Новые направления в медицине: 7 главных трендов — Личный опыт на vc.ru

Топ 20 медицинских инноваций за 20 лет

С научной точки зрения это название, конечно, не правильное и исследователи не используют его всерьез. Но для того, чтобы такие дети родились, кроме мамы и папы действительно нужна еще одна женщина, от которой ребенок унаследует 37 генов в придачу ко многим тысячам от настоящих родителей. Хотя эти 37 очень важны для нашего организма, они прямо не повлияют на цвет глаз, характер и способность играть в шахматы.

Историю появления таких детей в Украине можно начать с 2014 года. Тогда в клинике, где работает Павел Мазур, решили создать новую технологию, чтобы решить проблему возрастного бесплодия. Биологические законы таковы, что приблизительно в 37 лет у женщины начинает резко снижаться способность зачать ребенка даже с помощью вспомогательных репродуктивных технологий. После 40 это сделать очень сложно, хотя, все еще возможно и можно найти массу положительных примеров. Но, как правило, для этого нужны огромные усилия и даже они ничего не гарантируют.

У наших исследователей возникла гипотеза, которую очень упрощенно можно сформулировать следующим образом. Проблема женщин старшего возраста в том, что их ооциты (это женские половые летки, которые часто ошибочно называют яйцеклетками), имеют цитоплазму «в возрасте» – именно она виновата в их бесплодии.

Здесь придется вспомнить школьный урок, где изучали строение клетки. Для нас пока достаточно понимать, что у клетки (в том числе ооцита) есть ядро с ДНК (теми самыми генами, где вся-вся информация о нашем организме) и цитоплазма. Цитоплазма – это «внутренний океан» клетки – все, что окружает ядро. В этом океане есть множество разных органелл, которые каждую секунду выполняют невообразимые операции, без которых нет жизни в самом прямом смысле этого слова. Единственная органелла, которую нам нужно знать для этой истории – митохондрия, но к ней мы вернемся позже.

Чтобы решить проблему – предположили наши исследователи, – нужно «возрастную» цитоплазму заменить «молодой». Для этого нужен донор – молодая женщина с хорошим репродуктивным здоровьем, которая пожертвует свой ооцит, еще не успевший созреть. Из него ученые уберут ядро с генами и заменят его ядром (то есть генами) старшей женщины, которая хочет стать мамой. Подобные операции называют «ядерными переносами». В результате всех этих сложных манипуляций, у нас получится ооцит с «возрастными» генами будущей мамы и «молодой» цитоплазмой донора. А дальше – все по накатанной дорожке, хорошо знакомой любому хорошему эмбриологу.

Но гипотеза не подтвердилась. Эксперименты показали, что «омоложение» цитоплазмы никак не помогает женщинам старшего возраста иметь детей. К тому же, если в ооциты возрастных пациенток подсадить молодые донорские ядра – все работает хорошо и можно получить эмбрионы, которые будут нормально развиваться. Значит, проблема возрастного бесплодия вовсе не в «солидном возрасте» цитоплазмы.

В науке, как известно, негативный результат – это тоже результат. Но можно ли ту технику, которую отработал Павел Мазур, применить для получения позитивного результата?

Есть категория пациенток, которые не могут зачать детей именно из-за проблем, связанных с цитоплазмой. Как уже говорилось, их приблизительно до 3% из числа молодых женщин, которые обращаются в клиники репродуктивной медицины. С биологической точки зрения эти проблемы имеют разную природу – в некоторых случаях наука понимает их механизм, а в других – нет, но ясно, что каким-то образом он связан именно с цитоплазмой.

– У нас в клинике была отработана методика, у нас были расходные материалы, иголки, реактивы, пипетки, среды – вся база, необходимая для почти любых ядерных переносов. Почему бы не попробовать? – рассказывает Павел Мазур. – Мы попробовали, и у нас вышло!

В начале 2017 года на свет появился здоровый ребенок после процедуры ядерного переноса – первый в Украине и второй в мире. Годом ранее в Мексике родился первый в истории ребенок после операции ядерного переноса, которая была выполнена по немного другой методике, чем использовали украинские исследователи.

Вместе с донорской цитоплазмой такие дети получают те самые митохондрии, о которых мы уже вспоминали. В отличие от любых других органелл, они имеют свои собственные гены (те самые 37) – в данном случае не мамины, как у любого из нас, а унаследованные от другой женщины – донора или, если хотите, «третьего родителя».

Медицина и AI: 10 перспективных направлений и интересных тенденций

1. Умные микрочипы

Переход от изнуряющих и очень дорогостоящих клинических испытаний до крошечных микрочипов, которые могут быть использованы практически как модели человеческих клеток, органов или целых физиологических систем, обеспечивают четкие преимущества в развитии будущих исследований. Например, современная технология Organs-on-Chips позволяет исследователям культивировать человеческие клетки благодаря 3D-печати после тщательного изучения их работы и выявления потенциальных недостатков функционирования. Несколько органов сразу могут быть занесены на чип для моделирования динамики работы организма. Полупрозрачные устройства крепятся на тело и являются своеобразным «окном» в структуру тканей любого органа, фиксируя его деятельность, целостность или повреждение структуры, функции и общее состояние.  

2. Веб-образование и виртуализация

Впервые в истории медицины, 14 апреля 2016 года, известный хирург, исследующий рак, Шафи Ахмед совершил операцию с использованием камеры виртуальной реальности в одной из больниц Великобритании. Каждый практикующий медик, студент или просто заинтересованные лица фактически смогли принять участие в сложной операции в режиме реального времени с помощью веб-сайта «Медицинские реалии» и программы VR.  Сегодня практика веб-обучения эволюционировала и пользуется большой популярностью в сфере современной медицины. В некоторых высших учебных заведениях студенты уже изучают анатомию на виртуальных таблицах вскрытия, и, предполагается, что уже в ближайшем будущем их учебники превратятся в виртуальные 3D-решения и модели, использующие расширенную реальность. Это позволит наблюдать, изменять и создавать новые анатомические модели очень быстро, а также анализировать структуру органов и тканей настолько подробно, насколько это возможно.  

3. Роботы-хирурги

На сегодняшний день существует уже около тысячи роботов, способных проводить хирургические манипуляции, притом многие из них могут успешно оперировать без указаний человека. С каждым годом интеллектуальные боты-хирурги становятся все более сложными, они учатся, анализируют, оттачивают навыки и даже умеют действовать интуитивно, когда проблема не имеет единственно правильного пути решения. Эксперты прогнозируют, что уже в скором времени хирургическая робототехника станет настолько четкой, что сможет превзойти способности самих медиков.  

4. Оптогенетика

Это биологическая техника, предусматривающая использование света для контроля клеток в живой ткани, как правило, нейронов, которые были генетически модифицированы для экспрессии светочувствительных ионных каналов. Сегодня ученые предполагают, что именно оптогенетика сможет в перспективе обеспечить принципиально новые решения в терапии. Недавнее исследование, опубликованное в Science, сообщило, что ученые смогли сформировать ложные воспоминания и ощущения у некоторых животных. Считается, что возможность частично контролировать определенный спектр эмоций, в частности, те, которые формируют ключевые принципы поведения в определенных ситуациях, позволит предугадывать намерения больных и предупреждать их вредные привычки или, например, нежелание принимать лекарства.

5. Роботы-ассистенты для пожилых пациентов

На самом деле, работы уже достаточно давно вошли в мир здравоохранения, однако, с каждым годом они становятся все более «умными». С нарастающим числом пожилых пациентов введение рабочих ассистентов для ухода за ними в условиях дома или больницы становится фактически неизбежным — такая практика уже является реальностью.  Например, известный американский робот TUG способен перемещать инвалидные коляски и разнообразную медтехнику весом более 450 кг. Он также доставляет лекарства и лабораторные образцы. Японский робот Robear может поднимать пожилых пациентов прямо в постели, одних перемещая к инвалидной коляске, других — ставя на ноги и помогая передвигаться. Сегодня ученые также активно занимаются разработкой разумной робототехники, которая сможет выполнять базовые функции медсестры, осуществляя забор крови для анализа и доставляя его в лабораторию, а также ставить капельницы и контролировать состояние больного в процессе терапии.  

