поверхности тела или близко к поверхности, такие как опухоли молочных желез, кожи, шеи и языка.

Идеи Гиппократа в области здоровья и болезней позволили его последователям, таким как Гален, развивать их и ставить эксперименты. Некоторые эти эксперименты помогли дать точное определение рака. Гален описал его как неуправляемую и безжалостную часть тела. По его мнению, к раку приводил излишек обычной «черной желчи», которую невозможно убрать. Черная желчь поражала все тело, а опухоли отражали силу и упорство этого распространяющегося злокачественного состояния. Попытки вырезать такие опухоли не приведут к успеху, считал античный врач, так как черная желчь не только заполнит рану, но и приведет к развитию еще одной опухоли. У Галена не было изощренных терминов и инструментов вроде современных микроскопов и установок секвенирования генома, но он точно описал системную природу рака и его способности расти, давать метастазы и восстанавливаться.

Многие идеи Галена сохранили свою актуальность до Возрождения, а студенты-медики продолжали изучать его труды до XIX века. Потом, когда патофизиологи XIX века направили микроскопы на внедрившиеся клеточные массы, они поняли жестокую шутку, которая и определяет природу рака: это избыток собственных клеток, а не черной желчи. Но эти клетки похожи на черную желчь, так как ведут себя как мятежники, которые рушат границы и грабят остальные клетки. Раковые клетки похожи не только аномальной формой, но и безудержной пролиферацией – бесконтрольным клеточным ростом. Сидхарта Мукерджи красиво описал этот процесс в книге «Король всех недугов», которая описывает место рака в истории человечества.

На молекулярном уровне рак появляется после мутации генов конкретной клетки. Мощные генетические сигналы нормальных клеток указывают, когда и как клетке делиться. Некоторые гены активизируют размножение клеток, работая как педаль газа. Другие работают как молекулярные тормоза, останавливая рост. Это объясняет, в частности, почему, например, когда заживает царапина на коже, клетки, задействованные в заживлении, «знают», когда нужно останавливать развитие новых клеток, так чтобы не оставить вас с опухолью из новой кожи. Но в раковой клетке нет этого отточенного баланса между активным ростом и неактивностью. Светофор, который управляет ростом клеток, не работает или слишком часто дает зеленый свет. Клетки, соответственно, остаются без регулирования и не знают, когда прекращать рост.

Но такой взгляд на рак на молекулярном уровне не является единственным полезным инструментом в подборе лечения. Для меня рак (рис. 4) выглядит примерно так:

А. Печень человека с метастазами рака толстой кишки

Б. Аксиальная компьютерная томография, показывающая наличие метастазов рака в печени

В. Рак в лимфоузле под микроскопом

Вот мы видим А – печень с раком толстой кишки, что правильнее назвать «метастазы рака толстой кишки в печень». Рак переместился, метастазировал, из толстой кишки в печень, что подтверждается белыми образованиями на снимке. Б – томограмма другой печени, пораженной раком толстой кишки («метастазы рака толстой кишки в печень»). Обратите внимание на пять круглых темных образований в левой части изображения. И В – изображение рака толстой кишки в лимфоузле под микроскопом («метастазы рака толстой кишки в лимфоузел»). Пояснение: «рак толстой кишки», который метастазировал в легкие, не будет называться «рак легких». Это все еще рак толстой кишки и выглядит он как рак толстой кишки.

Рак – это взаимодействие клетки, лишенной контроля роста, с окружающей средой. Для понимания рака важнее обратить внимание на то, что это не только неконтролируемое деление клеток и их распространение. Важнее другая характеристика – способность изменяться со временем. Хотя люди часто представляют себе рак как сошедшую с ума машину для копирования клеток, не вносящую изменений, в действительности он гибче и динамичнее. Каждый раз, когда появляется новое поколение злокачественных клеток, в них появляются новые мутации – которые еще сильнее меняют гены, отвечающие за рост клетки. Хуже того: в опухоли после химиотерапии могут остаться клетки, резистентные к лекарственным средствам. Другими словами, так же, как после применения антибиотиков появляются резистентные бактерии, противораковые средства могут стимулировать появление резистентных раковых клеток.

Но вновь отстранимся от молекулярной точки зрения на рак. Как видно, эволюция влияет на проявления рака, но не на генетику. Да, за злокачественные опухоли отвечают разные гены, но внешний вид получается одинаковым. Да, могут существовать 50 различных молекулярных путей развития того или иного новообразования, например, рака молочной железы, толстой кишки, легких, мозга или простаты, но в итоге результат и способ действия оказываются одинаковыми. Если показать гистологу десять образцов рака молочной железы от разных пациентов, то молекулярная основа во всех случаях будет разной, но под микроскопом все будет выглядеть как рак молочной железы. Аналогично наблюдается удивительное сходство между видом клеток рака молочной железы и клеток рака любого другого органа, потому что у злокачественных клеток много общего во внешнем виде и поведении. Это – важнейший момент в понимании рака. Ученые долго изучали молекулярные дефекты, ведущие к раку, но не сам его вид. Описание от Национального института рака (стр. 49) составляет только часть общей картины. Рак – это не генетическое заболевание. Скорее это болезнь, при которой клетки начинают выглядеть и вести себя определенным способом, используя для этого генные мутации. И если при разработке новых методов лечения будет найден способ блокирования одного молекулярного пути, то это не означает, что рак не найдет другого (что, к сожалению, он обычно успешно проделывает).

Представим себе человека со злокачественной опухолью. Когда-то это был человек без опухоли, и с того момента его ДНК не изменилась. Разница между наличием и отсутствием рака не только в геноме. Большинство клеток человеческого тела не перерождается в рак. Рак – это процесс, и происходит он далеко за границами статичной ДНК-последовательности. Описание конкретной мутации генома поможет объяснить, почему запустился процесс. Действенность генетических тестов была продемонстрирована на примере рака молочной железы. Для него были найдены гены BRCA1/2, ассоциированные с высоким риском этого вида рака (мутации этого гена часто встречаются среди евреев-ашкенази). Однако важно понимать, что мутации в BRCA1/2 не являются причиной рака молочной железы. Они позволяют произойти следующим мутациям, которые и вызывают заболевание. Женщины с наследственной мутацией BRCA1/2 родились с мутацией – они получили ее от кого-то из родителей. Но они не родились с раком молочной железы.

Во многих подобных случаях генетическая предрасположенность к раку есть, но сам рак не наследуется. Человек наследует предрасположенность – те, у кого есть такой ген, с большей вероятностью заболеют раком. Скорее всего гены BRCA1/2 прерывают процесс восстановления ДНК. Но не у каждой женщины с такой мутацией диагностируют рак молочной железы. Это происходит потому, что в теле есть не только множество путей, ведущих к раку, но и несколько путей восстановления ДНК. Напомню также, что большинство женщин с раком молочной железы не имеет мутаций этого гена, так что тут скорее игра вероятностей, чем геномика.

Вернемся к идее системы. Неважно, как сложная многообразная система пришла какому-то конкретному состоянию. Важно сохранение целостности системы, способной противостоять отклонениям. Точнее, рак является симптомом нарушения взаимодействия клеток. Клетки начинают делиться, хотя и не должны, и не дают друг другу команду на самоуничтожение, или дают команду создавать кровеносные сосуды там, где не нужно, или подают друг другу ложные сигналы. То есть нарушена вся система регуляции, которая и делает возможным взаимодействие. Когда группа клеток в конкретной области начинает неконтролируемо делиться, мы называем это раком, а в зависимости от того, в какой части тела это происходит, – раком легких или мозга. Но это не проблема, это признак того, что проблема существует.

Традиция описывать рак по месту локализации появилась на основе результатов вскрытий во Франции в начале 1700-х и микроскопии, разработанной в Германии в середине 1850-х. С того времени ситуация не изменилась. Это очень устаревшая традиция, так называть рак – рак простаты, рак молочной железы, рак мышц… Если вдуматься, то это не имеет смысла. Вначале выделяли десятки типов рака, сейчас их уже сотни. В действительности их миллионы. В среднестатистической злокачественной опухоли на момент диагностики оказывается более сотни мутаций кодирующих генов, и я не думаю, что есть способ все их понять или смоделировать. Количество мутаций возрастает экспоненциально, как только пациента подвергают химиотерапии, провоцирующей новые мутации. Одним из признаков рака является нестабильная ДНК, и когда препараты для химиотерапии воздействуют на ДНК, они могут вызвать рак, так же как радиация вызывает рак за счет мутации генома. Это объясняет, почему излечившиеся от рака молочной железы позже зачастую страдают от лейкемии, развившейся из-за химиотерапии рака молочной железы. Они поменяли одну болезнь на другую, но выиграли годы нормальной жизни в промежутке.

Опухоли тоже следует считать органами, они – такая же часть тела, как печень, сердце или легкие. Проще говоря, рак – это крах системы. С помощью фразы Толстого «Все счастливые семьи счастливы одинаково, но каждая несчастная семья несчастна по-своему» заметим, что счастливые тела похожи, но когда они ломаются, то делают это совершенно индивидуально.

Мы неправильно понимаем рак, сделав из него существительное. Я люблю повторять, что рак не похож на то, что вы «получаете», или «то, что у вас есть», так как он – то, что делает тело. Вместо того чтобы сказать: «В доме протечка», мы скажем: «Протекают трубы». Вместо того чтобы сказать: «У него – рак», стоит сказать: «Он ракует». Мы все время «ракуем», но тело разнообразными способами следит, чтобы процесс не вышел из-под контроля. Рак оказывается под контролем из-за взаимодействия клеток, а языком взаимодействия являются белки.

 

Белки – источник информации о нашем здоровье

Обычно мы думаем о белках в контексте диетологии. Они – одна из трех основных составляющих пищи (включая жиры и углеводы), известных как макронутриенты, важные для здоровья. Но белки определяют не только с этой стороны. Они – основная составляющая тела и участвуют почти в каждом процессе, где задействованы клетки, включая взаимодействие клеток и управление биологическими событиями, определяющими периоды здоровья и болезней. Сейчас изучением белков занимается развивающаяся наука протеомика. Это восхитительное научное направление изучает, как белки формируют язык наших тел и язык здоровья. Протеомика позволит понять взаимодействие клеток, что приведет к более эффективным способам лечения рака и других заболеваний и синдромов.

ДНК статична, но белки динамичны. Они ежеминутно меняются внутри тела в зависимости от того, что происходит. Глядя на ДНК, я не смогу сказать, выпили ли вы только что вина, насколько хорошо вы выспались, когда вы последний раз ели и нет ли у вас серьезного стресса. Но белки все это расскажут. Они содержат такую информацию, которой нет нигде больше в теле. С помощью протеомики я смогу определить состояние вашего тела, потому что вижу, что вы ели, какие лекарства принимали, как на вас повлияла долгая тренировка и т. д. Это и есть тот самый взгляд с высоты 20 километров, который позволяет увидеть целостную картину в конкретный момент.

 

Гений Галилея

В главе 5 я расскажу о протеомике и опишу, на каком этапе развития этой области медицины мы находимся. Не сомневаюсь, что она изменит будущее медицины и будущее здоровья. Когда происходит слом системы, проявляющийся в виде рака, аутоиммунных заболеваний, таких как ревматоидный артрит и фибромиалгия, или необъяснимой хронической боли и неврологических заболеваний, понимание того, как белки взаимодействуют и изменяют систему, означает разницу между бесконечной малорезультативной битвой с хроническим заболеванием и действенным лечением, снимающим проблему. Примечательна сама идея таблетки, которая чудесным образом снимет проявления болезни – системного заболевания, краха системы. Как сказано выше, это обычно помогает, когда в тело попали сторонние микроорганизмы, а принятая таблетка уничтожает эти микроорганизмы. Изредка случается и так, что не хватает конкретного вещества для выздоровления, и вы принимаете таблетку с этим веществом.

Естественно, что человечество мечтает найти панацею, но когда это еще случится… К настоящему времени не найдены новые препараты, которые действительно лечат болезни. Вот поэтому фармацевтическая индустрия сейчас неполноценна; яблоки на нижних ветках, волшебные пули, которые действительно лечат, уже закончились. Не думаю, что что-то еще найдется; похоже, что такие поиски – это пустая потеря времени, денег и ресурсов. Нужен другой подход – новая модель.

Хорошая новость: если моделировать тело как сложную систему, что означает возможность управления системой без обязательного понимания каждой части, то действительно можно добиться результатов. Возможно, мы не поймем, что такое болезни вроде рака на самом деле, пока не разделим уважительный взгляд на тело, ценящий его сложную взаимосвязанную природу, которой следует управлять еще до того, как ее удается понять. Далее в книге показано, как протеомика поможет создать эту новую модель и приступить к изучению человеческого тела ранее невиданными способами. Но до того как протеомика превратится в полноценную область клинической медицины (что принесет пользу всем), нужно изменить наши представления о здоровье и, как минимум психологически, принять, что тело – это система.

Подобное изменение образа мышления сильно повлияло на понимание звездного неба. В начале XVII века Галилей каждую ночь выходил и определял положение звезд. Через некоторое время сформировалась схема: астроном мог посмотреть на ночное небо и увидеть ожидаемое расположение звезд. Но разве Галилей знал, что такое звезда? Конечно, нет. Этого не знал никто из тех, кто с Античности любовался светящимися узорами созвездий. Чтобы это выяснить, потребовались сотни лет научных исследований. Гениальность Галилея заключена не в способности понимать мир, а в способности выяснить то, что требовалось, чтобы добиться прогресса в других областях космологии.

Если бы пришлось резюмировать все одним предложением, то я бы сказал, что история тела, как ничто другое, есть история системы. Мы можем считать, что управляем некоторыми аспектами системы, по которым способны предположить, здоров человек или нет, такими как высокий или низкий уровень холестерина, идеальный вес тела, но такой подход зачастую ведет к категоричным и однозначным интерпретациям. Или, переформулируя, можно начать принимать витамины группы B, чтобы придать человеку энергичности и ускорить метаболизм, но результатом может быть некое другое нарушение в системе. То, что «хорошо» для одного, может оказать противоположное воздействие на другого. И «хорошие гены», такие как отсутствие случаев рака в семье, иногда могут подвести.

Рак внушает страх не только потому, что это длительный, болезненный и мучительный недуг, который редко поддается излечению, но и потому, что он коварен, непонятен и, по сути, запутан. Естественно, нам не нравятся явления, которые нельзя понять или которыми невозможно управлять. Вероятно, поэтому нелегко принять и то, что тело – это сложно и часто таинственно. Трудно признать, что эта сложность находится за гранью современного понимания, и, возможно, никогда не удастся понять тело так, как понимаем родной язык или езду на велосипеде. Непонимание и игнорирование порождают страх. Но вот ведь какая штука: если мы наберемся храбрости, признаем, что мы сложные и часто непонятные, и будем лечиться с учетом этого, то быстрее и эффективнее придем к той управляемости, которую так отчаянно ищем. Можно будет уменьшить страх, который ухудшает качество жизни.

Рекомендация врача

Возможно, мы никогда не поймем природу болезней вроде рака. Возможно, рак вообще неизлечим, поэтому ключом является профилактика. Важно подходить к здоровью в целом с точки зрения отсутствия понимания. Уважайте тело и его взаимодействие с болезнью как сложную систему, построенную на логике, которую вы, возможно, никогда не поймете. Рак, сердечно-сосудистые заболевания, диабет, аутоиммунные и нейродегенеративные заболевания представляют собой нарушения в этой системе.

 

Простые пути измерить свое здоровье сегодня и принять издержки при создании здоровья завтра

Легко подпасть под влияние общих советов по здоровому образу жизни. Принимайте поливитамины. Ешьте больше овощей, для экономии времени можно пить свежевыжатые соки. Принимайте статины, если у вас высокий уровень холестерина. Снизьте вероятность сердечно-сосудистых заболеваний и рака за счет ежедневного приема малых доз аспирина. С помощью пищевых добавок введите в рацион больше витамина D. Выбирайте продукты, богатые антиоксидантами. Все это кажется достаточно разумным. Но подходят ли эти советы вам?

В следующих главах я помогу найти ответ. Большинство из них – всего лишь рекомендации. Я опровергну некоторые из них и покажу другие способы улучшения здоровья. Сейчас, однако, давайте вновь обратимся к идее изучения состояния всего тела, так как до того, как мы займемся персонализацией, важно понять еще несколько вещей. В этой главе будет более глубоко рассмотрено тело как система, я помогу понять, что означает «определить ваши персональные метрики», а затем – исходную ситуацию, актуальное состояние тела, от которого и зависят все профилактические меры.

 

Статины – лекарство для всей семьи

Надеюсь, все уже поняли, что в каждый момент времени в человеческом теле происходит множество явлений. Но до сих пор мы применяем лечение только к части человека, решая при каждом подходе одну проблему. Если у вас нашли пневмонию, то вам назначат лечение, специфичное при пневмонии, и будут ждать других болезней. Но что произойдет, если выявят системное заболевание, необъяснимое единичным воздействием клеща, вируса, паразита, бактерии и т. д.? Это означает серьезные проблемы, так как современная медицина не знает, что делать в таких случаях. Прописанное лечение, возможно, известным или неизвестным способом отрицательно повлияет на другие области системы. Врач скажет, что лечение «безопасно и эффективно», но это будет относиться только к одному состоянию в один момент времени. Врач не примет во внимание все остальные еще неизвестные аспекты, которые и составляют вас, особенно в долгосрочной перспективе.

