Прорыв произошел, когда английский бактериолог Александр Флеминг открыл пенициллин. На этом пути были новые достижения и открытия, но до недавнего времени наука только подбиралась к целому ряду болезней, известных как генные. Недуги, вызванные мутациями в генах, считались неизлечимыми. В лучшем случае удавалось подавлять симптомы и несколько облегчать участь больного. И то далеко не всегда.
Нобелевская неделя: на шаг ближе к тайнам гравитации, биомолекул и снаОчередной прорыв в этой области медицины произошел на стыке физики, микробиологии, генетики, математики и вычислительной техники. Появление мощнейших и быстродействующих суперкомпьютеров позволило ученым прочитать, в самом деле и без кавычек, геном человека и получить доступ к его коду. В нем хранятся все данные о нашем организме.
Через несколько лет началось практическое использование этого прорыва. Сначала в диагностике, а потом и в клинической практике.
Обнадеживающее начало
В первую очередь расшифровка человеческого генома была использована для диагностики врожденных заболеваний или предрасположенности к ним.
Смысл в том, что такие тесты позволяют найти поврежденные или так называемые плохие гены или определить их отсутствие. По понятным причинам это стоило дорого — от $999 до $2500, но по мере развития и совершенствования технологии стоимость значительно снизилась. Теперь комплексное исследование, например, в компании 23andMe стоит $199. А по мере увеличения объема рынка и совершенствования технической базы, цена и дальше будет снижаться.
После освоения диагностики наступила очередь терапии.
Компания Novartis продемонстрировала эффективную терапию одной из разновидностей острого лимфобластного лейкоза — В-клеточного типа, который является самой распространенной формой рака, развивающейся в детском и юношеском возрасте.
В ее основе лежит технология химерных антигенных рецепторов CAR-T (chimeric antigen receptor, CAR). Трансгенные Т-лимофциты с такими рецепторами способны распознавать злокачественные клетки, а затем и уничтожать их. Специально сконструированный рецептор приводит Т-лимофицит в действие при контакте с нужной клеткой. Таким образом CAR-T терапия позволяет использовать иммунную систему человека как эффективный противораковый механизм.
Клинические испытания показали, что 83% пациентов, которым не помогла химиотерапия, смогли достичь частичной или полной ремиссии спустя три месяца после начала лечения CAR-T терапией. Ранее только от 16% до 30% больных этой формой рака имели шанс на спасение.
В 2010 году у пятилетней Эмили Уайтхед диагностировали острый лимфобластный лейкоз, наиболее частое онкологическое заболевание крови у детей. Два курса химиотерапии не только не дали результатов, но состояние больной еще больше ухудшилось. У нее стали отказывать ноги и с большим трудом удалось избежать ампутации. Через 16 месяцев произошел рецидив, и врачи просто отказались делать какие-то оптимистические прогнозы. Доктора посчитали хоспис, с его поддерживающей терапией, неминуемо ведущей к смерти, предпочтительной альтернативой.
Родители Эмили не смирились с фактическим приговором и добились, чтобы она стала первым пациентом, который получил новую терапию трансплантации генно-модифицированных Т-клеток иммунной системы (CAR-T). Курс был проведен в 2011 году. В результате она не только выздоровела, но и отлично себя чувствует в свои 12 лет.
В августе 2017 года американское Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (Food and Drug Administration, FDA) одобрило первую генную терапию в США, разработанную компанией Novartis для пациентов в возрасте от 3 до 25 лет, страдающих острым лимфобластным лейкозом.
Из 63 детей, которые получили терапию во второй фазе клинических исследований, у 52 произошло полное исчезновение злокачественных клеток лимфомы через три месяца после процедуры. При этом все пациенты, участвовавшие в исследовании, уже исчерпали традиционные методы лечения.
Идея использования иммунной системы человека для борьбы со злокачественными опухолями не нова. В 1891 году американский хирург Вильям Коли ввел нескольким пациентам с неоперабельными опухолями специально выведенные культуры бактерий, что привело к иммунному ответу и уменьшению размера опухолей. Однако его работы были проигнорированы.
В 1999 году молодой пациент-доброволец умер после применения генной терапии. У него одновременно отказали почки, легкие и мозг. Тем не менее американский хирург Чарльз Джун продолжал исследования, которые и привели к чудесному спасению Эмилии Уайтхед.
Не сказать, что ее лечение шло гладко. Она испытала в процессе применения терапии многодневную лихорадку и часто находилась на грани жизни и смерти. Но сейчас разработан комплекс лечебных методов контроля и предотвращения подобного состояния. Полученные позитивные результаты позволили экспертам FDA одобрить метод и разрешить его внедрение в клиническую практику.
Есть существенные продвижения и в лечении гемофилии. В результате партнерства фармацевтических фирм Pfizer и Spark Therapeutics создан и испытан новый препарат SPK-FIX для лечения гемофилии В-типа. В истории борьбы с этим заболеванием это произошло впервые.