6. Биометрические татуировки

Биометрические татуировки, такие как eSkin или VivaLNK, могут передавать медицинскую информацию от пациента — врачу, анализируя основные показатели состояния организма своего носителя. В свою очередь, чипы идентификации RFID вообще могут быть имплантированы под кожу и служить своеобразным идентификационным устройством для пациентов, которые нуждаются в постоянном наблюдении и координации действий с медиками. Предполагается, что подобные устройства смогут измерять все важные параметры здоровья 24 часа в сутки, передавая данные в облачный сервис соответствующих медицинских структур.  Это позволит медикам оказывать первую помощь вовремя, а то и вообще предотвращать инциденты, приводящие к безотлагательному вызову врачей.

7. Медицинские трикордеры

Сейчас разработчики активно работают над удобным для потребителя устройством, способным диагностировать более 10 различных состояний здоровья и измерять жизненно важные симптомы без вмешательства медицинских работников. Устройства будут базироваться на данных, созданных историями самих пациентов и врачей, а также будут снабжены специальными «умными» датчиками, обрабатывать полученные изображения и тестировать биомаркеры — для оценки важных показателей самочувствия пациента.  Собственно, планируется, что вместо того, чтобы постоянно ждать вердикта от медицинских работников, пациенты смогут контролировать собственное здоровье самостоятельно, четко понимая, когда именно следует обратиться за помощью.

8. Интеллектуальные медицинские роботы-помощники

Известная во всем мире разработка IBM — умный бот Watson, на которого инженеры компании делают большую ставку в рамках роста спроса на интеллектуальные системы, — должен помогать врачам в ежедневных медицинских делах. Например, когда врач в состоянии следить всего за несколькими десятками документов в лучшем случае, Watson имеет возможность проанализировать 40 млн. документов за 15 секунд, предложив наиболее вероятный метод лечения. Система Atomwise учится исследовать и анализировать лекарства с целью выяснить, какие из них и в каких случаях являются наиболее эффективными для каждого конкретного пациента. А Google Deepmind Health используется для извлечения данных медицинских записей с целью предоставления лучших и более быстрых медицинских услуг.  

9. Улучшение функций человека

На сегодняшний день ученые работают над созданием и совершенствованием технологий, позволяющих воссоздавать недостающие конечности или больные ткани, что позволит существенно улучшить человеческие возможности. Сейчас во многих научно-исследовательских центрах активно тестируются современные протезы и медицинские экзоскелеты, адаптированные под индивидуальные потребности пациентов.  

10. Портативная диагностика

Современные смартфоны способны поддерживать множество приложений, которые облегчают нашу жизнь и расширяют спектр возможностей пользователей в соответствии с их потребностями, включая контроль показателей здоровья. Сегодня разработчики активно работают над созданием и совершенствованием биосенсорных устройств, которые при регулярной носке позволят пациентам измерять практически любой параметр своего организма без необходимости проведения соответствующих исследований в медицинском учреждении. Устройства будут синхронизироваться с приложениями на смартфонах и регулярно предоставлять комплексную информацию об основных процессах, протекающих в организме человека, заранее предупреждая о возможных проблемах или заболеваниях.

Все права защищены. Ни одна часть статьи не может быть использована в интернете для частного или публичного использования без обязательного активной гиперссылки на сайт everest.ua.

Аналитики назвали TOP5 трендов в медицине и здравоохранении после пандемии

В материале «Открывая дорогу в будущее» представлены прогнозы, которые затронут медицинскую отрасль к 2025 году. Среди них пять, которые касаются медработников непосредственно.

От здравоохранения к здоровому старению

В 2025 году вместо эпизодических визитов к врачу люди будут больше внимания уделять постоянному контролю за здоровьем, предполагают эксперты. Намного больше станет тех, кто изберет скорее проактивный, а не реативный подход к профилактике и лечению. Они будут информированы об индивидуальных рисках развития хронических болезней и заниматься профилактикой, основываясь на персонализированных данных. Многие выберут курс на здоровое старение, поддерживая физическое и психическое здоровье и соблюдая специально подобранные активность и рацион.

Фокус внимания перейдет на превентивные меры, в том числе вакцины, генетические исследования и терапевтические решения, которые усиливают жизненный тонус и благотворно влияют на состояние иммунной системы. Потребители будут следить за своими медицинскими данными через специальные приложения, носимые устройства (умные часы, фитнес-браслеты).

Лучшее здоровье населения для лучшей продуктивности

Общественное здоровье станет приоритетом для властей повсеместно, доля затрат на эту область из общего финансирования здравоохранения вырастет. Национальные организации будут нести ответственность за создание и поддержание надежной и гибкой инфраструктуры общественного здравоохранения, включая координируемые на региональном уровне агентства, высококвалифицированные кадры.

Прочие игроки также будут принимать участие в повышении продолжительности жизни и производительности населения. Внедрение цифровых технологий и других ноу-хау снизит риски для здоровья и усовершенствует профилактику заболеваний.

Парадигмы профилактики и лечения для клиницистов

К 2025 году в медицине произойдет смена парадигмы: врачи будут основывать свои решения на принципах предиктивной, превентивной, персонализированной и предполагающей взаимодействие медицины. Этот переход обусловлен техническими и научными достижениями, большим количеством медицинских данных и информации, а также выросшими ожиданиями к качеству медицинской помощи.

Технологические прорывы в области ИИ, нанотехнологий, квантовых вычислений сделают возможной разработку более быстрых и индивидуализированных диагностических решений. Специалисты также будут вооружены инструментами для принятия клинических решений на основе ИИ, которые объединяют данные о биомаркерах и генетическую информацию, позволяя предоставлять персонализированную и научно обоснованную помощь.

Перестройка принципов работы

Автоматизация и цифровизация помогут медицинским специалистам действовать более продуктивно и вместе с тем перестроить принципы того, кто, где и как выполняет работу. Больше внимания будет уделяться умственным, аналитическим и социальным навыкам, меньше – повторяющимся, административным задачам.

Медработники будут участвовать в междисциплинарном обучении, осваивая более адаптивные и гибкие методы работы. Обучение будет использовать симуляцию и виртуальную реальность, приучая к использованию технологических инноваций.

Медицинская помощь независимо от местоположения

Модель оказания медицинской помощи станет адаптивной, направляя пациентов в наиболее подходящие учреждения, а первичное звено здравоохранения будет пациентоориентированным. Цифровые инструменты будут помогать врачам разрабатывать индивидуальные планы лечения совместно с пациентами. Станет возможным собирать и интерпретировать данные о жизненно важных показателях в режиме реального времени как в больнице, так и на дому.

Коммуникация между медработниками обеспечит более скоординированную, эффективную и экономичную помощь. Появится множество возможностей для мониторинга в реальном времени, с помощью данных биосенсоров, медицинских приложений и личных медицинских записей.

Пять трендов в медицине: что ждет нас в будущем

По прогнозам аналитиков, каждый третий визит к врачу будет проходить в удаленном формате.

Роботы научились дезинфицировать пространства, ухаживать за больными и доставлять посылки, алгоритмы теперь умеют отслеживать дыхание и тяжесть кашля, а искусственный интеллект — прогнозировать распространение вируса, чтобы управлять потоками людей в общественных местах. Пандемия ускорила развитие технологий в сфере медицины и вывела в топ тренды, которые не были так заметны раньше.

Новый цифровой опыт и конфиденциальность данных

В топ пять технологических трендов, которые стимулировала пандемия, попал новый формат телемедицины. Covid-19 заставил пациентов и врачей общаться на расстоянии, в результате во время пандемии количество виртуальных посещений медицинских клиник выросло в 20 раз. По прогнозам, озвученным в новом отчете Accenture Digital Health Technology Vision 2020, в будущем каждый третий визит к врачу будет проходить в виртуальной реальности. Об этом свидетельствует энтузиазм врачей и пациентов, а также открытость потребителей к новым услугам.

Чтобы это произошло, медицинские организации должны переосмыслить накопленный опыт телемедицины и сделать сервис максимально понятным для пациентов. Нужно превратить потенциальных клиентов в партнеров и дать возможность максимально персонифицировать свой опыт. По мировой статистике, около 90% руководителей в области здравоохранения считают это неотъемлемой составляющей успешной конкуренции.

Пока 70% потребителей медицинских услуг обеспокоены тем, что не могут контролировать передачу данных и их последующее использование. Они хотят сами решать, какие данные могут хранить компании после того, как оказали медицинскую помощь. Чтобы повысить лояльность пользователей, корпорации вынуждены сделать сбор данных прозрачным, настраиваемым и легко управляемым.

Вирус заставил нас внимательнее следить за своим здоровьем. Продажи носимой умной электроники и до пандемии показывали невероятный рост, сейчас мы наблюдаем новую волну интереса. Только в первом квартале 2020 года было продано 50 млн устройств. Пандемия мотивировала людей передавать в облако еще больше данных о себе, в том числе местонахождение и температуру тела.