Для иллюстрации сказанного возьмем, например, статины, группу препаратов, в которую входят крестор и липитор. Статины относятся к наиболее часто прописываемым средствам для нормализации уровня холестерина в крови. К тому же они прекрасно иллюстрируют, как конкретное внешнее воздействие, в данном случае медикамент, может оказывать измеримое изменение состояния всей биологической системы. Статины – биохимически это препараты, которые ингибируют фермент печени, играющий главную роль в синтезе холестерина. Они могут быть синтезированы или выделены из пищевых продуктов, таких как красный рис и вешенка. Поскольку распространено мнение, что высокий уровень холестерина, особенно ЛПНП (холестерина низкой плотности), является фактором риска для сердечных заболеваний, врачи часто назначают статины пациентам, которые не могут контролировать уровень холестерина только с помощью диеты. Но статины влияют не только на холестерин.

В одном из наиболее важных клинических исследований в долгой истории изучения статинов, проведенном в Гарварде в 2008 году, показано, что прием статинов серьезно снижает вероятность первого инфаркта и инсульта, а также других сосудистых патологий у практически здоровых мужчин старше 40 и женщин старше 60 с нормальным уровнем холестерина в крови. Сейчас мы знаем, что причиной многих сердечно-сосудистых заболеваний может быть не холестерин. Для многих людей холестерин является ложным индикатором (то, что мы называем биомаркером), а воспаление – нормальный, но иногда слишком активный биологический процесс.

В общем, воспаление – красноречивое свидетельство того, что с телом не все в порядке, что оно подвергается воздействию вредоносного стимула, который может быть любым – от патогенных микроорганизмов и поврежденных клеток до токсинов. Чтобы защитить себя и удалить вредоносный стимул, тело запускает воспалительный процесс – эволюционный ответ, включающий в себя сосудистую систему, иммунную систему и различные клетки в пораженной ткани, цель которого – запуск излечения. Однако если воспаление становится хроническим из-за заболеваний или длительного стресса, то оно может стать разрушительным.

Одним из способов, которым можно измерить интенсивность воспалительного процесса, является оценка уровня С-реактивного белка (СРБ), так как в этом случае его уровень возрастает. СРБ помог исследователям выяснить одну из основных причин того, почему статины снижают вероятность сердечно-сосудистых заболеваний. Исследование JUPITER (обоснование использования статинов для профилактической терапии, исследование с использованием розувастатина) первым оценило терапию статинами для уменьшения числа инфарктов и инсультов у людей с нормальным уровнем холестерина ЛПНП и повышенным уровнем С-реактивного белка. Подтверждено, что повышенный уровень СРБ может свидетельствовать о риске инфаркта в пределах следующих восьми лет, даже если уровень холестерина низок.

Следовательно, статины могут действовать за счет снижения уровня воспаления, а не только холестерина. Так что неудивительно, что другие исследования показали: если лекарственное средство эффективно снижает уровень холестерина, но не воспаления, то частота инфарктов не меняется. Подробно о воспалении будет рассказано в следующих главах, так как это значимая часть современной медицины. В настоящее время изучают связи между конкретными вариантами воспаления и наиболее вредоносными дегенеративными заболеваниями, включая сердечную недостаточность, болезнь Альцгеймера, рак, аутоиммунные заболевания, диабет и ускоренное старение в целом. Фактически все хронические заболевания оказались связаны с хроническим воспалением, которое, если упростить, создает в организме дисбаланс, провоцирующий отрицательное влияние на здоровье.

Все это вызывает к жизни резонное замечание. Если выбрать холестерин в сложной системе как переменную, а потом спросить: «От этой таблетки значение переменной становится лучше?» и ответить: «Да, становится» – то это кажется неоправданным и необоснованным. Для сравнения: мы видим, что после того как мы залили в двигатель конкретное топливо, обороты двигателя повысились, но хорошо ли это? Возможно, обороты повысились потому, что сломался регулятор, или потому, что забился клапан сброса. Сейчас, когда врачи исследуют медикаменты, они изучают одну переменную через определенные промежутки времени. Ряд неприятных побочных эффектов можно выявить только в ретроспективных исследованиях (проводящихся через долгое время после начала применения лекарства) или при изучении результатов нескольких исследований. Ну, и очевидное: мы все задним умом крепки. Разве не правильнее четко понимать, каким будет здоровье? Разве не полезнее знать, что делать сегодня, чтобы добиться идеального состояния здоровья? Именно в этой области надеются добиться результатов протеомика и другие новые технологии. Но уже сейчас можно применить множество тактических схем, о которых я вскоре расскажу.

У большинства лекарств есть побочные эффекты. Медикаменты сдвигают баланс организма. Вот поэтому статины не синтезируются естественным способом. Я не думаю, что природа об этом не думала. Скорее всего у статинов имеются плюсы и минусы, а при их применении нарушается баланс, сдвигая состояние тела в ту или иную сторону. Я намеренно выбрал статины, потому что их широко и успешно используют, они серьезно повлияли на кардиологию, снизив риск инфарктов и инсультов для миллионов людей; они прекрасный пример лекарства, которое меняет общую систему такими способами, которые в большинстве случаев очень полезны. Преимущества перевешивают недостатки; ниже рассказано, почему я – активный сторонник применения статинов.

Явный пример издержек можно увидеть на примере модной тенденции среди пожилых. Они ищут молодости и используют для этого инъекции человеческого гормона роста. В 2009 году американцы потратили 1,35 миллиарда долларов на лечение гормоном роста, врачи заполнили 431 тысячу рецептов, большинство – по запросу людей, надеющихся повернуть биологические часы вспять.

Когда тело стареет, оно не синтезирует гормон роста в тех же количествах, как во времена молодости и быстрого развития. Искусственное использование этого гормона как средства от старения помогает легче набирать и поддерживать мышечную массу, как в молодости.

Но существует серьезная проблема.

В 2011 году при изучении индейцев одного из эквадорских племен, имеющих редкую генетическую мутацию, из-за которой они не реагируют на гормон роста, обнаружилось, что у членов племени почти не бывает рака и диабета. Сообщение об открытии, опубликованное в журнале «Science Translational Medicine», возвращает нас к предыдущим исследованиям, показывающим, что дрожжевые грибки, мухи и грызуны живут дольше (некоторые виды – в десятки раз), когда они растут медленно. Снижение, а не повышение уровня гормона роста может предотвратить рак и диабет у пожилых. Таким образом, те пожилые люди, кто радуются неестественно развитым мышцам, полученным благодаря инъекциям гормона роста, подвергают себя гораздо большему риску рака, диабета и, возможно, других серьезных заболеваний. Новые исследования могут привести к созданию препаратов, подавляющих гормон роста для предотвращения многих возрастных заболеваний примерно тем же способом, каким статины снижают уровень холестерина и предотвращают сердечно-сосудистые заболевания. Цель такой профилактики – не жить дольше, а жить без болезней как можно дольше.

 

Мы не такие, как раньше

Мысль, что нам нужно учитывать издержки, когда мы стремимся прожить лучшую жизнь из возможных, или такую, какую хотим, всегда будет частью стратегии здоровья. Однако нужно затронуть еще один аспект в системе профилактики, о котором даже не задумываются, – вес. За последние 20 лет жители США серьезно изменились, даже если посмотреть на изменения ИМТ (индекса массы тела). 20 лет назад ни в одном из штатов уровень ожирения не превышал 15 процентов; 10 лет назад ни в одном из штатов уровень ожирения не превышал 24 процентов. Сегодня в 12 штатах уровень ожирения превышает 30 процентов, а в 38 (2/3 всех штатов) уровень ожирения превышает 25 процентов. 20 лет назад наивысшее суммарное значение для полноты и ожирения было 49 процентов (Висконсин). 10 лет назад только в двух штатах (Алабама и Миссисипи) суммарное значение уже было более 60 процентов. Сейчас самое низкое значение – 54,8 процента (город Вашингтон), а в 44 штатах сумма превышает 60 процентов.

В мире – более миллиарда людей с избыточным весом, из них не менее 300 миллионов – с ожирением. В США только 33 процента взрослых имеют вес, нормальный для их роста. Распространенность ожирения среди мужчин и женщин, взрослых и детей за последние 40 лет удвоилась, причем наибольший рост этого явления отмечен с 1980 года. Лишний вес и ожирение являются наиболее значимыми факторами риска для хронических заболеваний, включая диабет 2-го типа, сердечно-сосудистые заболевания, гипертония и инсульты, а также некоторые виды рака. На практике ожидается, что каждый третий рожденный в 2000 году во взрослом возрасте будет болеть диабетом 2-го типа.

Общемировые данные схожи с данными по США. ИМТ растет тревожно быстро. У более чем двух третей японцев ИМТ в пределах нормы, тогда как в Канаде, Испании и Австралии таких не более половины. В Великобритании, Новой Зеландии и США не более трети жителей поддерживают нормальный ИМТ, тогда как у остальных двух третей вес превышает норму.

Возможно, сразу это неясно, но данные демонстрируют, что жизнь сейчас серьезно отличается от той, которая была еще несколько поколений назад. Болезни, которые отражают особенности системы за последние несколько десятилетий и которыми мы болеем сейчас, за следующие 10 лет сильно изменятся из-за этих сдвигов, то же самое произойдет с методами лечения. В результате исследования, проведенные 10–20 лет назад, потеряют актуальность. Локальные системы – «микросистемы» – могут сохраниться так же, как микроклимат сохраняется в рамках глобальных изменений. Уровень ожирения на Юге США выше, чем в таких штатах, как Монтана и Орегон. Исследования, проведенные на жителях Луизианы, необязательно дадут результаты, полезные жителям Колорадо, единственного штата с уровнем ожирения менее 20 процентов (к выходу книги данные могли измениться). Это демонстрирует наличие двух разных систем в одной стране.

На оценку результатов исследований могут также влиять этнические факторы. Без учета уровней ожирения микросистемы могут существовать по разным причинам, главными из которых являются генетические риски и географическое место проживания. Группа, где преобладают евреи-ашкенази, например, будет иметь один профиль рисков в области здоровья, а группы азиатов или негров – другие. Такое влияние обычно сильно недооценивается. Например, исследования, проведенные в уже упомянутой клинике Мейо (Рочестер, штат Миннесота), могут не иметь значения для жителей других мест, например Ньюарка в штате Нью-Джерси или Нью-Орлеана в штате Луизиана.

Причина кроется в демографическом и генетическом составе региона. В Рочестере живут в основном выходцы из Германии и Норвегии, которые обычно образуют пары и заводят детей внутри группы, чем поддерживают стабильность генетического пула. Таким образом, унаследованные гены сильно отличаются от любой другой однородной группы. Результаты проведенных исследований сильно зависят от изучаемой группы, даже если создана «рандомизированная» группа участников. То есть когда вы в очередной раз увидите кричащий заголовок, что в результате медицинского исследования выявлено что-то «новое» (особенно для тех, кто много беспокоится), изучите текст статьи, чтобы узнать, где проводилось исследование и кто в нем участвовал. Данные относятся к вам или вашим генетическим предкам? Возможно, вам можно смело проигнорировать это открытие, так как оно не применимо к вам и вашему набору персональных метрик.

И так мы пришли к основному вопросу: «А что такое персональные метрики?»

 

Персональные «метрики» и их влияние на здоровье

Проще говоря, персональные метрики – это данные, правила, стандарты или детали, которые говорят о вашем здоровье. Вес, например – персональная метрика. Потребность засыпать ровно в десять вечера, чтобы на следующий день чувствовать себя хорошо, – тоже персональная метрика. Обобщая, можно сказать, что метрики – это набор привычек или ритуалов, которых вы придерживаетесь и которые влияют на ваше здоровье. С этой точки зрения они могут быть, осторожно выражаясь, здоровые или нездоровые.

Я с опаской употребляю слова «здоровый» и «нездоровый», потому что они могут сбить с толку. Это не противоположности, несмотря на то что так часто понимают. То, что «здорово» для одного человека, может не быть таким для другого. Более того, они пытаются стать абсолютными признаками привычек, еды и напитков. Так же, как словами «хорошо» и «плохо» пользуются как безусловными и безотносительными признаками, использование слов «здоровый» и «нездоровый» чаще всего не увязывается с ситуацией и контекстом. Контекст полностью определяется тем, что является вашими метриками для «здорового». Большинство людей, например, скажет, что пончик – не продукт здорового питания (или «хороший»), но и с чисто технической точки зрения несправедливо говорить, что пончик – это «нездорово» (или «плохо»). Если в ваши метрики здоровья входит периодическое употребление жирной сладкой пищи, то пончик можно счесть «продуктом здорового питания». Но если в них не включена пища с насыщенными жирами и рафинированным сахаром, то пончик точно не соответствует вашим стандартам здорового питания. Как сказано во введении, я не собираюсь указывать, что «здорово», а что – нет. Я хочу вдохновить на создание собственных метрик и изучение того, как заботиться о собственном благополучии.

При разработке правил здорового образа жизни следует принимать во внимание уникальный набор заболеваний, рисков, физиологических преимуществ или недостатков и реакций на медицинские препараты и побочные эффекты. Здоровье само станет системой – системой сдержек и противовесов, которую вы сможете контролировать, используя все доступные знания. Ваши действия будут обоснованы, так как в будущем найдется способ, с помощью которого получится проверить, как та или иная привычка повлияет на здоровье. У вас появится возможность на неделю повысить потребление ликопина и посмотреть, как от этого изменится анализ крови, а потом около недели не употреблять ликопин, после чего сравнить сделанный анализ крови с предыдущим. Секрет вашего здоровья будет основан на совокупности привычек, которые станут комплексно влиять на организм в целом и поддерживать здоровье. Появится также возможность постоянно проводить измерения, используя высокотехнологичные устройства, так что вы сможете постепенно приводить состояние здоровья к идеалу.

Пришла пора стать персональнее. Не думаю, что вы сегодня же помчитесь исполнять все приведенные ниже рекомендации.

Глупо, если я, врач, не расскажу о практичных и широкодоступных методах измерения актуального состояния здоровья. Все они не требуют консультаций редких специалистов или непомерных расходов.

Большинство пунктов покрывается страховкой, некоторые анализы можно провести и в независимых лабораториях. При этом информация укажет направление к укреплению здоровья.

 

Управляй своим здоровьем сам

Если вы и ходите к врачу, то раз в год. На диспансеризации врач проверяет пульс, дыхание и температуру, прослушивает сердца и легкие, иногда берет кровь или мочу на анализ, проводит наружный осмотр, обследует половые органы и т. д. и задает несколько простых вопросов, главный среди которых: «На что жалуетесь?»

Если проблем не обнаружили, то вы выдыхаете и забываете обо всем до следующего года или до момента, когда заболеете. Доктор видит вас раз в год. Он не всегда знает, что у вас каждый вечер поднимается давление, если, конечно, в этот момент рядом не оказывается человек с тонометром, возможно, не сообразит, что нужно спросить про частые ночные походы в туалет или про периодическую боль в пояснице, как вы считаете, возрастную. Медицина – это искусство наблюдения и интерпретации, а эти навыки по учебникам не выучишь. До тех пор пока в результате развития технологий медицина не приблизится к науке, нужно найти врача, успешного в данном виде искусства. Важны и личность доктора, и то, как развивается сотрудничество по укреплению вашего здоровья. Аналогично искусство – это и выбор момента для вмешательства. Вы с врачом должны совместно добиться знаний, достаточных для своевременных серьезных решений. Цель – правильное лечение, но не залечивание. К счастью, современная медицина уходит от традиционного патерналистского «доктор лучше знает», когда врач решает за пациента. Это медленно заменяется на «информированное согласие» и «совместные решения»: окончательное решение принимает пациент, основываясь на собственных целях, ценностях и допустимом риске. Конечно, информированное согласие подразумевает достаточный объем знаний о состоянии здоровья и возможностях лечения, который и предоставляет эта книга. Врачу также нужно продемонстрировать компетентность и способность к совместным действиям. Рекомендую спросить: «Как вы поддерживаете актуальность знаний?»

В идеале нужен доктор, который изучает новейшую литературу и технологии. В вопросе нет второго дна. Хороший специалист сочтет такой вопрос комплиментом. Знаю людей, которые боятся разозлить врача, что, на мой взгляд, неправильно. Конечно, это очень гуманно – стараться не расстраивать другого человека, особенно если этот другой выше по статусу, но мы же говорим о здоровье! Из-за того, что вы хороший человек, вам не поставят диагноз быстрее и лучше не вылечат. Более того, игра в «хорошего человека» и замалчивание сложных вопросов перед врачом, которому важно об этом знать, может повергнуть вас в прах – причем буквально.

Вы наверняка захотите найти доктора, который поможет принимать решения, основанные на близкой системе ценностей, что, как было сказано, является ключом к информированному согласию. Например, если вы не верите в хирургию для избавления от боли в спине, потому что метод дает слишком маленький шанс на исчезновение боли конкретно в вашем случае, то захотите найти другие средства, соответствующие вашим ценностям. Большинство решений в современной медицине основано на чьих-то ценностях, поэтому будьте уверены, что ваши убеждения и мнения достойны внимания. Редко существует «верное» решение для любой стадии заболевания. Может быть подходящее для вас, но нет единственно «верного». Верное решение – это то, к которому вы придете совместно с лечащим врачом, неважно, терапия это, хирургия или их сочетание.

Не ставьте целью подружиться с доктором. Это партнерство, а не дружба. Партнерство и дружба – совершенно разные вещи, чего не понимает большинство людей. Врач – человек, которому вы доверяете часть вашей жизни. Если вы не готовы сказать врачу что-либо, меняйте его.

Хорошего врача найти несложно. Первое и самое важное, что влияет на возможность доктора помочь, – информация, которой с ним поделятся. Казалось бы, это очевидно, но повторю: ваше здоровье во многом зависит от вас. Если вы соберете необходимые данные и зададите правильные вопросы, то получите от разговора все, что требуется. Для этого я дам некоторые рекомендации: какие показатели состояния измерять, как собирать данные и как говорить с врачом. Когда вы определите исходный уровень, то будете знать, какие изменения в привычках и в некоторых случаях в принимаемых лекарствах нужно сделать, чтобы настроить тело на путь здоровья.

