Онкологическая заболеваемость в мире растет, и до конца непонятно как можно предупредить эту страшную болезнь. О научных направлениях и технологиях в области раннего выявления и предупреждения рака рассказал известный ученый-медик, президент Академии профилактической медицины Алмаз Шарман.

Доктор Шарман, рак называют болезнью современного мира. В чем его причина?

- Сказать, что рак — это одна болезнь то же самое, что считать Африку одной страной. На самом деле речь идет о сотнях различных онкологических заболеваний, которые объединяют общие механизмы развития. Рак — это древняя болезнь: археологи находили признаки рака у египетских мумий, а древнеперсидская царица Атосса умерла от рака грудной железы.

Человеческий организм – это конфедерация миллиардов клеток, согласованные действия которых обеспечивают нормальную жизнедеятельность. Раковый процесс начинается, когда из-за генетических нарушений одна из клеток отказывается работать в таком согласованном режиме и начинает безудержно делиться и распространяться по организму. Это и есть та самая первая раковая клетка, которую необходимо вовремя «поймать» и уничтожить.

Помимо внутренних генетических механизмов, определенную роль в развитии ракового процесса играют экологические токсины, сигаретный дым, алкоголь, ультрафиолетовая (солнечная) радиация и другие внешние факторы. Рак является болезнью старения. Частота его встречаемости пропорциональна увеличению продолжительности жизни людей: чем дольше мы живем, тем больше в нашем организме скапливается генетических мутаций, некоторые из которых способны вести к развитию рака.

Причины рака многие связывают с воспалительными процессами, а также с бактериями и вирусами. Я полагаю, что некоторые формы рака вызываются «пробудившимися» вирусами, которые когда-то в процессе эволюции встроились в человеческий геном. Кстати, так называемыми ретровирусами заполнено до 10% нашего генома, которые раньше считались бессмысленными. Нетрудно представить, что при определенных обстоятельствах они могут изменить свои генетические характеристики, ожить и вновь активизировать свои болезнетворные свойства, в том числе взаимодействовать с онкогенами и вызывать рак. Данный процесс можно сравнить со звуками минорных аккордов на рояле, на котором мутированные гены выделяются в виде черных клавиш и производят зловещий ритм ракового процесса.  К сожалению, до сих пор многое в этой летальной «музыке» остается неизведанным.

Сейчас много новостей о прорывных методах лечения рака. Как они могут изменить ситуацию?

- Ежегодно в мире диагностируется почти 20 млн случаев рака, в половине из которых смерть наступает в течение первого года после диагностики.  Методы лечения рака принципиально не изменились за последние 50 лет: в большинстве случаев рак лечится путем хирургического удаления опухоли, остатки которой затем уничтожаются с помощью радиационных лучей и токсических лекарств, называемых химиопрепаратами. Однако проблемы указанных методов в том, что, наряду с раковой опухолью, уничтожаются или страдают здоровые клетки и ткани организма. Результат - побочные эффекты, такие как тошнота, рвота, выпадение волос и многие другие. Эти осложнения порой бывают невыносимыми, особенно для истощенного болезнью пациента.

Около 95% противораковых лекарств, разработанных за последние годы, оказались практически неэффективными и чаще всего токсичными для пациентов. Даже 5% новых лекарств, продемонстрировавших обнадеживающие результаты, продлевали жизнь пациентов в среднем лишь на несколько месяцев.  При этом ежегодные затраты на лечение онкологических пациентов в мире превысили $150 млрд.

Это действительно перспективные направления. Однако помогают они лишь небольшому числу пациентов, причем их стоимость чрезвычайно высока.  Разработанные в последние годы таргетные препараты способны уничтожать раковые клетки благодаря целенаправленному связыванию с конкретными мишенями. Однако проблема в том, что эти мишени обнаруживаются далеко не у всех пациентов. Кроме того, это чаще всего не одна, а множество мишеней, причем меняющих свои характеристики. То есть это «движущиеся» мишени, и чтобы проследить за которыми требует значительных интеллектуальных усилий и ресурсов.