Пока здравоохранение упускает возможность объединять и анализировать весь массив этих данных для того, чтобы развивать предиктивную медицину. Между тем, внимание миллионов пользователей получат сервисы, которые позволят предсказывать, когда, где и какая человеку понадобится медицинская услуга, что у него может заболеть в будущем и какие варианты лечения или профилактики подходят лично ему.

Коллаборация человека и машины

Искусственный интеллект и технологии для работы с ними — еще один тренд, который кардинально меняет современную медицину. По данным Accenture, 69% организаций здравоохранения в Европе и США внедряют или уже внедрили ИИ для автоматизации работы.

Важность коллаборации человека и машины обсуждается давно, но ее необходимость для успешного развития человечества лучше всего продемонстрировала пандемия. Во время вспышек вируса ИИ помогал находить первичные признаки заболевания, вел электронные медицинские карты, отвечал на вопросы пациентов — и тем самым ускорял, улучшал и удешевлял услуги клиник.

Типичный пример такой технологии — сервис от компании Partners HealthCare, который помогает врачам производить первичную сортировку больных. С пациентом общается не доктор, а искусственный интеллект. Именно он определяет, есть ли риск заражения и, за счет скорости обработки данных, сильно разгружает горячую линию клиники.

Руководители высшего звена в здравоохранении пока осознают лишь небольшую часть потенциала искусственного интеллекта. Найдя новые способы взаимодействия человека и машины, компании обеспечат бесперебойную совместную работу. Сотрудники клиник смогут освободиться от рутинной работы, чтобы больше времени посвящать работе с людьми и построению пациентоориентированного подхода к лечению.

Люди и алгоритмы должны лучше понимать друг друга. Для этого компаниям стоит следить за достижениями в области обработки естественного языка и компьютерного зрения и внедрять их, а также нанимать и выращивать специалистов, которые могут обучать и программировать искусственный интеллект под медицинские задачи.

Вечная бета-версия

Covid-19 спровоцировал быстрое развертывание новых технологий и показал, что продукты, услуги и товары больше не могут быть статичными. В режиме реального времени мир тестировал продукты, которые разрабатывались параллельно с тем, как их использовали. Специалисты уже назвали это состояние «вечной бета-версией» и отметили, как легко люди были готовы довериться незавершенным до конца сервисам и технологиям.

Простой пример: правительство Австралии в апреле запустило только что разработанное приложение для отслеживания распространения вируса. За сутки его установили 2 миллиона граждан. Они были готовы довериться продукту, которым никто никогда не пользовался и верили, что большие данные помогут медикам остановить коронавирус.

Эта привычка перейдет и в «постковидный» мир: потребители усвоили, что их опыт влияет на доработку продукта и ждут от производителей обновлений. Это дилемма умных технологий: они обязаны становиться лучше, но для этого они заставляют своих клиентов превращаться в тестировщиков новых гипотез. Здесь же возникает новая угроза: уязвимость инфраструктуры продукта, который всегда находится в бета-версии.

Организации в сфере здравоохранения будут разрабатывать технологические продукты и услуги с учетом постоянного расширения их функциональности. Выпуская их на рынок, разработчики должны надежно защищать внутреннюю экосистему и поддерживать сообщество своих тестировщиков. Сделать постоянно меняющийся продукт комфортным и надежным для пользователей — особое искусство, которым придется овладеть.

С помощью инноваций организация может создать зеркальное отражение нового продукта — его цифрового двойника — и уже на основе него моделировать сценарии и проверять гипотезы. Гипотетическое тестирование продуктов и услуг позволит понять, как увеличить ценность технологии и снизить риск развертывания продукта в критически важных областях медицины.

Роботы-дезинфекторы

Из-за массового заражения врачей и медработников весной 2020 года особое значение в здравоохранении получили роботы. Люди могут поручить им рутинные задачи, например, стерилизацию комнат и измерение температуры у пациентов. Ярким примером стал стартап Youibot, который не только дезинфицировал поверхности ультрафиолетом, но и сканировал внешний вид посетителей, выявляя первичные признаки заболеваний.

В Сингапуре в экспериментальном порядке на улицу вывели робота-собаку Boston Dynamics. Она патрулировала общественные места и транслировала запись о том, как важно соблюдать дистанцию. Автономные роботы клиники Мэйо во Флориде перевозили использованные тесты на Covid-19, а российский стартап «Третье мнение» научился по томографии определять, есть ли у пациента «ковидная» пневмония.

Роботы не заменяют человеческих специалистов, а продолжают и расширяют их возможности. Организации будущего будут нанимать на работу смешанные команды из роботов и людей, кардинально меняя то, как устроен сам уход за пациентами. Медицинские организации будущего столкнутся с новыми проблемами, связанными с инвестициями в таланты, программированием роботов и интеграцией их в рабочий коллектив.

ДНК инноваций

Пандемия не замедлила технологическую революцию, а, наоборот, стимулировала ее и показала, что инновации нужны любой отрасли. Как ДНК человека определяет его личные особенности и таланты, так и инновационная ДНК будет прямо влиять на организацию и ее развитие в будущем.

Она состоит из цифровых технологий, квантовых вычислений и прорывных научных достижений, технологий блокчейна и распределенных реестров. Хорошая новость в том, что компании могут собрать свою уникальную ДНК и объединить нужные им технологии со своими ключевыми компетенциями.

Новые технологии помогают спасать жизни и делать работу врачей более эффективной. Для того чтобы придумывать и внедрять инновации, организациям системы здравоохранения нужна инфраструктура для их создания. По прогнозам аналитиков Accenture, в обозримом будущем каждый третий визит к врачу будет проходить в удаленном формате с помощью технологий. Чтобы быть среди первых, медицинским организациям уже сейчас нужно внедрять комфортную и прозрачную экосистему для работы в цифровом мире в связке с системами поддержки принятия решения, в том числе на базе искусственного интеллекта.

Медицина будущего: какие технологии позволят людям победить старость, болезни и смерть?

Биотех и медицина – одни из самых модных, востребованных и интересных направлений в высокотехнологичном бизнесе. Тысячи амбициозных стартапов привлекают миллиарды инвестиций и представляют продукты, которым место скорее на страницах фантастических романов. Хирурги, которые видят ваше тело насквозь, неразличимые глазом датчики, анализирующие информацию о вашем самочувствии, кибернетические конечности для инвалидов, лазерные скальпели, генная терапия, роботы-сиделки и многое другое. Как все это меняет мир медицины и что нас ждет в ближайшем будущем?

Диагностика

Основа лечения — правильный диагноз, поэтому почти треть современных компаний в биотехе так или иначе связаны с мониторингом физического состояния человека. Наиболее перспективное направление развития — внедрение в организм микродатчиков. Это могут быть небольшие таблетки вроде создаваемых FitBit, или биометрические татуировки, такие как VivaLNK, или RFID — микрочипы, имплантируемые под кожу. Подобные датчики не только в режиме реального времени измеряют все важные параметры здоровья, но и создают полноценную медицинскую карту в облаке, которую может использовать лечащий врач.

Проекты вроде Qualcomm Tricorder X Prize или Viatom Check Me, измеряющие пульс, температуру тела, насыщение ее кислородом, систолическое и артериальное давление, физическую активность и сон, открывают новую страницу в медицинской помощи. Вместо текущих симптомов врач видит динамику на протяжении месяцев. Сами пациенты получают возможность оперативнее замечать негативные изменения в своем состоянии, а медицинские и страховые компании использовать больше данных для оптимизации расходов на лечение и страхование.

Замена и модификация органов

Кростехнологичные проекты обеспечивают прорывы в большинстве медицинских направлений. Например, сочетание 3D-сканирования, 3D-печати, продвинутого софта и новых полимеров произвели революцию в области стоматологии. Если раньше люди вынуждены были выпрямлять зубы и исправлять прикус посредством болезненных, долгих операций, вроде протезирования или брекетов, то сейчас на рынке появилась технология «элайнеров», индивидуальной программы использования прозрачных фиксаторов с минимум неудобств. Еще пять лет назад, когда я только основал компанию StarSmile, об элайнерах в России знали единицы, сегодня – эта технология прочно входит в нашу действительность, особенно с появлением большего количества биосовместимых материалов. В мире уже появились специализированные компании, типа немецкой Next Dent, сосредоточенных только на разработке новых материалов. И их усилия уже приносят свои плоды: сегодня доступны материалы, из которых можно печатать пластиковые временные коронки или целые съемные протезы в нескольких цветах.