 

Самообследование и визит к врачу

Так же, как ваш друг или супруг(а) не всегда точно «знает», что вы хотите в подарок на день рождения, если вы это не сказали прямо, врач знает о вашей истории болезни и текущем состоянии только то, что вы ему расскажете или покажете. Врач – не пророк и не может узнать все в ходе обследования. То, что знаете вы, важнее, чем то, что знает врач. К сожалению, экономический аспект медицины XXI века означает, что все больше врачей проводят все меньше времени с пациентами. Вам же важно увеличить это время.

Еще до того, как войдете в кабинет, составьте полный список сведений, который возьмете с собой. Подготовьте его дома, на основе опросника для самообследования, приведенного выше. Это – первый шаг в определении вашего исходного уровня, своего рода «черновик» вашего состояния. Полезно вести «дневник здоровья», при котором к опроснику обращаются регулярно. Сравните нынешнее состояние с прошлым месяцем или прошлым годом. Что изменилось? Что осталось по-прежнему?

Составьте полный список лекарственных средств (как рецептурных, так и безрецептурных), витаминов, биодобавок, которые вы принимаете, указав дозу и периодичность приема. Если сомневаетесь, включать ли в список что-то вроде тайленола-ПМ (парацетамол+димедрол, в аптеках России не продается. – Примеч. пер.), который вы принимаете в воскресенье на ночь, включайте. Укажите состав препаратов, в которых более чем один компонент. Принимаемые биодобавки могут повлиять на результаты анализов, поэтому не замалчивайте их. Со пальметто (это не очень известное в России растение. – Примеч. пер.), например, может снизить уровень ПСА (простатического специфического антигена – белка, синтезируемого клетками простаты). Анализ измеряет уровень этого белка в крови, предполагается, что повышенный уровень может свидетельствовать о раке простаты. Более того, так как уровень ПСА зависит от тестостерона, часто важно одновременно замерять и его. Если уровень тестостерона низкий, то нижняя граница нормы для ПСА уменьшается; врач будет по-другому интерпретировать результаты анализа, если нормальный уровень тестостерона сочетается с низким значением ПСА.

Визит к врачу – не время для смущения или умолчаний. Следуйте плану так, словно просите у начальника повышения. Это означает, что вы предъявите список проблем, вопросов и всего, что хотите получить в результате обследования. Ведите себя прямо и честно. Доктор не будет вас осуждать.

Если состояние ухудшается, не ждите следующей диспансеризации. Если у вас слегка болит спина при наклонах, скажите об этом сейчас. Вы – сами себе барометр и лучше знаете, на что жалуетесь. Не думайте, что врач задаст вам вопросы, необходимые, чтобы найти решения всех ваших нынешних и будущих проблем. Нужно записать все имеющиеся признаки и симптомы и указать на них. Следует предотвращать проблемы до того, как они станут постоянными. Когда вы опишете их врачу, то тот совместно с вами начнет искать симптомы конкретных заболеваний, большинство из которых можно предотвратить или легко вылечить на ранней стадии. Удивляюсь, сколько внимания уделяют покупке акций. Почему бы не уделить столько же себе? Я знаю, что все ждут чудес. Мы перегружены информацией. Нас могут так угнетать условности и обязательства, что хочется доверить принятие решений в области здоровья кому-нибудь другому, например врачу. Но это не лучший путь.

Рекомендую также приходить на прием вместе с родственником или другом. Это повысит ответственность врача за сказанное, да и лишние уши не помешают. Многие оказываются в медицинском кабинете не в лучшем виде, особенно если не в порядке, и дружеская поддержка может помочь легче перенести посещение врача и лучше его запомнить. Можно записать слова доктора: во многих смартфонах есть диктофоны, такое приложение можно также загрузить дополнительно.

Теперь перейдем к более скучным подробностям. Что нужно попросить у врача при следующем посещении, чтобы определить исходный уровень в числах? Опять же, это только первые наметки для определения исходного уровня. Врач может использовать более подробную программу диспансеризации, поэтому не удивляйтесь, если приведенный список покажется слишком общим. Я не смогу перечислить все исследования, которые могут потребоваться, поэтому ориентируйтесь на него, как на общую схему. Попросите провести следующие анализы, они все требуют простого забора крови:

• Липидный профиль. Эту группу анализов часто назначают одновременно для определения риска сердечно-сосудистых заболеваний; она включает определение холестерина и триглицеридов. Необходимо воздержаться от еды не менее 12 часов до забора крови, пить воду можно.

• Уровень C-реактивного белка. Как указывалось ранее, это маркер воспаления, высокий уровень которого в числе прочего может указать на вероятность проблем с сердцем и сосудами.

• Биохимический анализ крови. Эта часто назначаемая группа анализов позволяет получить информацию о текущем состоянии почек, печени, электролитного и кислотно-щелочного баланса, глюкозы и белков крови.

• Клинический анализ крови. Это один из наиболее часто назначаемых анализов, включающий в себя определение количества лейкоцитов, эритроцитов и тромбоцитов в крови. Размер эритроцитов является хорошим индикатором недостатков в питании. Средний объем эритроцита (MCV) должен быть в пределах 85–95 фл (в России за норму принято 80–100 фл). Эритроциты также отличаются по размеру, означающему разные стадии их жизненного цикла.

• Тиреотропный гормон (ТТГ). Гормоны щитовидной железы управляют метаболизмом. Догадываетесь, что произойдет, если они не сбалансированы? Окажется разбалансированной вся система. Недостаточность щитовидной железы (гипотиреоз) – одно из самых плохо диагностируемых состояний в Америке, хотя оно очень часто встречается, особенно у женщин. Предполагается, что примерно у 20 процентов женщин – «ленивая» щитовидная железа, но только половине из них ставят диагноз. К сожалению, нет одного анализа или симптома, по которому можно однозначно определить гипотиреоз. Чтобы точно его диагностировать, необходимо обратить внимание на симптомы. В частности, набор веса, слабость, запоры, выпадение волос и даже укорочение бровей, так как щитовидная железа определяет скорость восстановления клеток. Когда уровень гормонов щитовидной железы падает ниже нормы, то это отражается на каждой клетке организма, включая волосяные фолликулы. Для определения болезненных состояний щитовидной железы необходимо также обозреть картину в целом – все, что составляет ваш образ жизни. Реже встречается гипертиреоз – состояние, когда щитовидная железа слишком активна, синтезирует слишком много гормонов. Это также создает негативные эффекты, в том числе вызывает болезни сердца и костей.

• Гликированный гемоглобин. Что такое гликированный гемоглобин? Объясню просто: сахар ко всему липнет, и когда это продолжается долго, то слипшееся сложно разъединить. В теле сахар тоже липнет ко всему, особенно к белкам. Эритроциты живут примерно 100 дней, и по прилипшему к ним сахару можно оценить, сколько его было в кровотоке в предыдущие три месяца. Как правило, границы нормы определяют в 4–5,9 процента. При некомпенсированном диабете значение поднимается до 8 процентов или даже выше, а при хорошо скомпенсированном диабете оно составляет менее 7 процентов. Преимущество гликированного гемоглобина в том, что он дает более точную картину происходившего некоторое время назад (примерно три месяца), а значения не меняются так сильно, как при измерении глюкозы крови при анализе крови из пальца. Так как нет строгих рекомендаций по использованию анализа на гликированный гемоглобин как метода скринига, то можно предположить, что если значение показателя повышено, то у человека диабет. Это редкий медицинский инструмент, с помощью которого можно узнать то «усредненное», о чем вы сами не знаете. Но диабет может проявиться. Это не только избыточный вес, так что если у вас по какой-либо причине разовьется эта болезнь, о ней нужно знать.

Только для мужчин. Если вам назначен анализ на ПСА, попросите измерить уровень тестостерона. Тестостерон управляет уровнем ПСА, поэтому синтез тестостерона повлияет на верхнюю и нижнюю границы нормы для ПСА. Значение, которое окажется высоким для одного, не окажется таким для другого. За несколько дней до анализа исключите также сексуальную активность и езду на велосипеде. Хотя эта деятельность не влияет на уровень ПСА, она может отрицательно повлиять на результаты и спровоцировать стресс, если вам необходимо повторить анализ.

Хотя врач измерит частоту дыхания, пульс и температуру, нужно помнить, что он видит эти значения только в конкретный момент времени. Он не увидит средних значений за последние полгода. Многие уже привыкли записывать изменения веса, и некоторые могут захотеть измерять другие показатели – если существует вероятность конкретных проблем. С помощью купленных в аптеке устройств можно легко измерить температуру и артериальное давление. Можно измерять давление в разное время в течение дня и несколько дней, чтобы узнать, как оно меняется. Расчертите таблицу и вносите данные через определенные промежутки времени. Добавьте примечания, чтобы указать, что происходило при измерении. Например, выпили расслабляющий стакан вина или, наоборот, напряженно поговорили по телефону. Принесите эту таблицу врачу.

В зависимости от возраста и факторов риска вы и врач можете прибегать к другим исследованиям. Маммография, колоноскопия, ПАП-мазок, анализ на ПСА и тестостерон и т. д. – все должно применяться в зависимости от конкретной ситуации. Если ближайшие кровные родственники болели тем или иным видом рака в достаточно молодом возрасте, то стоит обсудить анализ на данный вид рака ранее, чем это обычно рекомендуют. Если вы едите много рыбы, особенно рыбы-меч или тунца, возможно, полезен анализ крови на ртуть.

Спросите о прививках и других профилактических мерах, которые могут быть вам рекомендованы с учетом возраста и профиля рисков. Прививка от герпеса, например, может пригодиться, если вам шестьдесят лет или больше. Следите за экспериментально обоснованными исследованиями в области профилактики, их результаты можно использовать для борьбы с конкретными факторами риска. Пока не доказано обратное, большинству людей старше 40 лет рекомендован прием статинов, особенно тем, у кого повышен холестерин и/или повышен С-реактивный белок (оба являются факторами риска для инфаркта и инсульта). Если вам больше 40 и имеются факторы риска для сердечно-сосудистых заболеваний, рекомендую спросить у врача, почему вам не нужны статины.

Повторю: для принятия решений и выбора правильного способа заботы о здоровье крайне важно сообщить врачу всю информацию о динамике состояния и стиле жизни. Но не перекладывайте все на его плечи. Задавайте вопросы. Поймите все «почему», «как» и «что». Чем больше вы знаете, тем лучше сможете придерживаться врачебных рекомендаций и тем больше поймете из ответов и результатов анализов.

Еще одна рекомендация. Прежде чем уйти из медицинского кабинета, спросите:

• На что мне стоит обратить внимание в этом году?

• Как получить результаты анализов?

• Какие исследования были проведены?

• При каких состояниях пора бить тревогу?

• О каких прививках стоит задуматься сейчас и в будущем?

• В этом году выходили исследования, применимые ко мне, с учетом истории болезни и индивидуальных параметров (возраста, факторов риска и т. д.)?

Последний пункт не стоит пропускать мимо ушей. Когда я писал эту книгу, то вышли результаты одного довольно малоизвестного исследования. Обнаружился неожиданный положительный эффект малых доз аспирина на смертность от многих распространенных форм рака. Уже известно, что небольшие ежедневные дозы аспирина могут предотвращать образование тромбов и, соответственно, инфаркты и инсульты. Но сейчас обнаружилось еще одно преимущество назначения этой волшебной таблетки людям от 50 лет и старше. В докладе, основанном на восьми долгосрочных исследованиях 25 тысяч пациентов, английские исследователи сообщили, что малые дозы аспирина (75 мг), принимаемые ежедневно в течение нескольких лет, уменьшают риск смерти от многих видов рака до 60 процентов. Вот отдельные цифры, опубликованные в «Lancet»:

• После пяти лет ежедневного приема аспирина смертность от рака желудочно-кишечного тракта снизилась на 54 процента.

• После 20 лет приема смертность от рака простаты снизилась на 10 процентов.

• После 20 лет приема смертность от рака легких снизилась на 30 процентов (среди тех, кто не курит).

• После 20 лет приема смертность от рака толстой кишки снизилась на 40 процентов.

• После 20 лет приема смертность от рака желудка снизилась на 60 процентов.

Предостережение: эти данные необязательно означают, что лично вам необходимо ежедневно принимать аспирин, так как препарат провоцирует осложнения, такие как кровотечения, которые и мешают рекомендовать его ежедневный прием всем подряд. Но исследование демонстрирует серьезные преимущества, ранее не учтенные в медицинских стандартах. До этого считалось, что небольшой риск кровотечений при приеме аспирина здоровыми людьми среднего возраста частично уравновешивает уменьшение вероятности инфарктов и инсультов. Но уменьшение смертности от распространенных видов рака может сдвинуть это соотношение для миллионов.

Повлияет ли это открытие на то, что аспирин пропишут лично вам? На этот вопрос стоит ответить вам и вашему врачу. Хотя исследование не обнаружило разницу для мужчин и женщин, на результаты серьезно повлиял возраст пациентов: более пожилые пациенты получали больше преимуществ, чем молодые, а идеальным возрастом для назначения аспирина является примерно пятьдесят лет. Ученые будут продолжать исследования для изучения многообещающих результатов, но уже сейчас приятно знать, что, возможно, найдено эффективное противораковое средство, доступное всем.

Аспирин применяют как обезболивающее уже более сотни лет. Его активное вещество – ацетилсалициловая кислота относится к классу веществ, экстрагированных из растений во времена Гиппократа, который сообщил об использовании порошка из коры и листьев ивы для облегчения головной боли и лихорадки. Аспирин оказывает на организм разнообразное воздействие, и это прекрасное лекарство могут назначать как болеутоляющее при различных травмах, для уменьшения тромбообразования и профилактики инфарктов и для уменьшения риска рака. Широкое распространение аспирина объясняется также его мощными противовоспалительными свойствами.

Так же, как вы обсуждаете с врачом необходимость приема аспирина, нужно обсудить прочие назначения. При посещении врача всякий раз составляйте план действий. Если вам выдали рекомендации (неважно, включающие в себя прием лекарств или нет), спросите: как станет понятно, что действует, а что нет? Как вы узнаете, что лечение не помогает? Какие сезонные факторы нужно учесть? Если вы посещаете врача только раз в год, то составьте план на весь год. Если единственный визит назначен на май, то вам не сделают прививку от гриппа. Поэтому требуется круглогодичная возможность связаться с врачом, чтобы учитывать ежемесячные или ежесезонные события.

Помните: в жизни бывает много необоснованных решений и ошибок. Еще не изобрели технологию для точного предсказания, какое лекарство на вас подействует или какое лекарство подействует лучше всего. Убедитесь, что когда вы принимаете вещество, оно работает. Если привыкли принимать обезболивающее, хотя ничего не болит, то зачем вы его принимаете? Управляйте собой сами – и вы сможете подобрать образ жизни, который лучше соответствует вашим потребностям.

 

Новые технологии на службе вашего здоровья

Признаюсь, я – технофил. Обожаю гаджеты. Признаюсь и в том, что у меня аномальная ЭКГ (электрокардиограмма, по которой видна электрическая активность сердца). У меня с рождения инвертирована Т-волна. Это не ужасная аномалия, но она есть. Если я окажусь в больнице и не смогу общаться, все, что нужно врачу, – это скачать на любой компьютер ЭКГ с моего аккаунта в Apple MobileMe («облачное» онлайн-хранилище, позволяющее безопасно хранить информацию в Интернете). Если айфон в больнице будет работать, я смогу сам скачать файлы и показать врачу.

Сегодня мы используем телефоны и компьютеры почти для всего. Кроме одного: хранения медицинских записей и доступа к результатам анализов. Я перенес данные всех анализов в «облако», поэтому могу получить доступ к ним откуда угодно. Кроме того, я сообщил жене все пароли, так что она при необходимости получит доступ к этой информации. Я считаю, что в заботе о здоровье каждому нужен напарник – супруг(а), родственник, родитель, друг, сосед и т. д. Найдите такого человека и предоставьте ему полный доступ ко всем местам, где вы храните медицинские данные.

Но что, если ваши медицинские записи не переведены в цифровой вид? Не беспокойтесь, вас большинство. Почти все такие данные пылятся в архиве врача в виде бумажных медицинских карт, написанных почти неразборчивым почерком. Рекомендую запросить у всех ваших врачей копии всех данных. Потратьте вечер и переведите их в «цифру». Можно, например, хранить их на флешке и всегда носить флешку с собой. Да, знаю, что хочу довольно много, – но эти несколько часов затем будут помогать всю жизнь. Все мы уникальны и в чем-то отклоняемся от нормы, тут нечего стыдиться. Но для врача, который о вас ничего не знает и к которому вы попали в бессознательном состоянии, отличие от усредненного стандарта может оказаться серьезным препятствием. Медицинские данные в такой ситуации помогут спасти жизнь.

Новые компьютерные приложения, которые позволяют следить за состоянием здоровья и попытками вести активный образ жизни, появляются ежедневно. Даже не пытаюсь составить список – их уже невообразимое количество, и к моменту, когда вы будете читать эту книгу, появится новое поколение программ. Они позволяют отслеживать, рассчитывать, планировать и исследовать почти любую информацию, связанную с состоянием здоровья. Приложения для сна анализируют фазы сна, приложения для сердца отслеживают уровень стресса (что может помочь в регуляции эмоциональной сферы), а некоторые приложения рассказывают о сезонных продуктах в вашей местности и информируют о работе фермерских рынков.