Кроме того, Pfizer приобрела фирму Bamboo Therapeutics за $700 млн, которая специализировалась на создании генной терапии заболеваний, связанных с поражением нервно-мышечной центральной нервной системы — в том числе мышечной дистрофии Дюшенна (МДД). Она в основном диагностируется у мальчиков в возрасте 3-5 лет. Сначала происходит затруднение движения. Обычно в возрасте 9-10 лет больной уже не может ходить, а к 20-23 годам умирает.
Болезнь возникает из-за мутации гена дистрофина, который располагается в Х-хромосоме. Стандартная терапия может лишь незначительно облегчить страдания людей. Генная же открывает перспективу полноценной здоровой жизни. Еще один препарат — CRISPR/Cas9 — уже испытан на мышах и позволил полностью их избавить от этого недуга. У него еще более обнадеживающие перспективы.
Оружие молекулярных ножниц и РНК-интерференция
Генная терапия использует метод изменения, как говорят специалисты, редактирования ДНК. В принципе, его можно использовать для лечения любых наследственных болезней, а также рака, ВИЧ-инфекций, болезни Альцгеймера и т.д. Смысл состоит в том, чтобы вырезать поврежденные (неправильные) гены и заменить их здоровыми и неповрежденными.
В Вашингтонском университете использовали CRISPR/Cas9 против мышечной дистрофии. Специальная молекула показала ножницам Cas9, при некоторой условности этого термина, какой участок гена нужно скорректировать, что и было сделано. Недавно CRISPR применили для редактирования человеческих эмбрионов. В проект даже вложил средства Билл Гейтс.
Наряду с редактированием генов, существенно продвинулась и технология РНК-интерференции (RNA interference, RNAi). Она отличается тем, что не требует изменений генов, а занимается подавлением поврежденного гена и его последующим включением на этапе считывания РНК (рибонуклеиновой кислоты).
В 2006 году за работы по изучению RNAi у круглых червей была присуждена Нобелевская премия. Фармацевтическая компания Roche вложила порядка $500 млн во внутреннюю программу разработки препаратов на основе данной технологии. Эта технология пока проходит испытания, и ее внедрение в клиническую практику ожидается через несколько лет.
Цена лечения
Специалисты предсказывают бурный рост рынка генной терапии рака. К 2024 году он составит $4 млрд. В целом к 2025 году он достигнет в объеме $11 млрд для всех видов болезней, которые можно излечить такими методами.
Одобрение FDA генной терапии означает привлечение потока инвестиций и расширение исследований с разработкой новых методов и препаратов.
Компания Novartis озвучила стоимость одной CAR-T процедуры. Она составляет $475 тыс. Это ниже, чем в Европе, где она достигает $1 млн. Конечно, это пока очень дорого, но в компании утверждают, что рентабельность достигается на уровне $600-750 тыс. При этом альтернативные методы терапии у детей — трансплантация костного мозга или стволовых клеток крови – также стоят осень дорого: не менее $800 тыс. И требуют нескольких лет лечения.
Учитывая очевидные сложности, связанные со стоимостью лечения и, мягко говоря, прохладным отношением страховых компаний к подобным полисам, Novartis предложила простое решение. Компания будет получать полную оплату за процедуру только в случае успеха. По оценкам аналитиков, объем продаж на рынке США может составить на своем пике до $2 для 4 тыс. пациентов в год.
Наряду с генной медициной развивается и цифровая Digital Health. FDA выпустило инструкцию о медицинских мобильных приложениях. Рынок начал бурно расширяться. По оценкам управляющей компании Rock Health, объем инвестиций за первые три квартала текущего года уже превысили $4,7 млрд.
В сентябре в США одобрили первое мобильное приложение Reset по клиническому показанию. Оно направлено на борьбу с расстройством, вызванным употреблением психоактивных веществ, в частности алкоголя, кокаина, марихуаны и др. Клинические исследования показали, что использование приложения повысило способность пациентов воздерживаться от употребления этих веществ в 40,3% случаев против 17,6% с текущими стандартами лечения. Данное приложение будет доступно только по рецепту врача.
Цифровую медицину могут применять в таких областях терапии, как диабет второго типа, ожирение, гипертония, синдром дефицита внимания с гиперактивностью, депрессия и даже болезнь Альцгеймера. Лечение этих болезней связано с многомиллиардными рынками, где сегодня либо отсутствуют препараты, либо применяют малоэффективные.
Мы стоим на пороге перехода к принципиально новой медицине. Ее развитие будет определяться всем арсеналом современной науки, от микробиологии до революции в компьютерной технике. Принципиально другая вычислительная техника позволит не только лечить страшные болезни, но и сделать их преодоление доступным для всех больных.
Юрий Райхель