Реклама на Forbes

Медицинская 3D-печать и биотехнологическая промышленность заново проектируют весь мир фармацевтики и донорских органов. 2016 был годом успешной 3D-печати печени, артерии и кости. Пересаженные органы показали успешное приживление: поскольку новые ткани основаны на генетической карте самого пациента, то риск отторжения при удачной пересадке минимален. Более того, новые органы сами развивали в себе сеть сосудов и капилляров. В этом году Harvard’s Wyss Institute вплотную приблизился к созданию искусственной почки. И уже в ближайшем будущем врачи смогут напечатать замену для любого органа в нашем теле. Аналогичная ситуация в фармацевтике – 3D-принтеры будут готовить для пациентов дозы лекарств, распечатанных на месте по модели, подготовленной индивидуально лечащим врачом.

Параллельно с печатью живых органов развивается индустрия создания киборгов. Сейчас автоматизированные протезы имеют замещающий характер: миллионы пациентов носят имплантированные дефибрилляторы или кардиостимуляторы, роботизированные конечности, подключенные к нервной сети. Но потенциал развития данного направления гораздо выше, чем простое замещение. Достижения в области будущей медицинской техники будут направлены не столько на ремонт физических недостатков, сколько на создание органов более совершенных, чем спроектированные эволюцией. Зрение во всех областях спектра, усиленные мышцы, сердце, которое никогда не перестанет биться, легкие, позволяющие дышать под водой или в удушливом дыму и т. д. Но пока такие направления остаются чисто теоретическими, работают гораздо более простые, но тем не менее эффективные проекты вроде е-NABLING. Это программа по свободному обмену 3D-моделями доступных протезов плюс инструкции по их печати и эксплуатации.

Исследования

Следующее важнейшее направление биотеха — модернизация процесса R&D. В этой области отчетливо заметны два крупнейших направления: изучение генома человека и моделирование физических процессов с помощью специализированных программ. В мире уже испытывается целая серия микрочипов, которые могут быть использованы в качестве моделей человеческих клеток, органов или целых физиологических систем. Преимущества такой инновации неоспоримы: вместо долгих и опасных исследований компании могут программировать поведение и реакцию человека на тот или иной раздражитель в контексте биотеха на разрабатываемые лекарства. Эта технология спровоцирует революцию в области клинических испытаний и полностью заменит тестирование на животных и людях.

Проект расшифровки генома человека начался около 30 лет назад, но настоящие прорывы были связаны с ростом вычислительной производительности компьютеров. Сейчас эта работа близка к завершению, определено большинство функций генов в ДНК-цепочке человека. На практике это означает начало эры персонализированной медицины, когда каждый пациент сможет получить индивидуальную терапию с настраиваемыми лекарствами и дозировками. Уже сейчас существуют сотни основанных на фактических данных приложений для персональной геномики. Метод быстрого генетического секвенирования был впервые применен командой Стивена Кингсмора для спасения жизни маленького мальчика в 2013 году. Тогда это было невероятным, крайне затратным и уникальным по своей эффективности случаем. Уже в ближайшем будущем это станет обыденной медицинской практикой.

Операции будущего и новое образование

В медицине еще долго будет необходимо присутствие живых врачей. Но благодаря технологиям у них в распоряжении будет нечто большее, чем два обычных глаза: на помощь придет дополненная реальность. Уже сейчас эта, на первый взгляд развлекательная, технология начинает проникать в медицинскую сферу. Цифровые контактные линзы от Google корректируют курс лечения диабета через измерение уровня глюкозы в слезных протоках. Разработка Microsoft Hololens (использование AR во время операций) уже проходит тестирование в Германии. Получаемые через сканирование данные проецируются на очки хирургу, так что доктор буквально может смотреть сквозь тело пациента, видеть кровеносные сосуды перед началом разреза, определять плотность и структуру ткани. Как дополнительное улучшение можно использовать интеллектуальные инструменты: например, хирургический нож iKnife от Imperial College работает как световой меч джедаев. Электрический ток позволяет делать надрезы с минимальной потерей крови, а испаренный дым анализируется масспектрометром в режиме реального времени, давая хирургу полную картину по составу тканей организма.

Еще одна сфера применения AR – программы медицинского обучения. В 2016 году доктор Шафи Ахмед провела первую операцию с использованием камер виртуальной реальности в больнице Royal London. Каждый желающий мог наблюдать за ней в режиме реального времени через две камеры, дающие обзор в 360 градусов. Технологии могут совершенно изменить форматы профильного образования: молодые медики будут изучать анатомию на виртуальных таблицах рассечения, а не на человеческих трупах, а сотни учебных томов будут преобразованы в виртуальные 3D-решения и модели с использованием дополненной реальности. Именно в этом направлении сейчас работают такие компании, как Anatomage, ImageVis3D и 4DAnatomy: интерактивный софт, построенный на дополненной реальности и моделировании ресурсов.

Забота о пациентах и медицинский суперкомпьютер

Роботы постепенно входят в мир заботы о пациентах. Работа врача – поставить диагноз, назначить лечение или провести операцию, а круглосуточный уход можно переложить на плечи разумных автоматов. Сейчас на рынке развиваются сразу несколько подобных проектов. Робот TUG – мобильное устройство, способное нести несколько стоек, тележек или отсеков, содержащих препараты, лабораторные образцы или другие чувствительные материалы. RIBA и Robear используются в работе с пациентами, которые нуждаются в помощи: оба могут поднимать и перемещать пациентов в постели, помочь пересесть в инвалидную коляску, встать или приподняться, чтобы предотвратить пролежни, взять ряд анализов и передать их врачи.

Помимо механических помощников в медицине активно используются методики машинного обучения. Разрабатываемый IBM Watson – искусственный интеллект в области медицины, будет помогать врачам в анализе больших данных, мониторинге как отдельных пациентов, так и целых социальных групп, принятии важных клинических и профилактических решений. Watson имеет возможность прочитать 40 млн. документов в течение 15 секунд и предложить наиболее подходящие методы лечения. Также суперкомпьютеры привлекаются к разработке лекарственных средств для моделирования их влияния на различные болезни, сокращения побочных эффектов и поиска оптимальных химических формул. Еще одно направление – статистика и администрирование. Google Deepmind Health использует данные медицинской документации, чтобы обеспечить наиболее востребованные, эффективные и быстрые услуги в области здравоохранения.

В качестве резюме

Нельзя не упомянуть и о рисках, которые несут в себе прогрессивные технологии. Например, развитие видеоигр спровоцировало синдром зависимости и даже посттравматические расстройства, шлемы виртуальной реальности вызывают привыкание и проблемы со зрением и координацией. Медицинский 3D-принтер наверняка сможет распечатывать не только полезные витамины, но и героин. А лекарства на основе генома в руках террористов – потенциальная угроза появления биологического оружия. Как и любой аспект прогресса, развитие медицины несет в себе множество угроз, и какая чаша весов в итоге перевесит, предсказать невозможно.

6 главных трендов цифровой медицины 2019

Онлайн-запись на прием уже стала будничной процедурой, а в западной медицине наиболее зрелой ИТ-технологией в здравоохранении являются системы электронных медицинских записей (electronic medical records, EHR). Медицинский учет и диагностика цифровизируются повсеместно и очень активно, однако, прогресс не стоит на месте, и новые технологию привносят в эту область очередную волну инноваций. 2019 год обещает стать поворотным в адаптации технологий будущего в широкую медицинскую практику.

По прогнозам аналитиков, мировой рынок цифровой медицины достигнет $206 млрд уже к 2020 году, причем наиболее прибыльные его сегменты — мобильные и беспроводные технологии. Но есть перспективные области, которые и станут основными точками роста в ближайшие месяцы.

1.Искусственный интеллект

Использование систем искусственного интеллекта в медицине ждет своего часа. ИИ-роботы уже активно используются в качестве младшего медицинского персонала для присмотра за пациентами. Но это только верхушка айсберга. Сочетание вычислительных технологий обработки больших данных вкупе с ИИ и системами распознавания изображений уже сейчас становится прорывным для рынка ИТ-медицины в таких практических областях как:

• Диагностика: здесь ИИ-приложения значительно повышают скорость и точность постановки диагноза. Данные пациентов в ИИ-системах анализируются более скрупулезно и тщательно, такие решения уже используются для постановки диагнозов в дерматологии и офтальмологии, для выявления диабета и других заболеваний, которые проявляются в виде очевидных физиологических изменений.
• Разработка медицинских продуктов: Процесс разработки новых лекарственных средств является очень сложным и дорогостоящим, фармацевтическим компаниям приходится решать десятки вопросов, включая этические и юридические. Сегодня ИИ становится помощником в изучении химического и биологического взаимодействия лекарственных средств на основе ранних клинических данных. Самые яркие примеры этого рода — проекты IBM Watson и GNS Healthcare. Кроме того, ИИ-системы активно используются учеными для создания лекарств против рака.
• Оптимизация рабочих процессов: ИИ также помогает автоматизировать рутинную бумажную работу и расписание, то есть то, что всегда чревато ошибками со стороны медицинского персонала, так как эта работа очень монотонная.