Уже скоро появятся небольшие переносные устройства, которые будут отслеживать наше состояние целый день. Не все захотят носить их ежедневно и ежечасно, но такие устройства могут стать очень полезным инструментом для определения и поддержания исходного уровня здоровья и в некоторых случаях помогут узнать, что еще обратить себе на пользу. Сложно вернуть себя из состояния бьющего копытами (от стресса) быка в состояние спокойного холодного огурца, но если тело подскажет о приближении опасной зоны, то информация об этом способна мотивировать на какие-то действия для снижения уровня стресса.

Успех во многих областях жизни определяют механизмы – электронная почта и телефоны для связи, Интернет для исследований, автомобили для попадания в нужное место и т. д. Почему же мы считаем, что при сохранении здоровья не помогут инструменты? Ведь они уже есть. Их использование предоставит нам необходимые стимулы. Поставьте себе цель – постоянно изучать себя и вести записи. Прислушивайтесь к телу и запоминайте, именно вы знаете себя лучше всего. Доктор не сможет залезть вам в голову или воспринять ощущения. Можно следовать тому, что близко именно вам. Найдите эти тенденции, начните здоровую жизнь сегодня. А все, что вы увидите в следующей главе, поможет вам спланировать будущее здоровье.

Рекомендация врача

Не доверяйте слепо доктору. Будьте сами себе главным врачом. Используйте опросник и рекомендации, приведенные в этой главе, для получения исходных данных и затем назначений врача. Рассматривайте отношения, складывающиеся с врачом при лечении, как партнерство – но не дружбу. Не оставляйте ваши медицинские данные только у врача. Запросите копии и храните их в месте, доступном вам в любое время.

 

Почему знание собственной истории окупается – и как узнать историю

Сколько наших предков умерло «в глубокой старости»? Зачастую взаимоотношения в семье неидеальны, и разговоры о здоровье родственников не приветствуются. В результате мы сидим в приемной врача, заполняем опросник и пропускаем вопросы, на которые должны знать ответы, например: «У вашей матери повышен уровень холестерина?», «От чего умер дядя Эрл?» «Известны ли в семье случаи диабета или рака?» Возможно, вы и не подозреваете, что сгорбленные спины прабабушки и ее сестер предсказывают остеопороз. А может, отец никогда не рассказывал, что в сорок лет перенес инфаркт, такой же, как его отец, от чего тот и умер. Семейные заболевания способны предсказать риски в области здоровья, но получение этих данных бывает сложным.

В большинстве семей не принято расспрашивать, особенно о здоровье старших. Но наиболее надежный способ избежать многих инвазивных исследований – набраться духу и задать эти сложные вопросы. Предполагается, конечно, что вы общаетесь хотя бы с некоторыми кровными родственниками или у вас есть доступ к старым медицинским картам, и к тому же вы не сирота, а если и были усыновлены, то знаете своих кровных родителей. Семейная история является одним из наименее используемых, но самых мощных средств для понимания здоровья. В 2010 году в клинике Кливленда провели исследование, выявившее, что знание семейной истории – лучший инструмент предсказания вероятности генетически обусловленного рака. Это бесплатно, даже если требует неприятного разговора или междугородного звонка. Нужно только немного времени для опроса родственников. Подробная семейная история – редкость; по результатам правительственного исследования, ее составили менее одной трети семей, а врачи, зажатые в жесткие временные рамки, редко рекомендуют пациентам ее составление.

Если же вас приводит в уныние даже мысль, что придется побеспокоить телефонным звонком деда или его брата, то поставьте себе цель – заговорить на эту тему на следующем семейном празднике. Подойдут и дни рождения, и похороны. Врачи в США обычно используют бесплатный сайт , где можно составить семейную медицинскую историю и затем поделиться ссылкой с родственниками и врачами. (В России аналога такого сайта пока нет. – Примеч. ред.) Но не увлекайтесь одной стороной фамильного древа, особенно если вы – женщина, которая лучше знает родственников по материнской линии, а не по отцовской. Угроза рака груди или яичников может скрываться в любой ветви.

Так как судьбу не определяет только генотип, семейная история здоровья должна отражать риски, зависящие от окружающей среды или образа жизни, который может спровоцировать врожденные риски. Кто курил? Кто имел избыточный вес? Что стало причиной преждевременной смерти членов семьи? Ответы могут многое прояснить и помочь лучше заботиться о себе. Когда вы проведете описанную предварительную исследовательскую работу, то можете захотеть пойти дальше: провести генетическое исследование.

 

Способ узнать о врожденных рисках

Если вы в последние десять лет следите за новостями, то знаете, что решена грандиозная научная задача, работа над которой была начата в 1990 году: определена последовательность более чем трех миллионов химических блоков, составляющих ДНК человека. Я кратко упомянул ДНК в главе 1, заметив, что по ней можно сказать меньше, чем кажется. Но я не рассказывал подробно, как это можно сделать, что в действительности можно узнать и какую пользу можно извлечь из этих данных. Теперь давайте подробнее разберем этот блок информации, чтобы правильно понимать его место в общей системе вашего здоровья. Затем речь зайдет и о некоторых основах современных генетических исследований.

Генетический код, также называемый геномом человека, находится в каждой из миллиардов клеток организма человека и является «инструкцией», по которой работает тело. Код сгруппирован в 23 «информационных блока» под названием хромосомы. У каждого из нас – два набора хромосом, по одному от каждого родителя. Хромосомы образованы нитью ДНК, которая, в свою очередь, состоит из десятков тысяч генов. Известная форма ДНК – двойная спираль – состоит из примерно трех миллиардов базовых пар, представленных четырьмя химическими соединениями (нуклеотидами), обычно обозначаемыми буквами А (аденин), Г (гуанин), Ц (цитозин), Т (тимин). Нуклеотиды – главные структурные элементы генов, которые отдельно или в разных сочетаниях определяют все – от цвета волос до предрасположенности к болезни Паркинсона.

В 2003 году, после 13 лет работы, проект с опережением на два года был завершен. Его окончание совпало с пятидесятой годовщиной вручения Нобелевской премии Джеймсу Уотсону и Фрэнсису Крику, которые, напомню, открыли двойную спираль ДНК.

Гены составляют определенные последовательности «строительных блоков», так же, как буквы составляют слова. В настоящее время ученые пытаются понять смысл, заложенный в эти 20–25 тысяч генов, представляющих «молекулярные пульты управления» работой человеческого тела. Гены определяют многие особенности, такие как голубые или карие глаза или предрасположенность к ожирению или болезни Альцгеймера. Геном, по определению, – это полный набор наследуемых инструкций по созданию, развитию и поддержанию организма, а также по передаче жизни следующим поколениям. У каждого существа на Земле свой характерный геном: геном собаки, кошки, розы, кролика, вируса ОРВИ, брокколи, Escherichia coli и так далее. Геном содержит всю информацию, необходимую для построения конкретного организма. Геном принадлежит виду, но в то же время – и конкретному существу. За исключением однояйцевых близнецов и клонов, у каждого из нас – уникальный геном так же, как у любого оленя, дуба или орла. Геномы разных существ отличаются друг от друга таким же образом, как геномы видов.

Одно из революционных открытий проекта Human Genome Project заключалось в том, что примерно 99,9 процента ДНК у всей человеческой популяции совпадают. Однонуклеотидный полиморфизм (SNP, обычно произносится «снип») представляет отличие в последовательности ДНК и появляется в каждом сотом-трехсотом основании в геноме из трех миллиардов оснований. SNP – это отличие в наборе генетических «инструкций», являющееся маркером восприимчивости к болезням, факторам окружающей среды и медикаментам. Например, замена Г на А в конкретном гене может быть признаком облысения по мужскому типу. Другие изменения в нуклеотидных последовательностях могут стать признаками целиакии, астмы или муковисцидоза. Важно понимать, что изменения в ДНК – не причина болезни, но маркеры повышенной вероятности данного заболевания. После завершения Human Genome Project опубликованы сотни исследований, описывающих связь между SNP с сотнями заболеваний, особенностей и состояний. Как нетрудно представить, эти исследования дали «зеленый свет» персонализированной геномике, создав основу, благодаря которой по ДНК, полученной из простого образца слюны, можно составить генетическую карту.

Как соучредитель организации, проводящей генетические исследования, я преданный сторонник этой технологии, дающей широкую панораму вариаций в ДНК, поскольку она позволяет узнать о вероятности отдельных заболеваний. Даже с учетом того, что секвенирование генома может дать только общий «список частей», не указывая, как эти части соединяются и взаимодействуют в организме, оно предоставляет базовую информацию: чем больше вы знаете о «списке частей», тем увереннее можете принимать решения относительно здоровья. Подобный тип исследования указывает, на что обратить внимание, когда перестает помогать природа. Это не диагностика, так не узнаешь, есть ли у вас рак или волчанка. Генетическое исследование указывает на предрасположенность к определенным состояниям, так что появляется возможность принять профилактические меры или провести раннюю диагностику. Вероятность генетического риска частично связана с тем, сколько маркеров риска находятся в одном SNP – ни одного, один или два. Указанное состояние необязательно разовьется только потому, что у вас есть один или два маркера риска, но повысит его вероятность, особенно в сочетании с факторами риска в окружающей среде или образе жизни. Во многом исследование похоже на другие. Если у человека, например, повышен уровень холестерина, то считается, что повышена вероятность сердечно-сосудистых заболеваний, и принимают профилактические меры.

Сама идея (кроме определения генетических маркеров, SNP) достаточно проста. Возьмем множество людей с определенным диагнозом и множество похожих людей без такого диагноза. Сравним их ДНК и определим то место, где конкретное изменение маркера гораздо чаще встречается у больных, чем у здоровых. Ваши персональные генетические маркеры затем сравнивают с данными, опубликованными в научных журналах, а результаты помещают на более понятную шкалу: ориентировочная вероятность оказаться в данном состоянии за всю жизнь. SNP могут не быть причиной того или иного состояния, но известно, что они являются частью генов или находятся около генов, увеличивающих риск данного состояния. Соответственно, их используют как маркеры предрасположенности к этому состоянию. Если у вас не обнаружены известные генетические маркеры конкретного состояния, это не гарантирует от этого состояния, но означает, что вероятность этого состояния для вас ниже, чем для людей с такими маркерами.

Состояния, вероятность которых можно определить с помощью генетического исследования:

Помните: все эти состояния вызываются множеством причин – как генетических, так и связанных с окружающей средой, некоторые из них еще неизвестны. Сейчас можно определить генетически обусловленную вероятность примерно 40 состояний – от аневризмы и рассеянного склероза и рака желудка. Данные можно получить из анализа слюны. Нет необходимости брать на анализ кровь, в слюне достаточно ДНК для выделения и изучения. Для отдельных генетических тестов, таких как исследование на мутацию гена BRCA (маркера высокого риска рака молочной железы и яичников), может потребоваться забор крови. Это зависит от того, кто проводит анализ и как он предпочитает получать ДНК. Возможно также исследование волос, кожи и амниотической жидкости. Сейчас большинству беременных предлагают генетический анализ и консультацию генетика для определения подверженности наследственным заболеваниям.

Генетические исследования проводят сейчас немного организаций. Задача нашей организации «Навигеникс» – информировать о их геноме, чтобы мотивировать людей улучшать здоровье. Я верю в силу этой технологии, и эта силы лишь возрастет, когда мы добавим к существующему списку новые состояния, изучим связи между вариациями ДНК и конкретными заболеваниями и расширим данные фармакогеномики. Фармакогеномика, как было кратко сказано, – это еще одна бурно развивающаяся ветвь фармакологии, занимающаяся влиянием генетических особенностей на чувствительность к медикаментам.

Когда люди берут в руки результат анализа от «Навигеникс» (специально рассчитанный на то, чтобы быть понятным среднему человеку без медицинского образования), то получают доступ к актуальной информации о результатах новых исследований, опубликованных в Интернете, относящейся лично к ним. Они получают информацию и о том, как изменить привычки для уменьшения риска состояний, к которым выявлена предрасположенность, о чувствительности к тем или иным лекарствам и их побочных эффектах и о том, что стоит рассказать врачу. Хотя результаты анализа легки для чтения и понимания, данные могут оказаться ошеломляющими и сложными. Всегда лучше открыто поговорить с врачом, чтобы понять их смысл и значение и определить стратегию дальнейших действий. Каждому, кто проходит анализ в «Навигеникс», рекомендуют обсудить полученные результаты с генетическими консультантами компании, обученными интерпретировать результаты. Надеюсь, такая информация побудит людей приобрести привычки, улучшающие здоровье.

Другим преимуществом генетического исследования, причем таким, которое резко повысит точность с развитием протеомики, является индивидуализация подбора лекарств. Сейчас можно провести так называемый фармакогеномный анализ для изучения ДНК на генетические маркеры, соответствующие конкретным особенностям метаболизма отдельных лекарственных средств. В некоторых случаях выясняется, будут ли у вас серьезные побочные эффекты от препарата, в других – будет ли оно эффективно, или как дозировать лекарство конкретно для вас. Зная индивидуальную реакцию на отдельные лекарства, легче подобрать терапию именно для вас.

Все сводится к стимулам. На основе статистики можно выяснить, что у вас – 30-процентная вероятность ожирения, но эта информация бессмысленна. Но если я скажу, что ваш риск ожирения на 60–80 процентов основан на генетических факторах, то это имеет значение, правда? Узнанного может быть достаточно, чтобы вдохновить вас присмотреться к привычкам, влияющим на вес. Этой информации может быть достаточно, чтобы побудить вас следить за объемом талии так, как никогда раньше. Так может проявляться сила генетического анализа. С другой стороны, если известно, что для вас вероятность инфаркта равна 90 процентам, то сделаете для сердца все возможное. Общие статистические выводы типа: «Сердечные заболевания являются основной причиной смертности» мало на что влияют, если вообще влияют. Но знание, что в вашем генотипе заложен риск инфаркта выше среднего, в популяции окажется сильнее статистики.

Такой тип информации позволяет лучше оценить издержки индивидуального выбора. Например, если известно, что у вас высокий риск развития сердечных заболеваний, то стакан вина в день может оказаться полезной привычкой (если, конечно, вино вам нравится). Однако уже выяснили, что небольшие дозы спиртного, особенно красного вина, могут уменьшить риск сердечных заболеваний, но потенциально увеличивают риск рака молочной железы. Это издержки, и вместе с врачом вы сможете оценить все «за» и «против» для создания персонализированного плана здоровья.

Рекомендую ли я прохождение генетического исследования на основе изложенного? Как и в большинстве случаев, приведенных в этой книге, – выбор за вами. Если вы не точно знаете собственную историю болезни и нет других путей получения информации, то, конечно, обратитесь в лабораторию. Большинство страховых планов позволяет возместить наличные расходы, если сама страховка этого не покрывает. Для всех болезней, о которых более или менее известно, что определенная мутация резко повышает вероятность заболевания, рекомендую принять меры заранее, чтобы предотвратить или отсрочить недуг. Примеры таких редких генетических заболеваний – BRCA1/2 (рак молочной железы/яичников), болезнь Тея – Сакса, болезнь Хантингтона. Вне зависимости от того, какие анализы вы сдаете, запланируйте и консультацию генетика. Это поможет не только полностью изучить профиль рисков, но и справиться с эмоциями. К тому же станет прекрасной возможностью потренироваться в чтении результатов анализов.

Мой профиль в «Навигеникс» выявил интересные данные. У меня выше среднего риск сердечно-сосудистых заболеваний, хотя липиды в норме и уровень холестерина ниже 200 (200 – это верхняя граница нормы). Основываясь на профиле рисков, я совместно с врачом принял решение о начале регулярного приема крестора, одного из статинов, а мои дети взяли на себя обязательство исключить из моего рациона картошку-фри. Забавно: в том же году, когда я начал принимать статины, исследование JUPITER показало положительный эффект статинов не только на снижение холестерина, но и на уменьшение воспаления. Сейчас проводится исследование на людях с низкими значениями маркеров воспаления и низким холестерином, чтобы посмотреть, что еще делают статины. На что еще они повлияют?

Мой профиль также показал слегка сниженный риск рака толстой кишки, но после опроса членов семьи я узнал, что раком толстой кишки болел мой близкий родственник. Поэтому я решил пройти колоноскопию в 43 года, не дожидаясь 50 лет, как указано в стандартах. Семейная история показала слишком высокий риск, чтобы сидеть сложа руки. Генетическое исследование в сочетании с тщательно собранной семейной историей изменили взгляд на здоровье. Закончилось все удалением полипа. Полипы – это аномальные выросты ткани, которые могут перерождаться в рак. Мог ли полип превратиться в рак? Кто знает… Но стоило ли этого дожидаться? Я активно вмешался и сохранил хорошее состояние здоровья. Именно так и стоит делать, действуя совместно с выбранным доктором по плану, составленному на основе подробной истории семьи в сочетании с проведенным генетическим исследованием. К сожалению, семейную историю трудно изучить, и данных часто не хватает. Многие болезни в предыдущих поколениях считались постыдными, возможно, поэтому получить точную медицинскую информацию так сложно.

А если исследование у вас что-нибудь найдет, вы с этим справитесь? Стоит задать себе и такой вопрос. Что, если, например, выяснится, что вы являетесь носителем e4 варианта гена ApoE, увеличивающего риск болезни Альцгеймера? Мало кто представляет, как он отреагирует на плохие новости о выявленной болезни или о будущих проблемах со здоровьем. Но есть и ободряющие факты: когда ученые Бостонской университетской школы медицины изучили детей, родители которых страдают от болезни Альцгеймера и которым сообщили, что они являются носителями варианта e4 гена ApoE, выяснилось, что краткосрочные последствия стресса не так серьезны.