Другое направление связано с созданием так называемых химерных рецепторов иммунных клеток (CAR-T). Технология предусматривает несколько сложных этапов: выделение иммунных клеток (Т-лимфоцитов) из крови пациента, молекулярную инженерию этих клеток в пробирке, а затем обратное их введение в активированном виде с тем, чтобы они могли целенаправленно уничтожать раковые клетки. Технология CAR-T прошла успешные клинические испытания пока лишь для лечения некоторых видов рака крови и кожи. При этом она сопряжена с очень серьезными побочными эффектами, называемыми «цитокиновым штормом», лечение которых требует высочайшего профессионализма реанимационной бригады. К тому же стоимость применения этой технологии чрезвычайно высока (десятки-сотни тысяч долларов США).

Определенные надежды связывают с широко разрекламированным методом редактирования генов CRISPR. Это своего рода молекулярные ножницы, которые позволяют вырезать ненужные гены. Недавно ученые Университета Пенсильвании сделали первую попытку применения данной технологии. Однако проблема в том, что пока непонятно какие гены у пациентов следует вырезать с тем, чтобы остановить раковый процесс.

То есть предстоят многие годы научных изысканий прежде, чем начать применение этого подхода в реальной онкологической практике. Все это является свидетельством того, что пора переосмыслить приоритеты в борьбе с этим смертельным заболеванием.

Но все же онкологи рапортуют о значительных успехах в борьбе против рака. На чем основываются такие заявления? 

- За последние 35 лет смертность от рака в развитых странах снизилась на 20%. Однако это произошло не за счет эффективности лечения, а главным образом благодаря успешной борьбе с курением и ранней диагностике. Следовательно, лучший способ борьбы с этим опасным заболеванием – это выявить его на ранней стадии, когда оно лучше всего поддается лечению.

К сожалению, к моменту появления симптомов рака или обнаружения опухоли во время так называемого скрининга или диагностического чекапа, она, как правило, уже в стадии безудержного роста. Лишь один сантиметр такой опухоли может содержать примерно три миллиарда клеток. А это достаточно большое количество раковых клеток. Их не так уж и просто уничтожить за счет хирургических вмешательств и с помощью доступных на сегодня противораковых лекарств и методов радиолучевой терапии. Кроме того, в отличие от других хронических заболеваний, даже исключив влияние факторов, вызывающих рак, например, прекратив курение, уже не представляется возможным остановить начавшийся раковый процесс.

Понятно, что многое зависит от обнаружения самых первых признаков ракового процесса. Что делается по данной проблеме?

- Большие надежды в раннем выявлении рака связывают с инновационными технологиями молекулярной диагностики и искусственного интеллекта, а также с методом жидкой биопсии.  Дело в том, что особенностью раковых клеток является не только их безудержный рост, но и быстрое разрушение, во время которого в кровь высвобождаются молекулы и даже целые кусочки, по которым можно «вычислить» наличие опухоли. Их называют биомаркерами раковой опухоли, и к ним относятся генетические молекулы (ДНК, РНК), белковые молекулы, а также целые кусочки раковых клеток – так называемые экзосомы. Эти биомаркеры можно обнаружить в крови и других биологических жидкостях. Современные методы геномной и иммунохимической диагностики позволяют выявлять такие молекулы в чрезвычайно низких концентрациях и тем самым выявлять рак на самой ранней стадии, когда даже незначительные вмешательства могут на корню уничтожить опухоль без существенного вреда окружающим здоровым тканям.

Указанные раковые биомаркеры обнаруживаются в крови с помощью метода жидкой биопсии, которая в отличие от обычной биопсии не требует травматического вмешательства для иссечения кусочков ткани, что чаще всего является запоздалой мерой. Вместе с тем, анализ крови и биологических жидкостей, полученных методом жидкой биопсии, требует применения довольно сложных и тонких методов исследования, таких как геномика, транскриптомика, протеомика, метаболомика и другие. Для анализа огромного массива диагностических данных, получаемых с помощью указанных методов, сегодня на помощь приходят цифровые технологии, особенно искусственный интеллект. В совокупности это создает основы для развития эффективных технологий выявления раковых опухолей на самых ранних стадиях.