2.Большие данные и аналитика

Развитие ИТ в медицине привело к лавинообразному росту медицинских данных о конкретных случаях и пациентах. Это создает новые возможности для анализа и всестороннего изучения огромного массива медицинских статистических данных. Новые интегрированные решения уже могут собирать, обрабатывать, хранить и анализировать большие медицинские данные. Результаты такого анализа будут использоваться для диагностики, выбора тактики лечения, составления медицинских прогнозов, а также помогут страховым компаниям в оценке их рисков.

Системы EHR накапливают десятки тысяч медицинских историй, и во всем мире идет процесс стандартизации таких записей с целью их обмена между медицинскими организациями и научно-исследовательскими институтами (с сохранением прайваси пациентов, конечно). По последним данным, уже 94% госпиталей в США иcпользуют EHR-системы или находятся в процессе их внедрения и развития, а к 2020 году станет реальностью единая европейская система медицинских записей.

3.Медицинский IoT

Медицинский интернет вещей (The Internet of Medical Things — IoMT) представляет собой конкретное отраслевой воплощение глобальной модели IoT. В системах, связанных интернет-соединением, медицинские устройства связываются между собой для обмена данными. IoMT-решения развиваются очень быстро. Сейчас основная область их применения — мониторинг состояния пациентов и людей, требующих специального медицинского ухода. Данные о различных параметрах физического состояния собираются с помощью носимых устройств и медицинских сенсоров и передаются в специализированные системы, которые могут сообщить докторам о критически значимом изменении жизненно-важных показателей. По прогнозам, уже в 2020 году в мире будет использоваться около 30 млрд подключенных IoMT-устройств.

Дистанционный мониторинг позволяет врачам контролировать состояние пациентов даже у них дома, и вообще в любом уголке земного шара. Например, можно отслеживать прием лекарственных средств, уровень сахара в крови при диабете, кровяное давление, а также посылать напоминания и уведомления. Даже гаджеты, предназначенные для массового рынка, постепенно обрастают медицинскими опциями. Например, новые умные часы Apple Watch Series 4 умеют отслеживать сердцебиение, считать калории, распознавать падение и так далее. Некоторые такие устройства, например, фитнесс-трекеры, собирают и хранят такую статистику в специальных мобильных приложениях. 

Носимые технологии также служат оптимизации внутрибольничных процессов. Так, RFID-метки позволяют отслеживать активность персонала в течение дня и корректировать какие-то процессы в пользу их большей эффективности. Следующим эволюционным этапом для IoMT станет использование «умных» пилюль: первая такая «таблетка» получила одобрение FDA США в 2017 году.

4.Телемедицина

Телемедицинские технологии нельзя назвать инновационным прорывом, но их внедрение все еще находится на пике, этот тренд будет долгоиграющим, поскольку на Земле все еще остается множество районов, где прямая медицинская помощь является труднодоступной. Мировой рынок телемедицинских решений достигнет $113,1 млрд к 2025 году. Среди технологий на этом рынке пока доминируют видеочаты, которые позволяют удаленно связаться с медицинским персоналом. По данным IHS, в 2018 году число телемедицинских пациентов в мире достигнет 7 млн человек. 

Но это далеко не единственная возможность использования телемедицины: таким образом можно с большим комфортом вести случаи хронических заболеваний (не нужно являться к доктору слишком часто). Решительный пример перехода на телемедицину продемонстрировала недавно Southwest Medical. Ее сервис NowClinic предоставляет доступ к врачебным консультациям в режиме 24/7, причем среднее время отклика не превышает 10 минут. Сервисом на базе мобильного приложения для iOS и Android пользуются уже 30 тыс. человек.

5. VR/AR в телемедицине

Виртуальная и дополненная реальность могут служить не только развлекательным целям. AR и VR начинают все более активно использоваться в диагностике и обучении медицинских специалистов. Наиболее распространенные области их применения:

• Реагирование на чрезвычайные ситуации: с помощью систем виртуальной реальности можно быстрее искать медицинскую информацию в острых случаях и передавать данные о пациенте еще до его прибытия в госпиталь.
• Профилактика и диагностика: VR/AR-системы позволяют моделировать различные условия и манипулировать камерой, чтобы сравнивать конкретные случаи из практики с информацией из медицинских баз данных, а также воспроизводить виртуально потенциальные эффекты от назначенного лечения.
• Хирургия: в этой области VR используется для 3D-реконструкции подвижных органов. Эта технология особенно полезна, когда хирурги вынуждены работать в стесненных условиях.
• Образование: Технологии виртуальной и дополненной реальности повышают качество медицинского образования. Хирурги могут отрабатывать конкретные приемы в виртуальных средах, такие кейсы уже есть на базе системы Microsoft HoloLens.
• Реабилитация и эмоциональное восстановление: клинические исследования доказали, что использование виртуальной реальности способствует сокращению использования опиоидных препаратов в тяжелых случаях. В некоторых клиниках, как, например, Maplewood Senior Living, VR-шлемы используются для лечения деменции и когнитивных расстройств.

6. Блокчейн

Наконец, в списке трендов нельзя не упомянуть блокчейн. Использование распределенных вычислений в медицине поможет повысить безопасность и защищенность решений в самых разных областях, от IoMT до облачного хостинга данных систем. На базе блокчейна будут развиваться защищенные интерфейсы обмена медицинскими данными между врачами и организациями, которые при этом позволят сохранять анонимность и соответствие требованиям HIPAA и GDPR. В 2017 году американская FDA инициировала исследовательский проект с IBM Watson, чтобы изучить, как это может быть реализовано на практике.

В России пока наиболее развиты возможности электронной записи к врачу (эта опция есть как у частных клиник, так и государственных учреждений — она реализована на портале «Госуслуги»), а также телемедицинские стартапы. В целом цифровая медицина пока находится на самой раннее эволюционной стадии по целому ряду причин, от неготовности технической базы клиник до отсутствия государственного регулирования данной сферы. Выход закона о телемедицине послужил катализатором для роста интереса инвесторов к digital в здравоохранении. Среди наиболее успешных и развитых стартапов можно отметить «Мое здоровье» и DocDoc, а также Doc+.

Фактическое отсутствие конкуренции в этой сфере в России открывает российским компаниям широкое поле для экспериментов. Через три-пять лет на него выйдут большинство крупных ИТ-игроков (у «Яндекса» уже работает сервис «Яндекс.Здоровье»), и картина получится совсем другая. А пока здесь осталось пространство для создания амбициозных проектов, которые могут стать лидерами в будущем.

5 основных трендов медицины будущего

Словно паук из пластика и стали робот нависает над верхней частью туловища пациента: длинные иглы проникают сквозь кожу и через них вводятся камеры, зажимы и скальпели. С их помощью на экране монитора хирург может удалить простату, прооперировать сердечные клапаны или отсечь фаллопиеву трубу. Даже раны он может зашить с помощью специального джойстика и ножных педалей.

Интерфейс «человек-машина»

Сцена из рекламного ролика производителя медицинских роботов кажется захватывающей и устрашающей. Но к этому пора бы уже привыкнуть. Подобные устройства уже около 15 лет применяются в операционных — только в Германии, по данным производителя, их установлено более 60 штук. Поэтому больший интерес представляет другой участник процесса: врач-хирург. На видео ему достаётся лишь второстепенная роль. И даже если пока он управляет набором инструментов на мониторе с помощью специальных манипуляторов и ножных педалей, послание в целом ясно: и операционные залы не обходятся без автоматизации. Рано или поздно машина заменит человека, которой ей сейчас управляет.

Разумеется, уже довольно давно существуют прототипы, которые могут выполнять определенные хирургические действия без вмешательства человека. Они используют фотоснимки и рентгенограммы, ультразвук и множество других сенсорных данных, чтобы на основании трёхмерной функциональной модели пациента разрабатывать и реализовывать стратегии операций. Первые исследовательские группы уже работают над разработкой нанороботов, которые перемещаются по кровеносной системе, охотятся на раковые клетки или поддерживают иммунную систему.