Статья, опубликованная в «New England Journal of Medicine» в 2009 году, стала результатом исследования REVEAL (Оценка рисков и обучение при болезни Альцгеймера). Это было первое рандомизированное исследование, участникам которого рассказали, какой у них вариант гена. Как и ожидалось, те, кто волновался из-за результатов исследования и чьи результаты оказались отрицательными, почувствовали облегчение. А получившие положительные результаты испытали только временное снижение настроения. Психологическое воздействие не было настолько ужасным, как о нем думали, и быстро исчезло. Ведущий руководитель исследования, Роберт К. Грин, профессор неврологии, генетики и эпидемиологии Бостонского университета и генетик Гарвардской медицинской школы, рассказал: «Участники, которым сообщили, что они являются носителями гена e4 ApoE, и, соответственно, у них повышен риск заболевания болезнью Альцгеймера, продемонстрировали не больше нервозности, депрессии или стресса в связи с исследованием, чем те, кому их генотип не сообщили». Грин также подтвердил то, в чем всегда был убежден: «Изучение генетических маркеров риска для некоторых людей может стать полезным и вдохновляющим опытом, даже если заболевание пугает, а перспективы использования генетической информации неясны».

Когда вы задумываетесь, получать ли генетическую информацию о себе, то это не вопрос: «Хочу ли я знать?», а скорее: «Что я с этим сделаю?» Как быть, если вы узнаете о предрасположенности к конкретным заболеваниям? Афоризм оказывается правдой. «Знание – сила». Если нет информации, то неизвестно, как жить, чтобы обезопасить собственное будущее. Сначала я сомневался. Не думал, что результаты исследования повлияют на меня или изменят. Но до сих пор помню, как в пятницу вечером пришел домой и увидел, что результаты выложены в Интернет. Сначала я боялся того, что там может быть, но когда увидел себя на мониторе, то почувствовал благоговейный страх. Я действительно видел результаты, и это сразу меня изменило. Я изменил пищевые привычки, режим тренировок, образ жизни. Изменилась и семья, так как результаты повлияли на детей. Мы стали улучшать образ жизни всей семьей. Не думаю, что есть лучший стимул к изменениям, чем взгляд на собственный генотип и то, что он предвещает. Это вдохновляет, а не ужасает.

Мой персональный генетический профиль

Выше приведен мой генетический профиль в том виде, как я его получил из лаборатории. Узнанное стало сигналом тревоги. Вероятность развития сердечно-сосудистых заболеваний оказалась существенной, и я принял меры.

 

Влияние окружающей среды

В качестве введения к следующей главе посмотрите на диаграммы ниже. На них видно, как генетические и, напротив, приобретенные факторы влияют на отдельные состояния и заболевания. Эти данные, сведенные воедино, позволяют задуматься о том, какие возможности повлиять на состояние здоровья у нас есть. Некоторые заболевания имеют в первую очередь генетическую природу, но помните, что окружающая среда как прямо, так и косвенно влияет на риски в области здоровья. Множество взаимовлияющих факторов – от режима питания и тренировок до воздействия токсинов и стресса – может серьезно повлиять на унаследованные гены как в лучшую, так и в худшую сторону. Генетическая сторона данного уравнения представляет собой факторы риска, необязательно становящиеся причиной конкретных заболеваний. Так, например, если посмотреть на ожирение, то 33 процента случаев зависят от окружающей среды, а 67 процентов связаны с наследуемыми маркерами на конкретных генах, увеличивающих риск, но не вызывающих ожирение как таковое. Если профиль ДНК указывает на повышенную вероятность ожирения, это не означает, что вам его не избежать. Вы можете повлиять на окружающую среду и серьезно уменьшить общий риск.

Это важное отличие, так как, как уже говорилось, множество людей фаталистически относится к влиянию ДНК на здоровье. Как мы увидим в следующей главе, разница в окружающих условиях может означать все. А под окружающими условиями я понимаю не только то, что обычно в это вкладывают, но и условия на клеточном и системном уровне, которое влияет на действие лекарственных средств и ответ организма на терапию.

Рекомендация врача

Посмотрите фактам в лицо: узнайте врожденные риски для своего здоровья благодаря генетическому исследованию, но помните также, что ДНК описывает возможности, но не судьбу. Вы можете изменить судьбу и жить больше, чем это предсказывает ДНК.

 

Как влияние окружающей среды может быть большим там, где мы его меньше всего ожидаем, и незначительным там, где мы его больше всего ожидаем

В предыдущей главе говорится о том, как природа (ДНК) и воспитание (окружающая среда) влияют на распространенность типичных заболеваний. Очевидно, что изменить генотип нельзя, но можно изменить окружающую среду, чтобы повлиять на генотип. И лучше всего иллюстрирует эту мысль рассказ о, как я это называю, идее яйца. Мне поведал его Дон Кофи, известный онколог, биолог-исследователь из госпиталя Джона Хопкинса.

Если взять яйцо и оставить его при комнатной температуре на несколько недель, то получится понятно что: испорченное, тухлое яйцо. Но если вы возьмете такое же яйцо и вместо того, чтобы оставить его тухнуть на столе в течение трех недель, положите его в комфортную температуру +37,5 °C и станете переворачивать его трижды в день, то результат будет совсем другой: пищащий цыпленок. (Примечание: количество поворотов должно быть нечетным, поди сосчитай. При этом «вековое», или «столетнее яйцо», – это совсем другое. Яйцо консервируют в смеси глины, золы, сои, лимонного сока и рисовой шелухи несколько недель или месяцев. То, что можно создать «столетнее яйцо», подвергнув его определенному воздействию, придает больше доверия словам: окружающая среда – это все.)

Так простой эксперимент демонстрирует, насколько мощное воздействие на переход от хаоса к порядку оказывают особенности окружающей среды, такие как температура и давление. Аналогично небольшие изменения в системе приводят к серьезному общему эффекту. Но мы часто не думаем обо всех возможных небольших изменениях, которые могут произойти и помешать или, наоборот, помочь нам быть здоровыми.

Чтобы показать те же закономерности на людях, рассмотрим работы, в ходе которых изучали влияние среды в матке на растущий плод – оплодотворенное яйцо. В последние несколько десятилетий количество исследований пренатального развития резко возросло: этот уязвимый период, без сомнения, является основой здоровья и болезней на всю оставшуюся жизнь. Известно, что если мать набирает вес больше нормы, то риск ребенка заболеть диабетом возрастает, что низкий вес при рождении может повысить риск сердечно-сосудистых заболеваний в течение жизни, что воздействие токсинов, включая алкоголь, может спровоцировать дефекты развития. Недавно определили, что влияние оказывает и внутренняя среда, которую женщина поддерживает между беременностями.

В начале 2011 года ученые Колумбийского университета выяснили, что вероятность диагностированного аутизма у второго ребенка возрастает более чем втрое, если ребенок зачат в течение 12 месяцев после рождения первого. Если второй ребенок зачат через 12–23 месяца, то риск аутизма повышается вдвое по сравнению с детьми, зачатыми через три года или позже. Неизвестно, является ли причиной нехватка питательных веществ или биохимические изменения, но после беременности в матке происходит что-то, что может повлиять на следующую беременность. Это открытие повышает доверие к предыдущим исследованиям психических заболеваний, ряд которых показал, что короткие интервалы между беременностями связаны с некоторыми психическими заболеваниями, такими как шизофрения.

Причиной аутизма может быть множество сочетанных факторов, включающих в себя как гены, так и окружающую среду. Результаты работы ученых из Колумбийского университета продемонстрировали потрясающий случай влияния окружающей среды, не имеющей ничего общего с генетикой, но создающей условия, приводящие к печальному диагнозу. Согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), для рождения здорового ребенка между беременностями должно пройти не менее 24 месяцев. Этому совету редко следуют во многих странах, включая ведущие мировые державы.

Возможно, яркий пример влияния окружающей среды и условий на живое существо представляет механизмы действия некоторых лекарственных средств. Рассмотрим одно из наиболее фундаментальных исследований в области рака с участием австрийских специалистов из Венского университета, результаты которого были обнародованы в престижном «New England Journal of Medicine» в феврале 2009 года. Изучали женщин с раком молочной железы в предклимактерическом возрасте. Это очень неприятный тип рака. У женщин было то, что называется «гормонозависимый рак молочной железы», то есть опухоль росла под влиянием женского полового гормона эстрогена. Соответственно, стандартный протокол часто включает в себя гормонотерапию для сокращения эстрогена, провоцирующего рост опухоли. Ученые случайным образом разделили 1803 женщины, прооперированных по поводу удаления опухоли, на две группы. Два раза в год одной группе давали плацебо («пустышку») и проводили гормонотерапию, а другая получала гормонотерапию и золедроновую кислоту для укрепления костей. В США золедроновая кислота продается под названиями «Рекласт» и «Зомета» и используется при лечении остеопороза. И каков был результат?

У тех, кто получал лекарство для костей, количество рецидивов было на 36 процентов меньше. Вот что удивительно: препарат не имеет отношения к терапии онкологических заболеваний. Этот пример демонстрирует, что если вы измените почву (рак молочной железы обычно метастазирует в кости), то семя (клетка рака молочной железы) не будет расти также. Лекарство изменило внутреннюю среду женщин, что оказало ощутимое влияние на рак. Через пять лет после постановки диагноза 98 процентов этих пациенток с раком молочной железы были живы. Удивительно: результат был достигнут без химиотерапии. Как же так вышло? Мы не знаем. Вновь заметим: чтобы понять сложную систему организма человека, требуется куда больше данных. Последовавшие за описанным исследованием эксперименты показали, что прием бифосфонатов при остеопорозе в течение более года коррелирует не только со снижением риска рака молочной железы, но и со снижением риска колоректального рака. Очевидно, что с точки зрения физиологии способность вещества оказывать множество эффектов в организме проявляется в действии на разные органы. Ученые предположили, что бифосфонаты уменьшают способность раковых клеток перемещаться и склеиваться (друг с другом и с костью), что бифосфонаты стимулируют Т-клетки на борьбу с раком, что бифосфонаты ингибируют формирование сосудов, снабжающих опухоль кровью, что бифосфонаты увеличивают эффективность других противоопухолевых средств, запуская смерть клетки, что сохраняет баланс клеток. Дополнительные данные позволять сделать выводы, на основе которых можно будет провести полезные эксперименты, похожие на описанные выше.

Похожие на статины с их разнообразными системными эффектами, бифосфонаты исследуют на предмет использования, не связанного с сохранением и построением костей и противораковым эффектом. Недавно выявили, что люди, принимающие бифосфонаты, получают дополнительные пять лет жизни. Когда австралийские клиницисты, изучая данные самого долгого и крупномасштабного исследования переломов при остеопорозе (и мужчин, и женщин), впервые наткнулись на эти результаты, они предположили, что ошиблись или что-то упустили. Например, могло повлиять то, что подопытные участники постарались получить дополнительное внимание медиков и те как-то воздействовали на их состояние, – индивидуальная особенность, приводящая к лучшему здоровью и более долгой жизни. Но сравнение результатов с такими же обеспокоенными здоровьем пациентами, принимавшими витамин D и кальций, или женщинами, проходящими гормонотерапию, подтвердило, что этот фактор не повлиял на результаты. Лекарство меняло тело более чем одним способом, и баланс смещался в сторону здоровья.

Выйдя за рамки исследования, ученые предположили, что одной из причин может быть то, что кости представляют собой резервуар для накопления токсичных тяжелых металлов, таких как свинец и кадмий. Когда люди стареют, то кости теряют плотность, и это сопровождается выделением в кровь ядовитых веществ, что отрицательно влияет на здоровье. Однако бифосфонаты, предотвращая потерю костной ткани, предотвращают и выделение токсичных металлов. Правда ли это, выяснится в будущем, но данные доказывают то, о чем я говорил: одно-единственное вещество имеет множество эффектов, как полезных, так и вредных. Оно может изменить среду, от которой зависит развитие болезни или выздоровление. Решение о приеме бифосфонатов следует принимать после консультации с лечащим врачом так же, как любого другого лекарственного средства. Если бы вопрос встал передо мной, то я бы продлил жизнь на пять лет, разумеется, если препарат показан и соответствует моим метрикам здоровья.

 

Непридуманные истории выздоровления

Несмотря на то что при лечении рака широко используют химиотерапию, не доказано, что большинство препаратов действительно взаимодействуют с раковыми клетками. Это никогда никто не проверял. Можно выполнить элегантную работу в лаборатории на клеточных культурах ткани («Что будет, если я подвергну клетку воздействию этого противоопухолевого вещества?») – но дозы в пробирках не соответствуют ни дозам, ни среде в организме. Именно поэтому я скептически отношусь к рассказам о «противораковых» продуктах питания и пищевых добавках. Чеснок и куркума действительно уничтожают опухоли в лаборатории, но как они действуют внутри тела? Организм человека более сложен и полон тайн. Конечно, употреблять в пищу чеснок и куркуму полезно, но стоит осторожнее относиться к скорым и безапелляционным выводам, сделанным на основе наблюдений за происходящим в полностью контролируемой чашке Петри.

Алкоголь убивает опухолевые клетки в чашке Петри, но бывают алкоголики, больные раком. Керосин в лабораторных условиях, возможно, тоже убивает злокачественные клетки, но никто же не собирается добавлять его в меню?

Однако известно, что яд, действующий лишь чуть слабее, действует на онкологических больных.

Химиотерапия и вправду помогает таким больным, хотя пока неизвестно почему. В дополнение к уже рассказанному приведу еще один пример, который задел меня за живое настолько, что я прекратил участие в эксперименте. Эксперимент этот подчеркнул роль окружающей среды в росте опухоли и управлении ею, а также продемонстрировал, к насколько невероятным и необъяснимым результатам приводит перенос данных с чашек Петри на живых людей.

В 2001 году я участвовал в некоммерческом объединении под названием «Ускоренное лечение рака» (ABC2), учрежденном для создания нового лекарства от злокачественных опухолей мозга. ABC2 основали семьи Дана и Стива Кейсов, так как у Дана обнаружили смертельную форму рака мозга – мультиформную глиобластому. Стив Кейс известен как соучредитель и бывший исполнительный директор и председатель одного из крупнейших американских интернет-провайдеров «AOL»; его брат умер от этой редкой формы рака в возрасте 44 лет в 2002 году. В 2004 году мне позвонил Генри Фридман из Университета Дьюка, один из самых крупных нейроонкологов в Соединенных Штатах. На обеде он встретился с Вирджинией Старк-Ванс, частным врачом из техасских городов Даллас и Форт-Ворс, которая просила консультации: пациенту с такой же формой прогрессирующего рака мозга не помогала химиотерапия. Ожидаемая продолжительность жизни людей в таком состоянии измеряется неделями. Эта пациентка, назовем ее Люси, уже сама проявила инициативу и прочитала в «Нью-Йорк таймс» статью о воздействии на любой вид рака препарата – ингибитора развития новых сосудов, которые обеспечивают доставку к опухоли питательных веществ. Идея небессмысленная, но это лекарство, авастин (международное название – бевацизумаб), в то время было одобрено только для лечения рака толстой кишки, но не рака мозга. Статьи в газете хватило, чтобы убедить Люси и ее мужа в необходимости авастина. Если честно, им было нечего терять. Но у Старк-Ванс имелись возражения, одно из которых – авастин может вызвать церебральное кровотечение. Так было в одном из ранних клинических исследований: 29-летняя женщина с раком печени, метастазировавшим в мозг, умерла от кровотечения во время катания на велосипеде. Однако Старк-Ванс, получив одобрение Фридмана, решила проводить терапию авастином.

Позвонивший Генри описал совершенно другие результаты. Я почувствовал в его голосе явное удивление, когда он рассказывал о лечении Люси и некоторых других пациентов: опухоль уменьшалась или переставала расти. При прогрессирующем раке мозга так бывает нечасто.

Как и многие другие, принимавшие авастин, Люси бросилась в неизвестность без поддержки клинических исследований, показывающих, что авастин помогает при данном виде рака. Такие врачи, как Старк-Ванс и я, могут самостоятельно назначать авастин или любое другое существующее на рынке лекарственное средство даже в неодобренных случаях («офф-лейбл»). Сейчас в режиме «офф-лейбл» используются 75 процентов препаратов от рака. Некоторые считают, что, когда пациент умирает, нельзя ждать неоспоримых доказательств. В данном эксперименте единственным «неодобренным» фактором было то, что авастин не проходит через гематоэнцефалический барьер – слишком крупная молекула, как она повлияет на опухоль мозга? Выяснилось, что лекарство эффективно снижает внутричерепное давление; оно меняет окружающую среду, благоприятную для роста опухоли. Заметим, что способность препарата снижать давление в органах хорошо известна. Опухоль Люси росла в условиях повышенного давления, а авастин, даже с учетом того, что не влиял на нее, снижал окружающее давление и замедлял пролиферацию.

Вот он, пример, как изменение почвы мешает семени расти. Когда в Университете Дьюка провели клиническое исследование авастина при опухолях мозга, похожих на случай Люси, то 63 процента больных дали положительный ответ на терапию – пациенты получили существенное замедление роста опухоли и увеличение продолжительности жизни. В мае 2009 года Управление по контролю качества продуктов и лекарств (FDA) одобрило применение этого препарата для лечения пациентов с опухолями мозга, похожими на случай Люси и резистентными к другим способам терапии.

Кроме того, что такие случаи иллюстрируют влияние окружающей среды на развитие, и, конечно, появление опухоли, они подтверждают и другое: следует пользоваться интуицией. Врачи, такие как я, часто приходят к решению старым добрым способом проб и ошибок и, соответственно, не всегда могут объяснить, почему это срабатывает. Не всегда можно обосновать эффективность лекарства или то, как именно оно действует, как-то иначе, кроме как продемонстрировав успешный результат. К тому же не всегда получается прямо ответить, какой способ лечения сработает в конкретном случае.