F: Как применение таких технологий повлияет на заболеваемость и смертность от рака?

Один из ведущих идеологов данного направления науки профессор Берт Вогелштейн из Университета Джонса Хопкинса считает, что 30 – 40% всех видов рака можно будет эффективно вылечивать благодаря раннему выявлению его ранних признаков, таких как соматические мутации ДНК, эпигенетические изменения, РНК и белки специфичные для рака, а также его продукты в плазме крови, слюне, моче, и других биологических материалах. В течение 50 лет смертность от рака можно будет снизить на 75 процентов только лишь благодаря указанным молекулярно-генетическим технологиям раннего выявления и предупреждения этого заболевания, а также новым стратегиям его лечения на более поздних стадиях.

Каким образом Вам видится применение технологий раннего обнаружения рака в реальной практике? 

- Представим себе медицинское устройство, постоянно следящее за параметрами нашей жизнедеятельности, с тем чтобы своевременно выявлять опасные нарушения, в том числе появление раковых клеток. Это может быть своеобразная майка, в ткань которой вшиты сотни крошечных биосенсоров, постоянно следящих за появлением ранних признаков раковой опухоли.

Также можно предусмотреть создание специальных таблеток, химическое содержимое которых поглощается преимущественно раковыми клетками. При выведении с мочой видоизмененные таким образом химические вещества можно обнаруживать с помощью специальных датчиков, встроенных в унитаз. Также следы раковых клеток можно будет обнаруживать в выдыхаемом воздухе.  Разработка указанных технологий станет результатом сотрудничества специалистов из различных областей – онкологов, генетиков, радиологов, молекулярных биологов, нанотехнологов, биомедицинских инженеров, экспертов в области искусственного интеллекта и биоинформатики.

Это открывает поистине уникальные возможности. Например, с самого рождения ребенку можно будет имплантировать специальное микроскопическое устройство, предназначенное для своевременного выявления любых нарушений в организме, в том числе генетических, ведущих к развитию рака. При их появлении моментально дается сигнал о локализации опухоли в организме вместе с четкой инструкцией о виде необходимого лекарства и дозировке, необходимой для уничтожения первых признаков раковой опухоли.

Что-то из области фантастики. Насколько реалистично создание таких технологий в ближайшие годы и победим ли мы когда-либо рак? 

- Нечто подобное уже сегодня доступно в диагностике генетических болезней у человеческого плода за счет обнаружения в крови беременной матери нарушенных молекул ДНК (так называемый метод cff-DNA). Таким путем можно диагностировать синдром Дауна и другие генетические нарушения плода без применения каких-либо манипуляций и вмешательств. Почему бы данный принцип не применить для ранней диагностики рака?

Человеческий организм по существу – это временная колония из миллиардов клеток, которые призваны передавать жизнь следующим поколениям. И похоже, что, пока будет существовать человечество, оно всегда будет иметь дело с раком.

Философия борьбы с раком – древнейшим, зловещим и самым хитроумным врагом человека – всегда имела эмоциональное содержание. В ней жизненные утраты диалектически сопряжены с научными приобретениями, поскольку многими современными инновациями в биомедицине мы обязаны онкологической науке. В будущем, как и прежде, в борьбе против рака мы будем полагаться на изобретательность ученых, их неустанный труд, упрямство, одержимое стремление к универсальным решениям, сопряженное горечью поражений и радостью побед.

Между тем не стоит полагаться исключительно на ученых, а уже сегодня самостоятельно заняться предупреждением рака, прекратив курение, правильно питаясь, занимаясь спортом и защищая кожу от солнца. Да, это не «лунная экспедиция», но зато такие меры реально спасают сотни тысяч жизней. Приведу слова японского писателя Харуки Мураками: «В конечном счете человеческие существа являются ничем иным, как носителями-проводниками для генов: из поколения в поколение гены приводят нас в землю, не задумываясь о том, что есть добро или зло, счастливы ли мы или нет».