В последние годы медицина показала поразительное количество подобных сенсационных достижений. Тем не менее, самые большие успехи ещё впереди. Ведь процессы, начавшиеся 200 лет назад как ответ на вызовы промышленной революции, достигли своего расцвета в информационном веке. После того, как медицина объявила человека «ремонтируемым устройством», благодаря новейшим технологиям человек становится информацией и тем самым — частью алгоритмической революции. Если техника и медицина станут единым целым, это может расширить границы человеческого существования. Медицина, если угодно, обещает нам светлое будущее.

Индивидуальные человеческие «запчасти»

Браслет Ava собирает данные о менструальном цикле женщины, чтобы на их основании определить дни, благоприятные для зачатия

Совместное развитие высоких технологий и медицины можно свести к пяти основным процессам: алгоритмическая диагностика и профилактика заболеваний, автоматизация медицинских услуг, миниатюризация и мобилизация лабораторий, индивидуализация медицины и массовое индивидуальное производство человеческих органов.

Объединяет все эти разработки то, что они становятся возможными благодаря достижениям в области алгоритмических данных и обработки сигналов, стабильному, быстрому и повсеместному подключению к Интернету, а также огромным успехам в сфере компьютеризированных медицинских исследований. Однако эти, не только медицинские вехи, не имели бы никакого значения без нового представления о человеке в цифровой форме, а именно — концепции организма как комплексной, принципиально поддающейся управлению системе.

Следствия этой новейшей разработки, как описывает медицинский футурист и писатель Берталан Меско, являются весьма практичными: инструменты диагностики становятся всё точнее и всё чаще пациенты применяют их вместо врачей. Лечение всё чаще может быть направлено на ситуации отдельных пациентов, иногда даже на уровне ДНК. В конце концов, всё больше крупных операций и большинство мелких «планируются» компьютерами и выполняются роботами.

Компоненты для них, а также персонализированные лекарства изготавливаются в лабораториях. В целом изменяются традиционные отношения между пациентом, врачом, лабораторией и машиной: медицина становится индивидуальной, более точной и более сложной. Этот принцип осуществляется вплоть до общественного уровня, где огромные массивы данных о состоянии здоровья большого числа индивидов объединяются в своего рода модель медицинского прогноза для всего населения.

Тренд № 1: алгоритмы лучше лечат

Искусственный интеллект распознаёт рак кожи
Система профилактики рака кожи с применением смартфона действует благодаря распознаванию изображений. Она обнаруживает хаотическое разрастание тканей на фото родимого пятна.

Человеческое тело слишком сложно, чтобы понимать его как целое. Гораздо легче определить неполадки в системе, например, с помощью алгоритмов для распознавания образов. Нарушение сердечного ритма, хаотический рост клеток кожи или изменение голоса могут свидетельствовать о возникшей проблеме. Путём обучения машины в медицине можно отличить норму от отклонения. Это обещает успех, прежде всего, в мобильной профилактике болезней благодаря самим пациентам.

Так, в настоящее время разрабатывается несколько приложений, которые с помощью алгоритмов распознавания изображений могут идентифицировать проблемные родимые пятна, и они уже выполняют это точнее, чем когда-либо мог делать человек. Для этого не требуется даже очень хорошая камера или дорогой смартфон.

Этот метод является универсальным, независимо от того, используются ли визуальные данные, тоны сердца, особенности речи или абстрактные наборы данных. Путём сбора данных алгоритм учится отличать желательные образцы от нежелательных и затем с поразительной точностью находит их в новых данных.

Благодаря тому, что этот подход настолько хорошо зарекомендовал себя, он в настоящее время также испытывается для раннего определения болезни Паркинсона и шизофрении на основании коротких записей речи. Тем не менее, он также может применяться для анализа существующих массивов данных с целью поиска ранее неизвестных закономерностей, независимо от того, идёт ли речь об нераспознанных симптомах, скрытых взаимодействиях или даже мошенничестве с рецептами.

Впрочем, у алгоритмов уже появляются противники: поскольку алгоритмы находят связи, не улавливаемые ни одним человеком, они становятся непонятными (см. блок Проблема «черного ящика»).

Тренд № 2: роботы-хирурги и наномедицина

Робот-«оригами», созданный в Массачусетском институте, разворачивается в желудке или кишечнике; управление и перемещение осуществляется с помощью внешнего магнитного поля

Компьютеры уже довольно давно оказывают помощь при планировании хирургических вмешательств, а запрограммированные роботы, такие, как хирургическая система da Vinci, ассистируют людям-хирургам, обеспечивая выверенное перемещение инструментов. Их потенциал увеличивается вместе с точностью конфигурации их моделей пациентов.

Благодаря новым методам распознавания изображений они теперь настолько точны и современны, что роботы могут проводить операции частично или полностью автоматически. Так, например, робот Smart Tissue Autonomous Robot (STAR) под наблюдением сшивает мягкие ткани с миллиметровой точностью. Свои выходные данные он получает от системы флуоресценции и передачи изображений в 3D, а также датчика давления.

В будущем медицинские наноботы будут выглядеть следующим образом: действующие подобно рою устройства размером с клетку, которые самостоятельно выполняют «профилактические работы» в организме, например, помогают при наращивании костей или отмечают клетки опухоли для иммунной системы. При этом наномедицина будет использовать механизмы тела: наноботы плывут в жидкостях организма к своей цели, как мини-«бродяги» прикрепляются к аутогенным клеткам или располагаются и формируют ткань вокруг органов, нуждающихся в помощи.

Тренд № 3: Из приёмной — в гостиную

Роботы-сиделки оказывают помощь при уходе за пожилыми и больными людьми; их человекоподобный внешний вид создаёт доверительную атмосферу

Основой для медицины будущего представляются новые объёмы данных, в которые также вносят свою долю и сами пациенты, благодаря новым инструментам диагностики и своей инициативе к самостоятельным измерениям. В этом случае смартфон может внезапно сообщить: лучше сходи к врачу, твоё сердце вытворяет странные вещи! Традиционные места медицинского приёма и в самом деле меняются: диагностика производится рядом с пациентом или незаметно по его профилю данных в вычислительном центре.

Кроме того, существует также целый комплекс биодатчиков и мини-лабораторий, которые могут выполнять сложные исследования без профессиональных знаний своих пользователей. Так, например, пациенты с маниакально-депрессивным психозом, к примеру, должны измерять содержание лития в крови с помощью хемосенсоров, а мужчины, желающие иметь детей, — качество спермы.

В виде проглоченной нанопроволоки подобные микро-лаборатории могли бы исследовать весь кишечник на биомаркеры раковых опухолей и, при их наличии, отправить уведомление на смартфон (и согласовать дату посещения проктолога). Благодаря объединению устройств в единую сеть медицинский персонал может управлять всё большим числом операций дистанционно, в том числе с помощью хирургических роботов. Подобные массивы данных смещают фокус с лечения на профилактику. Но они влекут за собой новые требования к защите данных и риски конфиденциальности.

Из 3D-принтера появляются на свет не только «запчасти» для людей, но и «обновления»: более прочные, более эластичные

Проблема «черного ящика»

На машинное обучение возлагаются большие медицинские надежды: с помощью этого метода в массивах данных с высокой степенью надёжности могут определяться известные образцы, например, нетипичное разрастание тканей, изменения речи или неблагоприятные особенности. Однако этот метод рискован! Распознавание образцов, в отличие от традиционных методов, едва ли является убедительным для людей.

Статистически верные, но совершенно бессмысленные взаимосвязи возникают вследствие искаженных данных подготовки алгоритма или большого разнообразия данных. Таким образом, дело доходит до фатальных ошибочных диагнозов, причины которых остаются необъяснимыми. Поэтому исследователи данных (например, Рич Каруана) предостерегают от слепой уверенности в алгоритмических «черных ящиках». Вместо этого необходимо выбирать традиционные методы, даже если они являются менее точными. И ещё: компании оберегают «чёрные ящики» от независимого контроля и тем самым монополизируют знания. Здоровье не должно становиться тайной.

Тренд № 4: биологические имплантаты из 3D-принтера

Пластиковые протезы из 3D-принтера — это только начало: не только печатные оригиналы становятся более сложными и бионическими (например, модель ноги козы, смоделированная командой исследователей). Материалы также становятся более интеллектуальными: новые протезы экономят энергию, передают сигналы обратной связи усилий в нервную систему и даже могут перемещаться с помощью мускульных импульсов.