История выздоровления Лэнса Армстронга не более типична, чем остальные. Она иллюстрирует новый способ мышления и подхода к болезни. Ученые до сих пор не знают, почему то сочетание медикаментов, которое принимал Лэнс, излечило его от рака. Его неустрашимая деятельная натура тоже не объясняет чудесного выздоровления. На самом деле врачи, и я в том числе, толком не знают, почему эти лекарства вообще убивают раковые клетки! Те, кто знаком с биографией этого выдающегося спортсмена, или читали его увлекательные мемуары «Не только о велоспорте: мое возвращение к жизни», знают, что осенью 1996 года Лэнсу велели отправиться домой и провести последние дни с семьей, так как рак яичек дал метастазы в мозг, легкие и брюшную полость. Все врачи согласились, что смерть уже близка, дальнейшее лечение не имеет смысла и граничит с абсурдом. Но Армстронг не согласился с такой мрачной перспективой и, как многие другие, в надежде на чудесное исцеление стал искать выход самостоятельно. В результате он включился в необычное трехмесячное клиническое исследование под руководством Лоуренса Эйнхорна и Крейга Николса. Не забудьте, все происходило до распространения Интернета, и Лэнс не мог воспользоваться всей мощью Гугла; его упорство серьезно ему помогло.

Два любознательных врача пытались лечить онкологических больных высокими дозами препарата из платины, того самого драгоценного металла, из которого изготовляют дорогие украшения и обручальные кольца. И попытка оказалась удачной. Через 30 месяцев после курса лечения Лэнс перестал пополнять печальную медицинскую статистику и бросил вызов судьбе на другом поле – выиграл первую из семи гонок «Тур-де-Франс».

Эффективность многих лекарств, которые я использую в практике и которые достоверно действуют, была обнаружена случайно. Действенность препарата на основе платины, который помог Лэнсу вылечиться от рака, была обнаружена еще в начале 1970-х. Барнетт Розенберг изучал воздействие электромагнитного излучения на рост бактерий с использованием платиновых электродов. Он увидел, что структура бактерии серьезно меняется под воздействием соединения платины, синтезируемого в этом эксперименте (это соединение было цис-платина, то же вещество, что получал Лэнс).

Тем не менее думаю, что в медицине не нужно слишком полагаться на интуицию и метод проб и ошибок, это может привести к разочарованию. Скорее, стоит больше доверять экспериментальным протоколам лечения и быть готовыми идти на риски, которые приведут к получению новых данных. Необходимость защиты здоровья требует критического отношения к экспериментам и вместе с тем стремления раздвинуть границы понимания того, как работает организм, особенно если он делает нечто, что явно не соответствует предыдущей логике или пониманию.

В медицине часто говорят об отрицательном. Но необходимо говорить и о положительном. Если при применении лекарства у пациента наблюдаются серьезные побочные эффекты, то необходимо сообщить это в FDA. Но почему с меня никогда не требуют данных о положительных результатах?! Крайне нужна база данных, касающаяся способов и результатов лечения различных заболеваний, чтобы можно было изучать как ошибки, так и случаи успеха.

Из истории Лэнса Армстронга можно извлечь еще два полезных урока. Во-первых, он пропустил первые тревожные знаки, которые могли помочь полностью предотвратить битву с раком. Когда речь идет о таких заболеваниях, как рак, основой выживания становятся профилактика и ранняя диагностика. Во-вторых, вместо того чтобы признать поражение обычных способов лечения, Лэнс начал изучать собственное состояние и нашел персонализированный подход (хотя и отчаянный), который мог изменить прогноз в отношении его здоровья. И это спасло Лэнсу жизнь.

 

Ваше собственное здоровье

Онкологию можно назвать полным спектром оттенков серого. Большинство людей не понимает, что если злокачественная опухоль диаметром 4 сантиметра через четыре месяца стала диаметром шесть сантиметров, то говорят, что она «резистентна к лечению» – рак устойчив к препарату, ситуация ухудшается. Но, возможно, без лечения опухоль была бы 12 сантиметров в диаметре, на современном уровне развития техники это невозможно уверенно предсказать. Большинство исследований резистентного рака используют такие метрики, из-за которых результаты сложно понять. Становится невозможным определить истинную «резистентность». Оценки в медицине свелись к бинарному «да»/«нет». Но на самом деле существует множество промежуточных значений, которые нельзя точно определить, так как данных недостаточно. Во многих случаях известны только ситуации «до» и «после», но не полная картина. К сожалению, единственной мерой успеха является уменьшение опухоли. Уменьшение скорости роста не считают успехом, хотя, думаю, это неправильно, в конце концов, оно увеличивает продолжительность жизни.

Конкретный пример: в 2003 году всеобщее внимание привлек препарат гефинитиб (торговое название – «Иресса»), находившийся на третьей стадии клинических испытаний: он показал влияние на пролиферацию рака легкого. Пациенты, принимавшие препарат, демонстрировали уменьшение симптомов, но их опухоли не уменьшались. Этот результат сам по себе, а также отсутствие контрольной группы подпортили положительные результаты эксперимента. К счастью, в следующем году аналогичный препарат эрлотиниб (торговое название – «Тарцева») прошел испытание с использованием контрольной группы, и исследователи вновь обнаружили, что на фоне препарата увеличилась продолжительность жизни людей с раком легкого, хотя размеры опухоли не уменьшились. В этот раз ученые смогли сказать, что препарат увеличивает продолжительность жизни пациентов, так как участники контрольной группы умирали раньше. В идеале стоило провести и другие испытания, не требующие принесения контрольной группы в жертву.

Приведу еще один пример, который отражает сложность человеческого организма. Если назначить женщине с раком молочной железы препарат паклитаксел (торговое наименование – «Таксол») один раз в три недели (сейчас это стандарт), примерно 40 процентов пациенток с метастазами дадут прекрасный ответ на терапию. «Прекрасный ответ» в данном случае означает, что будет наблюдаться 50-процентное уменьшение опухоли. Рак потом вернется, «рецидивирует», а пациент продемонстрирует «обострение заболевания», и я дам этим же пациенткам паклитаксел один раз в неделю в другой дозировке по сравнению с предыдущим случаем. 30 процентов дадут ответ. Рак вернется в третий раз, и я назначу паклитаксел непрерывно в течение 96 часов, на что дадут ответ 20–30 процентов пациенток. Не могу сказать, что в этих трех случаях препарат действует по одним и тем же механизмам. Это не так, мы не знаем механизм его действия. Химиотерапия может изменить окружающую среду так, что сложные взаимосвязи в организме нарушатся, например, вспомним, как упрочнение костей уменьшило количество рецидивов рака молочных желез. Препарат платины так же изменил судьбу Лэнса.

Если коротко, то все системы тела постоянно меняются. Они динамичны, и гораздо более динамичны, чем все то, что воспроизводят в пробирках или на культурах тканей. Надеюсь, что новое поколение лекарственных средств будет влиять на изменения в системе, корректируя среду в организме так, чтобы делать его более здоровым.

Вполне возможно, что для лечения огромного количества заболеваний уже есть все необходимые лекарства. Мы всего лишь не знаем, как использовать этот набор лекарств (то есть метод), сколько лекарства нужно (дозу) и когда оно нужно (режим приема).

Помочь в этом смогут новые технологии сбора медицинских данных. С учетом того, что отдельные препараты оказывают воздействие, изменяя состояние конкретного органа или всего организма, стоит поинтересоваться: а что, если лекарства, которые уже используют от болезни Х, прекрасно помогут от болезней Y и Z?

Идея, что условия – и конкретно изменение условий – могут играть решающую роль как в лечении, так и в прогрессировании заболеваний, применима также к разработке лекарственных средств в целом. Когда спрашивают, почему большинство онкологических препаратов, действующих на лабораторных животных, не справляются с человеческими опухолями или справляются с трудом, то я указываю на три основные причины. Во-первых, в человеческом организме по сравнению с лабораторными животными, опухоли растут медленно. За две недели опухоль животного может вырасти до 20–30 процентов веса тела, это потрясающая скорость роста. Если взять некое вещество, вызывающее тошноту, и скормить мыши, мышь станет меньше есть, и злокачественная опухоль этой мыши будет расти гораздо медленнее. Опухоль оказывается «на голодном пайке», так как подача питательных веществ урезана, а для роста опухоли нужно много питательных веществ, потому что раковые клетки делятся гораздо чаще здоровых. Действует введенное вещество или дело в том, что мышь ест меньше? В эксперименте на животном мы это не узнаем. Организмы человека и лабораторного животного кардинально отличаются.

Во-вторых, сложно сравнивать опухоли человека и животных. Человеческие опухоли тяготеют к уникальности, и попытка культивировать человеческую опухоль на животном, не приведет к тем же характеристикам для изучения и изменения. И, как уже было показано, основным условием роста опухоли являются окружающие условия, а воспроизведение тех условий, что есть в организме человека, у лабораторных животных, – задача сложная, если вообще выполнимая.

И последнее: контроль действия вещества в разных организмах тоже представляет собой нерешаемую проблему. Когда я даю лекарство человеку вместо животного, последовательность событий меняется, и она продолжает меняться под воздействием индивидуальных факторов, включая метаболизм, дозировку, режим приема и т. д. Опять же, сложно повторить эксперимент с одним веществом в разных организмах, а интерпретация данных, полученных в результате этих экспериментов, может быть еще сложнее.

Пока лучшие способы взглянуть на заболевание с системной точки зрения не найдены, мы не можем гарантированно предотвращать болезни, так изобретательно ускользающие от попыток их понять, лечить их и избавляться от них. Но тем не менее верю, что на подходе – революция в биомедицинской технике, которая позволит изучать организм как сложную систему по-новому. Эта революция предоставит данные, необходимые для улучшения здоровья каждого.

 

Так ли плоха окружающая среда?

В начале этой главы можно было подумать, что «влияние условий» относится к окружающей среде – ее загрязнению, воздействию ядовитых промышленных отходов, которые меняют состояние системы. Я намеренно представил «взгляд в микроскоп» до того, как начать говорить о другой части спектра – макроскопической. Тезис о постоянном загрязнении окружающей среды уже навяз в зубах. Горожане лишены чистого воздуха; еда и напитки все чаще содержат искусственные и генетически модифицированные ингредиенты; пластик, выделяющий опасные вещества, используют в хозяйственных товарах и бутылках; зачастую нет уверенности даже в качестве водопроводной воды, а химикаты можно найти всюду, даже если вы не живете рядом с работающим заводом.

Конечно, все это может разрушить систему организма, не говоря уже обо всей планете, но к тому, что все изменения окружающей среды только ухудшают здоровье, стоит отнестись с осторожностью. Способ, которым нечто «плохое» на нас влияет, необязательно ухудшает здоровье. Каждый фактор нужно изучать по отдельности. Не стоит забывать, что с тех пор как большинство людей стало жить в городах, продолжительность жизни увеличилась, несмотря на все проблемы городов и загрязнение окружающей среды. Частично рост продолжительности жизни объясняется улучшением здравоохранения, но не стоит делать обобщения до того, как каждое из этих изменений изучено и понято. Просто нужно больше данных, прежде чем делать конкретные выводы, – чтобы знать, хотим мы получить тухлое яйцо или милую птичку, и что получится в результате.

Рекомендация врача

Мы не можем изменить генетику, но можем изменить условия, влияющие на генетику. Для того существует множество способов воздействия на организм и его функции как снаружи, так и изнутри. Возможно, уже существуют все необходимые медикаменты для профилактики и лечения всех заболеваний, но мы не знаем, как именно их нужно использовать, чтобы получить необходимые изменения. Накопление этой информации потребует усилий не только от ученых, но и от простых людей вроде вас или меня, когда мы возьмем на себя обязанность по сохранению собственного здоровья.

 

Если я спрошу, насколько отличается число генов человека от числа генов дрозофилы, то вы предположите, что намного. Человек, как минимум, физически больше и гораздо сложнее устроен (не может летать, но может решать интеллектуальные задачи). Но странно: количество генов в человеческом геноме не особенно отличается от гораздо более простых организмов, таких как нематода или дрозофила. Мы обходимся таким незначительным количеством генов за счет разницы в использовании. Человеческие клетки на основе одного гена могут синтезировать несколько разных белков, а человеческий протеом (набор белков, которые могут быть синтезированы в человеческом теле) гораздо больше, чем у более простых существ – наших соседей по планете. По современным оценкам, число различных белков в человеческом теле приближается к 1 миллиону. Важно, что состояние организма скорее зависит не от ДНК, а от белков и условий, в которых они созданы. Позвольте объяснить.

Помните, что ДНК скорее указывает на возможности, чем диктует судьбу? Но многие все еще думают, что геном – это «чертеж» организма, инструкции, которым организм следует, чтобы построить вас, да, именно вас, и которые гласят, получите ли вы инфаркт в 42 или доживете до 92-х (когда сердце откажет само), выкуривая по пачке в день. К сожалению, аналогия с чертежом неверна. На чертеже обычно видно, что с чем состыковано и как взаимодействует. Геном содержит цифровые данные, но сложность в том, что мы, люди, – существа аналоговые, а не цифровые. Состояние нашего организма описывается непрерывными значениями параметров. И даже если известно, что в вашем геноме в конкретном месте содержится последовательность «АТЦД», то определение значения этого факта в динамике и того, как эта последовательность кодирует белки, выполняющие определенные функции, – аналоговая задача. Мы с Дэнни Хиллисом, совместно попытавшись понять болезнь с совсем другой точки зрения, не связанной исключительно с ДНК, отнеслись к этому серьезно.

Впервые мы с Хиллисом встретились в мае 2003 года. Бывший вице-президент Альберт Гор представил нас в рамках своего визита в лабораторию в «Седарс-Синай». Гор, стремящийся провести реформу здравоохранения, после президентских выборов начал кампанию под названием «Bluesky to Blueprint». Продемонстрировав Гору лабораторию, я объяснил, что для того, чтобы понять, чему мы противостоим в области онкологии, необходимо нечто большее, чем данные геномики и воображение. Другими словами, изучения последовательностей ДНК, рентгеновских снимков, МРТ и тому подобного недостаточно. Эти источники дают ценную информацию, но им не хватает объемности и динамизма. Кроме того, необходимо понимание воздействия болезни – требуется способ взять анализ и определить белки крови, связанные с заболеванием. Более того, необходимо взять такую же пробу крови и узнать по ней «состояние организма», включая индивидуальные особенности метаболизма, и является ли человек носителем тех или иных заболеваний.

Можно подумать, что такая медицинская технология, такой «здоровьемер» уже создан, но это не так. Как уже говорилось, можно измерить в крови конкретные переменные, такие как содержание натрия, количество эритроцитов, холестерина и так далее, можно провести тесты на определение признаков инфекции или болезни, а также секвенировать ДНК. Но ни один тест не покажет действительное «состояние». Конечно, эти данные становятся основой выводов о состоянии здоровья, но ни один из них не является единственно необходимым для определения «здоровья» вообще.

Я знал, что заинтересовал Гора своим энтузиазмом, но знал также, что сам себя загнал в угол. Гор понял, что я по уши закопался в данных и не могу их интерпретировать, и сказал прямо: «Вам нужен инженер. Стоит встретиться с тем парнем из Диснея».

Встречаться с Денни Хиллисом, человеком, чье имя в начале 2003 года было постоянно на слуху, не хотелось. Тогда я еще не был уверен, что он сможет мне помочь, так как не сомневался, что мне не нужен инженер, о котором говорят «фантастический», «творческий» и «мыслящий». Хиллис, выходец из мира IT: покинул «Walt Disney Imagineering» и запустил собственный стартап в Сан-Фернандо Вэлли в Глендейле. Не верилось, что бывший диснеевец, стоявший у истоков развития так называемых параллельных суперкомпьютеров, мог предложить что-нибудь для биомедицины. Я позже узнал, что Хиллису тоже не очень хотелось работать со мной, «еще одним доктором».

Когда я встретился с Хиллисом лично, то сдался и потом ни разу об этом не пожалел. Слова «фантастический», «творческий» и «мыслящий» не описывают его полностью. Мы сразу начали совместную работу; на каждую айтишную подачу был биомедицинский ответ, который обещал возможность изменения подхода к изучению организма и сбору данных. Мы стали применять к исследованию белков инженерные принципы. Работа начала приносить плоды, и появились компания «Прикладная протеомика» и крупный совместный проект, финансируемый Национальным институтом рака.

За прошедшие годы я многому научился у Хиллиса. Теперь мы смеемся, вспоминая первую встречу. Денни обладает уникальным навыком разбиения сложных понятий на простые, что не только помогает объяснять их обычным людям, но и позволяет рассмотреть понятие с новой стороны. Как описывает Хиллис, ДНК – это скорее список частей, а не подробный чертеж. С этой точки зрения ДНК больше похоже на состав блюда в ресторане. Действительно, проделаем то же, что и Денни, и это поможет понять, о чем это я. Подумайте о своем любимом ресторане. Теперь представьте, что хотите выяснить степень здоровья этого ресторана. Если получить перечень всех продуктов на кухне, то можно сделать определенные выводы. Скорее всего список позволит отличить китайский ресторан от французского. Но отличить прекрасный ресторан от плохого, больной от здорового, невозможно. Человеческий геном устроен очень похоже. По его составу видны отличия европейца от азиата, но, скорее всего, мало что можно сказать о здоровье человека. Нельзя сказать ничего о его личности, уме, социальных особенностях и привычках, предпочитает он шоколад или ваниль… Еще информация к размышлению: если у больного такое же ДНК, как у здорового. Ну и что это говорит о дефектах в геноме?

Вернемся на минуту к аналогии с рестораном. Если во французском ресторане используют маргарин вместо масла, то это проблема («дефект»), и если в блюда кладут много соли, то можно предположить, что повара пересаливают пищу (еще один «дефект»). Но чтобы узнать, как все обстоит в действительности, нужно снять пробу. Состава блюд недостаточно. Качество еды во многом зависит от того, как сочетают и обрабатывают продукты в процессе готовки. Такая же «готовка» – это то, как организм человека использует ДНК для создания белков.

 

Закон наследственности, или Что открыл Дарвин

Генетика уже попадала в центр внимания, что легко объяснимо. Все-таки открытие ДНК – это величайший триумф теории в биологии. Возможно, это одна из величайших историй успеха, так как не подтвержденная фактами теория впоследствии получила подтверждения правильности на практике, что в биологии встречается крайне редко. С другой стороны, для физики именно такая последовательность событий привычна. Например, до того как было доказано существование «черных дыр», появилась теоретическая модель – уравнение, показавшее, что «черные дыры» существуют. И «черные дыры» однажды «открыли». Как говорилось во введении, Мюррей Гелл-Манн впервые предсказал существование кварков на модели, основанной на вычислениях, а не на наблюдениях.

Такие открытия (когда абстрактная теория получает фактическое подтверждение, и теорию можно проверить) в биологии почти не встречаются. Эта наука полна догм, базирующихся на наблюдениях, а не на постулатах. Но есть одно недавнее исключение: область ДНК и генома. Гены теоретически предсказал аббат Грегор Иоганн Мендел в XIX веке, посмертно признанный «отцом генетики». Мендель, австрийский монах-августинианец и страстный садовник, разводил горох в садах аббатства св. Томаса и обратил внимание на эффекты от скрещивания различных вариантов этого растения. Обычно «отца генетики» описывают как милого пожилого человека, который, будучи заядлым садовником, каким-то образом наткнулся на важные законы науки. Во многих аспектах Мендель опережал время, действуя как биолог XXI века, по ошибке оказавшийся не в своем времени.

Систематически скрещивая горох, Мендель выявил передачу характеристик предсказуемым способом с помощью наследуемых факторов, которые позже будут названы генами. Хотя для описания его наблюдений еще не появилась терминология, Мендель продемонстрировал основы передачи характеристик следующим поколениям и влияние на характеристики индивидуума обоих родителей. Позже он показал, что гены бывают разных видов, определяющими доминантные и рецессивные признаки. Еще важнее, что Мендель доказал то, что гены в потомке не «смешиваются»; напротив, каждая генетическая характеристика определяется парой вариантов генов под названием «аллели», и что аллели разделяются в процессе создания мужского и женского пола (то есть пыльца и семяпочка в случае растений, сперматозоиды и яйцеклетки в случае животных, в том числе человека). Состав пары аллелей может отличаться в проявлениях, когда один доминирует над другим, и комбинация аллелей в следующем поколении определяется игрой случая. Пример из жизни: если голубоглазую кошку скрещивают с кареглазой, то получается сочетание голубоглазых и кареглазых потомков в зависимости от того, как смешаются аллели, и в зависимости от того, является ли кареглазый предок носителем рецессивного гена голубоглазости. Кареглазый предок может быть носителем рецессивного гена голубоглазости, но это маскируется доминантным аллелем, отвечающим за кареглазость.

Неважно, понимаете ли вы это или нет; логистика передачи генетических признаков к делу не относится. Принципы, открытые Менделем, создали основу для новой области генетики, но им не хватало «если» – обычной меры всех наблюдений и формулировок. Чарльз Дарвин, английский натуралист и геолог, работавший в то же время, когда Мендель трудился в саду, мог стать величайшим биологом XIX века и отцом эволюционной биологии. Но Дарвин не понял принципы наследования так же хорошо, как Мендель. По правде говоря, большинство идей Дарвина о механизмах наследования оказалось ошибочными.

Дарвин верил в теорию смешивания; «кровь» (наследственные черты) обоих родителей, считал он, смешивается в потомке так же, как чернила разных цветов. Но теория смешивания не применима к характеристикам с непрерывными значениями, таким как рост и вес. Если бы это было не так, то потомок в каждом поколении обладал бы более усредненными признаками, чем его предки. С течением времени мир оказался бы наполнен «средними», но этого не произошло. Из-за этой ошибки наиболее резкой критике Дарвин подвергся, когда решил опубликовать свои размышления о естественном отборе. Критики справедливо указали, что естественный отбор при смешиваемом наследовании невозможен, потому что иначе все вариации исчезли бы в процессе смешивания. Но даже под ударами критики Дарвин не нашел ответа. Он отказался от своих слов; в поздних изданиях его исторической работы «О происхождении видов» в его объяснениях прослеживаются отчаяние и злоба.

Ирония судьбы: Дарвин так близко подошел к раскрытию тайны законов наследования! Когда он начал эксперименты над львиным зевом, чтобы окончательно решить проблему, он мыслил в верном направлении. Он наблюдал, как одна характеристика в львином зеве может быть заменена на другую у потомка, отмечал генетическую доминантность признаков. Но не обобщил наблюдения так, как Мендель. Когда Дарвин экспериментировал со львиным зевом, Мендель создавал историю науки. Они, хотя и не встречались, провели почти одинаковые эксперименты и получили почти одинаковые результаты. Вклад Дарвина в объяснение основ эволюции заключался только в констатации, что потомки обычно похожи на предков. Этого оказалось достаточно для того, чтобы создать великую теорию естественного отбора и предложить идею выживания наиболее приспособленного. Дарвин вошел в историю, большинство смогло оценить его стремление к славе, то, чего был лишен Мендель.

К началу XX века все еще не знали, что именно ответственно за законы наследования. Работа Менделя была опубликована в 1866 году, но осталась незамеченной и неоцененной до конца XIX века. Потребовалось еще около века, чтобы наука смогла развиться до нужной стадии. И в 1953 году Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик описали структуру молекулы ДНК в виде двойной спирали, или винтовой лестницы. В сущности, Уотсон и Крик официально открыли ДНК. Их открытие изменило учебники и позволило понять, как выглядит «секрет жизни». Для биологии это стало событием почти религиозной важности. Внезапно появилось материальное свидетельство, объясняющее, на чем основана жизнь и как устроен человек на молекулярном уровне. Все наблюдения, сделанные такими учеными, как Мендель и Дарвин, все предполагаемые «факторы» свелись к единственной, базовой и почти всемогущей молекуле под названием «дезоксирибонуклеиновая кислота» (ДНК).

Поскольку человек стремится познать себя, к ДНК относятся с почтением. Гипотеза о существовании ДНК появилась задолго до того, как ее смогли доказать и даже спрогнозировать, что наступит день и станет понятно, что такое ДНК на самом деле; этого добились с помощью секвенирования. Когда стало понятно, как исследовать ДНК в лаборатории, то в генетике произошел прорыв. В начале 1980-х Кэри Муллис обнаружил элегантный способ изучения генов с помощью доступных инструментов, уже известных большинству биологов. В то время единственным способом проведения экспериментов с ДНК было использование правильных веществ в правильных реакциях. Проще говоря, несколько раз нагревали контейнер, содержащий образец ДНК, потом его охлаждали, затем выливали на агар-агар, пропускали электрический ток и получали данные о ДНК. Простота проведения секвенирования ДНК означала, что им займется множество ученых. Все подряд секвенировали ДНК и получали множество интересных результатов. Процесс под названием «полимеразная цепная реакция» (ПЦР), положенный в основу быстрого расширения идентификации и изучения генов, принес Муллису Нобелевскую премию по химии 1993 года.

Сегодня гены секвенируют с помощью более сложного оборудования, что позволяет делать это быстрее. Метод внес существенный вклад в зоологию, позволил понять, что с чем связано – как в примере с различием между французской и китайской кухней. Глядя на составляющие, можно выявить полное дерево семейных связей, что дало возможность получить множество исходных данных и провести ряд интересных исследований. Конечно же, люди начали изучать медицинское применение данной технологии – и получаемой информации.

Но исходные данные, получаемые с помощью секвенирования ДНК, объясняют в нас и в нашей подверженности заболеваниям только отдельные явления. Хотя в некоторых ярких случаях болезнь появляется в отсутствие основного ингредиента (как будто французский ресторан без масла), большинство заболеваний не настолько прямолинейны. Муковисцидоз, например, – это классический случай, когда проблема заключена в единственном гене, кодирующем единственный белок. Но если вы действительно хотите узнать, что происходит при большинстве болезней, то необходимо попробовать все, что покидает стены кухни. Это – протеомика.

Протеины (белки) – это конечный результат процесса, происходящего в генах. Они являются конечным результатом процесса. Некоторые болезни появляются из-за единственного гена, который кодирует опасные протеины.

Болезнь Хантингтона, которая убила легендарного автора и исполнителя песен Вуди Гатри, является другим примером заболевания, проявляющгося из-за дисфункции одного гена, который синтезируют конкретные белки, провоцирующие начало болезни. Теперь следует несколько расширить аналогию с рестораном, так как протеины – это не только еда. Как указано выше, они – процесс. Они – слова разговора, ведущегося на кухне. В человеческом теле содержится много чего интересного, но еще интереснее процессы его построения, поддержания и модификации. Процесс является результатом взаимодействия как внутри клеток, так и между клетками во всех частях организма. Что же эти клетки говорят друг другу? Протеомика изучает эти разговоры, а «отдельным словом» является протеин. Другими словами, протеомика подслушивает постоянный разговор, который в любой момент происходит в организме.

 

Протеины – «кирпичики жизни»

Вы, вероятно, слышали, что протеины, особенно их химические субъединицы под названием «аминокислоты» – это «кирпичики жизни». Это верно, протеины являются жизненно важной составляющей организма и участвуют почти в каждом клеточном процессе. Многие протеины представляют собой жизненно важные энзимы, катализирующие биохимические реакции. Протеины выполняют также структурные и механические функции, например, актин и миозин в мышцах и протеины в цитоскелете создают систему «подпорок», поддерживающих форму клеток. Протеины участвуют в клеточных сигналах, иммунном ответе, адгезии и жизненном цикле клеток. Из-за разнообразия ролей, которые эти органические компоненты выполняют в теле, протеины считают основными элементами жизни и здоровья. Состав аминокислот в протеине определяется составом генов, что, в свою очередь, закодировано в ДНК. Так же, как секвенирование ДНК, секвенирование протеинов стало несложной задачей, но выявление точной функции данного протеина и того, как он влияет на другие системы, гораздо сложнее.

Протеины также необходимы в рационе, поскольку люди, как и другие животные, не могут синтезировать все необходимые аминокислоты и вынуждены получать незаменимые аминокислоты из пищи. Когда мы едим, организм расщепляет протеины до аминокислот, которые всасываются в кровь и так транспортируются до клеток для дальнейшего использования. Действительно, мы – то, что мы едим.

Если провести полный химический анализ наших тел, то получится список, похожий на состав пищевых продуктов: вода, молекулы жирных кислот, углеводы, комплексы белков, витамины и минералы, которые помогают усвоению пищи и генерированию необходимой энергии. Подумайте об организме как о самоподдерживающемся механизме; он постоянно регенерирует себя до последней клетки. Каждый месяц обновляется кожа, каждые шесть недель – печень, каждые три месяца – кости.

Силу протеомики обеспечивает то, что организм прекрасно приспособлен для методичного изучения протеинов. В каждом из нас циркулирует кровь, и ее протеины отражают все, что происходит. Так, если у вас воспален палец и вы взяли кровь на анализ из вены, то в этой пробе окажутся белки, свидетельствующие о воспалении пальца. Общее состояние человека теоретически можно будет измерить в любое время в любом месте посредством исследования протеинов. Сложности появляются на этапе определения значения всех белков и понимания того, как они совместно ведут организм к здоровью или в противоположном направлении. Вот здесь и вступает в дело протеомика. Хотя решение сложных вопросов здоровья путем изучения белков кажется легким, тайны человеческого организма все еще не разгаданы. По множеству причин.

 

Протеомика – переводчик языка вашего организма

В медицине давно известно: прекрасно было бы «услышать» все белки, создающие тело. Но такой возможности не было. Технически это гораздо сложнее геномики. В частности, из-за огромного диапазона значений; наиболее частые и наиболее редкие белки могут отличаться на 10–12 порядков. Стоит также помнить, что технология, использованная для изучения белков, рассматривает различия между фрагментами белков с разрешением, равным одному нейтрону, что очень мало. Очень сложно изучать такие сложные данные и не внести ошибки, искажающие результаты.

В отличие от геномики, в этом случае нельзя просто смешать несколько ингредиентов, чтобы получить результаты исследования. Напротив, сбор и упорядочивание таких больших молекул, как белковые, является аналоговым (не цифровым процессом), подобно тому, как организм является аналоговой системой, а не цифровой, о чем сказано выше. Важно и то, сколько в системе каждого белка, и среди сотен активных белков в системе количество конкретного белка, находящегося в конкретном месте, может различаться на несколько порядков.

Ученые многие годы пытались измерить все белки в лабораторных условиях, но это было слишком сложно. Результаты измерений получались с большими погрешностями и редко воспроизводились повторно. Измерение не давало такого же результата в следующий раз, что делало невозможным получение достоверных проверяемых результатов. Это создало протеомике дурную славу – люди перестали пытаться изучать много белков одновременно, считая протеомику бесполезной. Но я верил, что технологии смогут решить эту задачу и протеомика предложит медицине прекрасные возможности, которых отчаянно не хватало. Онкология, например, жаждала научных прорывов.

Одним из препятствий является чувствительность процесса исследования белков тела. Невозможно просто прийти в лабораторию к девяти утра, взять образец крови, что может и пятиклассник, а потом через несколько часов вынуть из машины распечатку анализа. Так сейчас проводят секвенирование ДНК. К сожалению, анализ белков крови состоит из сотни шагов, и пропуск любого шага исказит результаты. Скажем, если один лаборант на одной стадии меняет настройки волны, а другой сотрудник лаборатории держит образец в растворе на 15 секунд дольше, то получатся совершенно другие результаты. С научной точки зрения такое неприемлемо. Если невозможно получить повторяемые результаты, то приходится отложить задачу и сделать перерыв. Именно повторяемые результаты позволяют сделать достоверные выводы.

По настоянию Эла Гора я разрешил Денни Хиллису помочь мне в решении задачи. В основе лежала инженерная проблема, и это означало, что скорее всего ее не сможет решить биолог вроде меня. Мои эксперименты требовали более сложных действий. Нужна была лучше управляемая техника, больше похожая на набор полупроводников, чем на лабораторный стол, и лучше контролируемые процессы для получения воспроизводимых результатов. Однако даже при возможности измерить сотни и тысячи уровней белков осмысление данных составляло серьезную математическую проблему – проблему вычислений. Набор белков одного человека занимал около 40 гигабайт. Помощь Хиллиса требовалась не только на начальных этапах. Не буду загружать вас подробностями того, как изменилась техника, важно, что она задействовала все наши знания. Проблема была решена с помощью роботизации, параллельных вычислений (способ расчетов, когда несколько расчетов выполняются одновременно и «параллельно») и изменение масс-спектрометра для взвешивания белков.

Методика масс-спектрометрии достаточно проста. Для измерения характеристик отдельных молекул масс-спектрометр превращает молекулы в ионы, заряженные частицы, которые можно перемещать с помощью внешних электрических и магнитных полей. Образец ионизируют, ионы сортируют и разделяют по массе и заряду, потом отсортированные ионы взвешивают, а результаты оформляют в таблицу. Белки, крупные молекулы, масс-спектрометр сначала разбивает на аминокислотные фрагменты, которые потом сортирует по массе. Результаты конкретного образца сравнивают с базами данных по известным и предсказанным белкам, чтобы определить исходный белок. Это краткая версия, так как для получения цифровой картины человеческих белков используется гораздо больше техники. С научной точки зрения все понятно, но идеальное выполнение, особенно в случае человеческих белков, – серьезная проблема.

К 2009 году, после примерно шести лет напряженной работы, мы собрали установку. Она делает все эти сотни шагов автоматически – и мы впервые смогли получить точные повторяемые результаты. Можно взять каплю крови и определить более сотни тысяч характеристик этой крови – характеристик, повторяющихся у всех.

Посмотрим на каплю крови, пропущенную через сверхпроводящий магнит, что дало возможность посмотреть на все белки в теле (рис. 5). Появляется система – как целое.

Рис. 5. Снимок белков человеческой крови (Источник: «Прикладная протеомика»)

Увиденное больше похоже на звездное небо, но на самом деле перед нами – изображение человеческого протеома в высоком разрешении, эквивалент 70 тысяч мегапикселей снимка человеческой крови. Другими словами, это «картина» белков, плавающих в человеческой крови, которая включает такие сложные измерения на атомном уровне, что требуется порядка 40 гигабайт для хранения всех данных об образце (а эта картинка представляет собой примерно 1/24 всех данных). Цвета (на иллюстрации не показаны) используются для индикации наличия белка в данном месте в трехмерном пространстве, в котором более распространенные белки изображаются как более близко расположенные. Необязательно знать, что это за характеристики (то есть точки и пятна), но среди них можно выявить тысячи известных белков, и гены, ассоциированные с ними, известны. Обычно мы что-то знаем об их функции – например, есть белок, который управляет метаболизмом кофеина, или о месте синтеза – например в желудке, и т. д. Удачное название по аналогии – «Google Earth на стероидах». Можно приблизиться к каждой точке, определить, что эта точка – белок, характерный для рыбы, живущей в холодной воде, и предположить, что человек на обед ел семгу или палтуса. Конечно, хотелось бы делать более полезные выводы, предположим, является ли конкретный белок признаком отклонения состояния или предсказывает ли определенное сочетание белков развитие болезни. Именно к этому стремятся разработчики метода, это станет возможным, когда знание функции белков (и наша база данных по теме) пополнится.