3D-печать также увеличивает производство биоматериалов. Так, некоторые исследовательские группы представили методы изготовления полностью совместимой человеческой кожи: с помощью одного из них кожу «печатают» непосредственно на рану, которая ранее была измерена с помощью лазера. Другие послойно наносят в кюветы кожные структуры, которые в дальнейшем могут свободно использоваться. Преимущества аддитивной печати: с помощью подобных методов могут также создаваться сложные 3D-структуры из различных материалов, например, целые органы.

Тренд № 5: Индивидуальное лечение

По массе
Сети фастфуда используют высокие технологии для того, чтобы тайком сделать свою еду более полезной. Это могло бы помочь людям, мало заботящимся о здоровье, питаться лучше

Эти четыре разработки встречаются в супер-тенденции персонализированной медицины: вместо диагностики и терапии, направленных на помощь как можно большему числу людей, развиваются методы индивидуального лечения и производятся медикаменты для отдельных пациентов.

Например, при лечении рака лёгких это уже осуществляется с помощью т. н. «таблеточной терапии»: при этом с помощью генетического исследования определяется, существует ли определённая мутация клеток в опухоли, а затем на неё воздействуют специально подобранными медикаментами с меньшим числом побочных эффектов.

Персонализированная медицина пока находится в начале своего пути. Однако на горизонте уже ждёт генетика. В конечном итоге, благодаря новейшему методу редактирования генома CRISPR/Cas, который отличается низкими затратами и пригодностью для использования в массовом порядке, будет применяться индивидуальное вмешательство в генетический материал пациентов и возбудителей болезней.

Актуальная тема дискуссии: фармацевтическая промышленность находится в лихорадочном поиске новых биомаркеров, в том числе молекулярных следов данных или даже таких, из которых могут развиваться опасные болезни, протекающие без симптомов.

Будущее для всех

Соединённые
проводами
Космонавты на борту
МКС постоянно соби-
рают собственные
медицинские данные
и испытывают опера-
ции с использовани-
ем электронных ме-
тодов для оказания
первой помощи в
космосе

Современная медицина всегда была и историей технического успеха. В наши дни, когда всё больше стираются границы между биологией и технологиями, это могло бы означать новый порядок вещей для человека: считаются ли в этом случае болезнями пороки, ранее оцениваемые как природные? Если машины «заболевают», можете ли вы подхватить от них вирусы?

При этом не стоит забывать: величайшие открытия медицины никогда не привлекали всеобщее внимание. Искусство врачевания всегда расцветало именно в тот момент, когда могло принести наибольшую пользу человечеству, то есть тогда, когда оно становилось дешевле, проще, доступнее и универсальнее. И, возможно, это является одной из главных задач медицины будущего: обеспечить возможность исцеления всем, а не только избранным, с огромными затратами и невероятными методами.

Медицина будущего должна оцениваться по результату, а не по внешнему воздействию, поскольку её задачей является лечение болезней, а не празднование сногсшибательных успехов или упование технологическими новациями.

ФОТО: Universidad Carlos III de Madrid; Thomas Splettstoesser/wwwscistylecom/Wikipedia/CC BY-SA 4.0; dpa/Picture Alliance/AP Photos/Eric Risberg; Northwestern University; NASA; Fraunhofer IPA; Melanie Gonick/MIT

New Directions Behavioral Health нанимает Арона Халфина на должность главного врача

«Я рад присоединиться к New Directions и быть частью компании, которая глубоко сосредоточена на том, чтобы делать правильные вещи для своих членов», — сказал Халфин. «Стратегическое направление, качество и превосходное обслуживание New Directions привели к впечатляющему росту компании. Я с нетерпением жду дальнейшего развития ее успеха».

Халфин обладает более чем 30-летним опытом управления здравоохранением и клиническим опытом работы в групповой психиатрической практике, больницах и учреждениях регулируемого медицинского обслуживания.Совсем недавно он был вице-президентом и национальным, медицинским, клиническим и операционным директором службы поведенческого здоровья Anthem. До Anthem он занимал руководящие должности в Centene Corporation, где занимал должность вице-президента по клиническим операциям, и в компании Magellan Health Services, где он занимал должность главного врача в группах Health Plan Solutions и Public Solutions Group. Халфин проработал 11 лет в частной психиатрической практике, специализируясь на психофармакологии расстройств настроения и расстройств, связанных с употреблением психоактивных веществ.

Получив медицинскую степень в Медицинской школе Университета Коста-Рики, он закончил резидентуру по психиатрии в Колледже врачей и хирургов Колумбийского университета в Нью-Йорке и стажировку по психофармакологии в Нью-Йоркском университете.

«Доктор Халфин — опытный психиатр, который предоставит нам медицинское руководство высокого уровня, необходимое для достижения положительных результатов в отношении здоровья наших членов», — сказал президент и генеральный директор Джон Квик.«Его глубокие познания в области медицинского и поведенческого здоровья помогут гарантировать, что мы продолжим создавать качественные программы и обеспечивать высокое качество обслуживания для наших участников и клиентов».

О New Directions

Компания New Directions, основанная в 1995 году, помогает людям вести здоровый и сбалансированный образ жизни. Эта быстрорастущая медицинская компания предоставляет услуги по управлению поведенческим здоровьем, программы помощи сотрудникам (EAP), организационное консультирование и обучение по вопросам здоровья частным и государственным планам здравоохранения, компаниям из списка Fortune 100, работодателям и трудовым группам.Для получения дополнительной информации посетите ndbh.com.

ФОТО — http://photos.prnewswire.com/prnh/20160425/359621 Логотип
— http://photos.prnewswire.com/prnh/20150504/213651LOGO

ИСТОЧНИК New Directions Поведенческое здоровье

Ссылки по теме

https://www.ndbh.com

Употребление психоактивных веществ и наркомания | Freeman Health

Восстановление реально

В New Directions специально обученные врачи, психиатры, практикующие медсестры и фельдшеры могут выписывать лекарства, которые помогут вам избавиться от тяги к опиоидам, таким как героин, OxyContin ^® и Percocet ^® .

Бупренорфин (также называемый Субутекс ^® или Субоксон ^® ) — это таблетка, которую вы принимаете внутрь, или пленка, которая растворяется под вашим языком. Он снижает тягу многих людей и помогает им воздерживаться от героина и таблеток. Вы даже можете получить рецепт в местной аптеке.

Бупренорфин лучше всего подходит для пациентов, которые хотят и могут принимать лекарства ежедневно в соответствии с предписаниями. Это лекарство необходимо принимать каждый день, и вам может потребоваться попробовать разные количества, чтобы получить правильную дозу.

Подробнее о бупренорпине

Часто задаваемые вопросы о лечении расстройства, связанного с употреблением опиоидов

Лекарства — все, что мне нужно для выздоровления?

Вам могут потребоваться другие услуги, которые помогут вам выйти из цикла зависимости и восстановить свою жизнь, например:

• Разговор с психологом о причинах употребления наркотиков
• Встречи с такими же людьми, как вы, которые также проходят лечение
• Помощь в поиске трезвого жилья и работы

Как мне поговорить со своим врачом о лечении?

Может быть полезно записать свои вопросы перед встречей.Вы можете задать следующие вопросы:

• Как лекарства могут помочь моему выздоровлению?
• Какое лекарство, по вашему мнению, лучше всего мне подходит? Почему это лучше для меня?
• Какие еще шаги мне следует предпринять, чтобы помочь моему выздоровлению?

Как долго мне нужно принимать лекарство?

Это зависит от обстоятельств. Многие люди долгое время принимают лекарства каждый день, а иногда и всю оставшуюся жизнь. Мы не просим людей, которые принимают лекарство от холестерина, прекращать лечение, когда оно подействует.То же самое верно для лечения OUD и других долгосрочных состояний.

Могу ли я стать зависимым от лекарств, используемых для лечения расстройства, связанного с употреблением опиоидов?

Метадон и бупренорфин не заменяют одну зависимость другой. Когда вы принимаете эти лекарства в правильной дозе, они не вызывают кайф. Вместо этого они снижают тягу к опиоидам и облегчают абстинентный синдром. Эти лекарства восстанавливают баланс в вашем мозгу, чтобы вы могли выздоравливать и оставаться сильными в своем выздоровлении.

Что произойдет, если я приму опиоид во время приема одного из лекарств для лечения OUD?