Представьте, как будет использована эта информация. Появится возможность увидеть отличия между людьми не только в частностях, но и в том, что происходит внутри них. Как уже говорилось, ДНК статично, а протеины динамичны. Они меняются каждую минуту, в зависимости от того, что происходит в теле. В лабораториях Центра прикладной молекулярной медицины при Университете Южной Калифорнии и в «Прикладной протеомике», компании, которую учредили мы с Хиллисом, этим и занимаются – пытаются найти ключи к пониманию всех белков организма и понять, как из них составляется язык организма, который переводится на язык здоровья.

Наша цель – создать анализ на отдельные болезни, основанный на изучении белков. Первым коммерческим применением протеомики станет диагностика и то, что называется «терадиагностика» (исследование маркеров, предсказывающих результаты терапии). Так, онколог (например я) сможет получить протеомный анализ на рак, который будет определять наличие тех или иных маркеров – белков в крови, которые показывают, что происходит что-то необычное или ненормальное, – для определения изменений в состоянии организма, которые мы сможем использовать для предсказания ответа на медикаментозную терапию или хирургическое лечение. Это заменит современные инвазивные методы, такие как биопсия. Протеомика сможет подсказать врачам правильную тактику, а также необходимость использования инвазивных методов.

Протеомные анализы – не новость, они существуют уже несколько десятилетий, но раньше их применяли для исследования единичных белков, и все. Одним из первых протеомных тестов был анализ уровня человеческого хорионического гонадотропина (ХГЧ), гормона, синтезируемого в организме беременной сразу после оплодотворения. В начале XX века тест на беременность включал инъекцию человеческой мочи в ушную вену крольчихи. Потом, через несколько дней, в лаборатории изучали яичники этой крольчихи. Если моча содержала ХГЧ, то яичники давали ответ на гормон, что служило подтверждением беременности. «Кроличий тест» был широко распространенной биопробой (тест, при котором используют животных) для определения беременности. Потом, в конце 1977 года, Уорнер Чилкотт выпустил на рынок первый безрецептурный домашний тест на беременность под названием «E.P.T.» (Ранний тест на беременность), стоивший примерно 10 долларов, – и тысячи кроликов были спасены.

Но возможно и другое применение такого типа анализов белков: допустим, реально выявить паттерн белков, обнаруживаемых в крови, по которому можно сказать, что в толстой кишке развивается полип. Это гораздо лучше, чем колоноскопия, позволяющая обнаружить полипы (аномальные разрастания ткани, которые могут переродиться в рак).

Сейчас рекомендуют проходить колоноскопию каждые пять-десять лет после определенного возраста, но один из тысячи обследуемых получает травмы во время самого обследования, и это уже не говоря о тревоге до него. К сожалению, в настоящее время нет лучшего способа выяснить, находится ли толстая кишка в предраковом состоянии. Если в этом поможет ежегодный анализ крови, не будет ли это лучше, менее травматично, для тела человека и его психики?

И тогда колоноскопия понадобится только для удаления существующего полипа. Это один из примеров возможностей протеомики. Расходы на здравоохранение серьезно упадут, риск вторичных травм от инвазивной диагностики снизится, если вообще не исчезнет.

Наложенные друг на друга протеомные анализы двух человек. (Источник: «Прикладная протеомика»)

Сейчас врачей во многом ограничивает техника. Часто доктор может определить, является ли опухоль раковой, только с помощью биопсии. Например, ранняя диагностика рака яичников затруднена. Представьте себе ряд минимально инвазивных методов, которые на ранних этапах помогут установить правильный диагноз и назначить эффективное лечение. В случае рака яичников это анализ крови, который женщина будет сдавать одновременно с ежегодным ПАП-мазком, в ходе которого определят наличие конкретных белков – индикаторов ранних стадий рака яичников. Вот чего ожидают от протеомики, которая присоединится к широкому ряду развивающихся технологий, созданных для изменения медицины.

 

Будущее медицины для пользы человека

Чтобы получить профиль белков и сделать на его основе полезные выводы, как и в случае геномики, необходима большая работа по расшифровке Сегодня неизвестно, что означают все эти характеристики крови и как они соотносятся друг с другом. Может быть, что, как в генетическом тесте, единичный признак может свидетельствовать о чем-то важном. Но возможно, больше информации заложено в паттерны и комбинации. Мы словно живем во времена Менделя и Дарвина и собираем как можно больше данных для того, чтобы разгадать загадку человеческого организма и множества путей управления здоровьем и болезнями. Но между тем, как работаем мы, и тем, как работали Мендель и Дарвин каждый в своей стране, есть отличие: мы работаем не в вакууме. Я пишу книгу, а группы ученых проводят исследования в Стэнфорде, Калтехе, Институте Санта-Фе, Вашингтонском университете, Аризонском государственном университете, Институте исследования генома в Фениксе, Лаборатории «Cold Spring Harbor» в Нью-Йорке, «Прикладной протеомике» и лаборатории Университета Южной Калифорнии.

Возможно, лет через 10–20 все, что потребуется врачам для диагностики развивающихся болезней, даже рака, – капля крови. Эта капля подскажет, риск развития каких генетических заболеваний для вас повышен, какие медикаменты, рассчитанные под ваш генотип и особенности физиологии, вам подойдут. Мы уже можем начинать изучать кровь и вмешиваться на ранних этапах заболевания.

Конечно, когда-нибудь полное секвенирование генома (и, по крайней мере, частичное) станет частью медицинских данных, а рутинные анализы крови будут включать тысячи измерений для диагностики различных болезней и генетической предрасположенности к определенным состояниям. Медицина перестанет заниматься только лечением и перейдет к профилактике, основанной на научных прогнозах. Это все будет возможно благодаря объединенной медицине сложных систем, представляющей собой микс биологии, технологии, электроники и рациональных объяснений из физики, которая объясняет поведение «целого» (человеческого организма) в терминах взаимодействия между его частями – генами, белками и остальными молекулами, играющими определяющую роль.

Со временем технологии развились до такого уровня, что появилась возможность управлять сложными системами, не понимая их строения. В медицине, к сожалению, преобладает другой подход. Как известно, я думаю, мы слишком долго обращали внимание на понимание, а не на управление. Надеюсь застать то время, когда мы сможем работать так, как сейчас это делают в высокотехнологичных компьютерных компаниях, например «Сан микросистемс», которую «Oracle» приобрел в 2009 году, инженеры могли предсказать, что система выйдет из строя до того, как это происходило, и заменить некорректно работающий компонент до того, как он приведет к краху системы. Представьте себе, что у медицины появятся такие же возможности. Сначала нужно будет знать, куда смотреть, где находятся уязвимые места и как определить потенциальный дефект или будущий сбой, потом знать, как изменить условия для того, чтобы предотвратить некорректную работу. По существу, можно будет выявить «компоненты», функционирующие неправильно или требующие настройки с помощью лекарств или изменения образа жизни. Так что вместо того чтобы лечить болезни или уже произошедшие сбои в системе, будут эффективно предотвращать их появление.

Основой медицины сложных систем является идея идентификации элементов системы и измерения их взаимосвязей и взаимодействия в ходе внесения возмущений в систему. В конце концов, болезнь – это тоже «возмущение», вызванное генетикой или изменениями окружающей среды, или и тем и другим сразу. Когда схема сети всех генов и протеинов, взаимодействующих в конкретной ткани, будет создана, станет возможным различными способами изменять части этой сети и сравнивать результаты. Например, можно будет измерить, как воздействует на систему препарат от давления или ежедневная маленькая доза аспирина – даже там, где мы и не предполагали, что эти лекарства оказывают влияние. В итоге подобные эксперименты помогут выявить молекулярные изменения, происходящие при раке, воспалении или любом другом состоянии. Во многих случаях эти изменения включают в себя белки, которые клетки выбрасывают в кровоток. Так и появилась мысль проводить анализ крови на заболевания, включая рак.

Более того, не только фармкомпании смогут разрабатывать персонализированные протоколы терапии, но и врачи смогут менять то, как и кому они назначают лекарства. Допустим, при испытании лекарства от рака на пациентах выяснили, что ответ на него дают только 20 процентов. Это бесполезное лекарство, раз не помогает большинству больных и может вызвать побочные эффекты. Не правда ли, прекрасно, если мы будем знать паттерн протеинов или других молекул в крови, который выявит те 20 процентов, давших ответ? Все-таки это прекрасное лекарство для 20 процентов. Если бы генетика предсказывала, кто даст ответ на лекарство, то информация о белках и других молекулах не требовалась бы. Но эта область медицины не зависит от списка ингредиентов. Более того, тип информации зависит не только от списка ингредиентов, он зависит от того, что происходит на кухне.

Более ценная информация скорее всего кодируется в белках. Можно сказать: «Если мы видим паттерн белков X, то это означает, что у вас проблема Y и от нее поможет лекарство Z». Внезапно мы получили сотни тысяч индикаторов процессов, происходящих в организме, – и того, меняют ли оно наше состояние в сторону здоровья или болезни. Впервые появилась действительная возможность изучить, измерить и понять систему организма человека. Это означает серьезные перемены, когда дело дойдет до практической медицины и будущего здоровья каждого.

Конечно, важны и другие виды молекул. Это не только белки. Например, известно значение глюкозы. Глюкоза – это молекула сахара, запускающая метаболизм в клетках; это основной источник энергии. Но белки регулируют синтез и распад таких молекул, как глюкоза, и если полностью понимать состояние белков, то можно сделать выводы о том, что происходит с другими молекулами. Конечно, состояние организма определяют не только белки, но большая часть информации хранится именно в них. Думаю, что если мы сможем понять язык белков, то получим большие возможности.

Для таких специалистов, как я, в медицине настало прекрасное время: с помощью высоких технологий и применения технических инженерных принципов и системного мышления впервые появилась возможность увидеть переменные составляющие этого сложного процесса в динамике, – а это и есть жизнь.

 

Индивидуальное лечение

Неважно, на что в будущем будет похоже лечение рака, аутоиммунных заболеваний, нейродегенеративных заболеваний или других системных заболеваний, но оно скорее всего будет подобрано индивидуально. Диагноз необязательно станет определять лечение. Напротив, анализы крови предоставят белковый профиль крови и любые другие важные данные. На их основе врач получит возможность создать модель вашего «состояния» – портрет состояния здоровья и динамики организма. Врач получит также возможность мониторинга изменений состояния системы. Такой мониторинг будет включать в себя гены, метаболиты (молекулы, синтезируемые телом в процессе метаболизма) и белки, обеспечивающие взаимодействие клеток. Меняющаяся во времени модель покажет, что клетки «говорят» друг другу, какие молекулы синтезируются быстро или медленно и т. д. С помощью этой модели врач сможет исследовать состояние пациента в зависимости от разных сценариев лечения; он будет моделировать рак и изучать, как вернуть организм в здоровое состояние. Это лечение будет целенаправленным, «точечным». Возможно, врач станет лечить вас совершенно не так, как до этого, но модель будет подтверждать, что для вас это – правильное лечение.

Такая персонализированная медицина станет доступна вовсе не в отдаленном будущем, как можно подумать. Подобным образом уже работают в психиатрии, исторически наполненной слепыми исследованиями и ошибками. Генетические причины психических заболеваний все еще покрыты тайной, но развитие произошло за счет использования подхода, похожего на тот, о котором я рассказывал в начале книги. Вместо того чтобы пытаться понять депрессию, врачи успешно ее контролируют с помощью направленной лекарственной терапии.

Каждый организм даёт свой ответ на лекарства, в том числе на антидепрессанты, и врачам нужно искать идеальный тип и дозировку для каждого пациента.

Когда психиатры прописывают антидепрессанты, они не имеют научно подтвержденных способов выбора. Любой антидепрессант помогает примерно трети пациентов, другие две трети меняют препараты методом перебора, пока очередное лекарство, третье или четвертое, не подействует.

Сейчас для определения вариантов генома, с помощью которых врач может сделать выбор антидепрессанта, используют несколько недавно разработанных анализов. Это признаки долгожданного прогресса в фармакогеномике – области персонализированной медицины, которая изучает, как люди с различным генотипом реагируют на лекарства. Исследования ДНК, о которых говорилось выше, используются в фармакогеномике для исследования различных медикаментов: антикоагулянтов, лекарств от рака и антибиотиков; но при лечении психиатрических пациентов сегодня используются и новые, специализированные анализы. Они вошли в стандарты терапии в клинике Мейо и Медицинском центре детской больницы в Цинциннати – двух организациях, где и был разработан один из анализов. В Мейо врачи уже три десятилетия проводят фундаментальные исследования использования такого анализа в лечении детей и взрослых. Но они применимы не только при лечении депрессии. В метаболизме длинного списка лекарств участвуют те же белки, что и в метаболизме антидепрессантов. После исследования ДНК вы будете знать, как ваш организм реагирует на лекарства и нужно ли, например, повышать дозу антикоагулянтов относительно средней для проведения конкретного курса лечения, основанного на том, как организм метаболизирует это вещество. Другими словами, генетический анализ будет включать в себя ценную информацию о том, как подобрать лекарства с учетом индивидуального метаболизма. Надеюсь, что вам никогда не потребуется такая информация, но если потребность все же возникнет и если у врача будет профиль генов, отвечающих за метаболизм, то он сможет точнее подобрать дозировку.

В 2010 году в «Ньюсуик» была опубликована статья, объяснявшая достигнутый успех простыми словами. Статья начиналась так: «Хотя мы знаем о генетике психических заболеваний немногое, мы гораздо больше знаем о генах, которые влияют на то, как лекарство воздействует на тело». Ученые из Мейо и Цинциннати разработали специализированный анализ ферментов, относящихся к «суперсемейству цитохром Р450» (сокращенно CYP450), которые способствуют метаболизму многих лекарственных препаратов в печени. Если есть конкретные варианты генов, отвечающих за синтез белков группы CYP450, то организм будет усваивать лекарства быстрее или медленнее, чем в среднем. Действие лекарства будет долгим или исчезнет быстро.

Серийные генетические тесты помогают применению этих данных на практике. Один такой тест, под названием GeneSightRx, исследует пять генов; три из этих пяти генов кодируют белки, задействованные в метаболизме CYP450, другие два кодируют варианты церебральных рецепторов к серотонину и переносчиков серотонина соответственно. И таким образом, 1200 пациентам в Мейо и Цинциннати провели GeneSightRx и назначили лекарства в соответствии с метаболизмом.

Теоретически ваш семейный врач или психиатр может проделать то же самое без GeneSightRx, используя тест, аналогичный тому, что делают в «Навигеникс». Проблема, говорилось в «Ньюсуик», кроется в том, что врачу после этого придется продираться через научную литературу в поисках информации, как именно определенный вариант влияет на метаболизм различных препаратов, а потом еще копаться в литературе, изучая различные антидепрессанты, чтобы назначить подходящий именно для вас. Когда вы это прочитаете, наверняка будут разработаны анализы, включающие большее количество генов. Когда будет расшифровано еще больше генов, которые добавят их к анализу, этот метод станет еще более полезным средством в подборе лекарств.

Ниже приведены мои личные результаты данного анализа, показывающие исследованные лекарства, их эффективность и побочные эффекты. Это реальные результаты анализа. Примечания также имеют отношение лишь ко мне.

Побочные эффекты медикаментов

Эффективность медикаментов

Возможность постоянно измерять и корректировать баланс лекарства в живой системе изменит фармацевтическую индустрию, которая станет основываться на науке больше, чем методе проб и ошибок. Будет стыдно, если окажется, что вы принимали верное лекарство, но для вашего метаболизма доза была слишком низкой, и лекарство не помогло. Кроме того, такая область, как протеомика, поможет контролировать длительно развивающиеся заболевания. Депрессия не похожа на другие состояния, которым требуется больше времени для того, чтобы проявиться, развиться и быть излеченными. Сейчас, например, мы не можем сказать, что происходит в организме, пока скрыто развивающаяся болезнь не проявится до обнаружения конкретных симптомов. При заболевании, которому требуется много времени на развитие, к примеру, болезнь Альцгеймера или амиотрофический латеральный склероз (АЛС, известный еще как болезнь Лу Герига), в течение многих лет невозможно понять, есть ли от лекарства положительный эффект. Нельзя также сказать, не завышена ли дозировка препарата. Но если бы можно было посмотреть на белки и обнаружить проблему в коммуникации клеток, которая провоцирует формирование бляшек в мозгу в случае болезни Альцгеймера, то сразу же стал бы понятен ответ на лекарство, даже если симптомы еще не выражены. Для изменения видимых симптомов или их сглаживания могут потребоваться годы, но если можно сразу увидеть, что какое-то лекарство эффективно… или неэффективно, тогда мы перейдем к другому.

Конечно, такие новшества проложат себе путь и в диетологию. Конечно, в основе традиционной китайской или аюрведической медицине или во всех диетах, основанных на том, чтобы использовать пищу, поддерживающую баланс организма и противодействующую вредному влиянию, не лежала такая модель. Сейчас, используя удвоенную силу геномики и протеомики, мы можем внести в искусство правильного питания немного науки. Если у вас появится лучшая, основанная на доказательствах модель, то вы сможете рационально определить, какую пищу нужно есть, чтобы вернуть свой организм к балансу. Другой вопрос, будете ли вы есть такую пищу, но как минимум у вас будет достоверная информация о том, что сможете сделать именно вы. И это будет соответствовать именно вам.

Рекомендация врача

Узнайте о себе максимум возможного с использованием современных технологий, включая ваши особенности метаболизма лекарств. Технологии дают возможность жить достаточно долго для того, чтобы дожить до старческих заболеваний. Они также позволяют предотвращать, лечить и контролировать такие заболевания, чтобы жить полноценной жизнью как можно дольше.