Употребление отпускаемых по рецепту опиоидов или рекреационных препаратов при приеме лекарств от зависимости может быть опасным.Это может вызвать затрудненное дыхание, кому и даже смерть. Поговорите со своим врачом, если у вас есть какие-либо вопросы или опасения. Они могут прописать варианты, которые не взаимодействуют друг с другом, или они могут изменить вашу дозу. Важно сообщить врачу обо всех других лекарствах, которые вы принимаете, включая витамины и травы. Не прекращайте принимать какие-либо лекарства, не посоветовавшись предварительно с врачом.

новых направлений в лечении агрессивного поведения лиц с психическими расстройствами и нарушениями развития — Nova Science Publishers

Описание

Содержание

Предисловие

Предисловие

Глава 1 с.1-104.
Объем агрессивного поведения людей с психическими отклонениями и нарушениями развития
(Роберт Пол Либерман, Гэри В. ЛаВинья, Линда Хьюм, Броди Патерсон, Хейзел Пауэлл, Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе, Школа медицины, Калифорния, США, и другие)

Глава 2 с. 105-240.
Основные принципы лечения агрессивного поведения лиц с психическими расстройствами и отклонениями в развитии
(Роберт Пол Либерман, Гэри В. ЛаВинья, Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе, Медицинский факультет, Калифорния, США, и другие)

Глава 3 с.241-294.
Комплексная функциональная оценка для разработки новых методов лечения агрессивного поведения
(Томас Дж. Уиллис, Гэри В. ЛаВинья, Институт прикладного анализа поведения, Калифорния, США)

Глава 4 с. 295-322.
Поддержка позитивного поведения в лечении агрессии
(Гэри В. ЛаВинья, Томас Дж. Уиллис, Лори Энн Дотсон и Кэтрин Эдвардс, Институт прикладного анализа поведения, Калифорния, США)

Глава 5 с. 323–360.
Неаверсивные реактивные стратегии (NARS) для снижения эпизодической жестокости агрессии и уменьшения потребности в ограничительных методах
(Мэтью Спайсер, Никола Крейтс, Англикар, Тасмания и другие)

Глава 6 с.361-390.
Многоэлементная поддержка поведения для людей с приобретенной травмой головного мозга
(Брайан МакКлин, Марк Стэнтон, Acquired Brain Injury Ireland и другие)

Глава 7 с. 391-414.
Роль позитивной поведенческой поддержки в сокращении использования ограничительной практики
(Дэвид Аллен, Питер МакГилл, Марк Смит, Кардиффский университет, Великобритания и другие)

Глава 8 с. 415-488.
Фармакологическое лечение агрессии у лиц с психическими отклонениями и нарушениями развития
(Роберт Пол Либерман, Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе, Школа медицины, Калифорния, США)

Глава 9 с.489-712.
Поведенческая терапия для агрессивных людей с психическими расстройствами
(Роберт Пол Либерман, Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе, Школа медицины, Калифорния, США)

Глава 10 с. 713-790.
Распространение доказательных методов лечения агрессивного поведения
(Линда Хьюм, Броди Петерсон, Хейзел Пауэлл, Роберт Пол Либерман, Гэри В. ЛаВинья, Школа медсестер, акушерства и социальной помощи при Университете Напьера, Эдинбург, Шотландия, и другие)

Приложение

Индекс

---

Обзоры

«Есть несколько книг, более актуальных и нужных, как это описание основанных на фактических данных и ориентированных на человека методов лечения, которые могут предотвратить и эффективно лечить агрессивное поведение людей с умственными недостатками и нарушениями развития.В этой группе населения непропорционально много агрессоров и жертв агрессии. Доктора Либерман и ЛаВинья разработали и распространили наиболее важные методы предотвращения и лечения насилия, которое в последние годы достигло масштабов эпидемии ». — Роберт Э. Дрейк, доктор философии, доктор медицины, профессор психиатрии Эндрю Томсона, Медицинская школа Гейзель-Дартмут

«Эта научная книга национальных лидеров по борьбе с агрессией среди лиц с психическими отклонениями и нарушениями развития является важной книгой для всех психиатров, психологов и специалистов в области уголовного правосудия.Нет лучшего времени, чтобы узнать, как уменьшить бедствия, происходящие каждый день, с помощью неконтролируемого насилия со стороны людей с заболеваниями мозга ». — Питер К. Уайброу, доктор медицины, профессор и исполнительный председатель, кафедра психиатрии и биоповеденческих наук, Медицинская школа Геффен-Калифорнийский университет

«Этот выдающийся сборник новых и эффективных методов лечения агрессии у лиц с психическими расстройствами и нарушениями развития очень необходим для контроля и уменьшения насилия, от которого страдает наше общество.В главах содержится практический и подтвержденный вклад в работу клиницистов, лиц, обеспечивающих уход, исследователей и специалистов в области уголовного правосудия ». — Нирбхай Н. Сингх, доктор философии, клинический профессор психиатрии, Медицинский колледж Джорджии

«Эта мастерски написанная книга предлагает эффективные методы эффективного и гуманного решения насущной проблемы агрессии среди людей с нарушениями мозга. Методы описаны четко, а их применение наглядно проиллюстрировано на реальных примерах.Использование методов, разработанных Либерманом и ЛаВинья, позволит практикующим научить людей с нарушениями функции мозга социально приемлемым формам поведения для интеграции людей в позитивные общественные роли и функционирование ». — Хьюитт Б. «Расти» Кларк, доктор философии, почетный профессор Университета Южной Флориды Разработчик процесса перехода к независимости для молодежи

5 фактов, которые нужно знать о новых направлениях в области психического здоровья

На открытии пленарного заседания 73-й ежегодной научной конференции Общества биологической психиатрии (СОБП) в Нью-Йорке Эрик Дж.Нестлер, доктор медицинских наук, объяснил, что депрессия может фундаментально отличаться у пациентов мужского и женского пола.

Нестлер, профессор нейробиологии семьи Нэшей и директор Института мозга Фридмана, объяснил, что при исследовании тканей из двух банков мозга исследователи обнаружили больше генетических аномалий в мозге мужчин с депрессией, чем в мозге женщин с депрессией. тот же диагноз, и в этих образцах совпадение генов совпадало только от 5% до 10%. Он предположил, что это исследование может послужить убедительным аргументом в пользу целенаправленной терапии депрессии с учетом пола.

2. Новое лечение депрессии показывает снижение потенциала злоупотребления.

Не все пациенты имеют адекватный ответ на существующие фармакологические методы лечения большого депрессивного расстройства, и сохраняются опасения по поводу потенциала злоупотребления некоторыми агентами. На встрече SOBP исследователи представили результаты о том, что добавление антагониста опиоидных рецепторов снижает вероятность злоупотребления дополнительной лекарственной терапией при большом депрессивном расстройстве.

ALKS 5461, исследуемая лекарственная терапия, объединяет бупренорфин с самидорфаном, антагонистом µ-опиоидных рецепторов.В исследовании с участием независимых добровольцев, принимавших опиоиды, частота нежелательных явлений, связанных с эйфорией, была такой же низкой для исследуемого препарата, как и для плацебо, и не было никаких доказательств зависимости или отмены препарата.

Отдельное исследование, представленное на ежегодном собрании Американской психиатрической ассоциации (APA) в 2018 году, продемонстрировало, что препарат обладает стойким антидепрессивным эффектом до 52 недель.

3. Психиатрическая помощь должна быть нацелена на первичную профилактику

Бенджамин Г.Драсс, доктор медицины, из Школы общественного здравоохранения Роллинза при Университете Эмори, объяснил во время заседания APA, объяснил, что психиатрическая помощь, которая в настоящее время направлена ​​на предотвращение инвалидности или неблагоприятных исходов, когда у пациента уже есть психическое расстройство, необходимо сместить акцент на первичную профилактическую работу, которая распространяется на все население. Цели действий включают социальные факторы и то, как социальные детерминанты здоровья приводят к другим проблемам. Он объяснил, что для решения проблем, связанных с окружающей средой, бедностью и неблагоприятными событиями в детстве, необходимо идти «вверх по течению».

4. Телепсихиатрия заполняет пробелы в психиатрической помощи в недостаточно обслуживаемых регионах

Также на встрече APA представители Project Extension for Community Healthcare Outcomes (ECHO), программы, которая предоставляет психиатрическую помощь недостаточно обслуживаемым пациентам в Соединенных Штатах и Канада объяснила, что телепсихиатрия может расширить доступ к столь необходимой помощи, особенно в сельских районах.

Программа ECHO использует модель, в которой еженедельно проводится двухчасовая клиника, и врачи первичной медико-санитарной помощи звонят, чтобы проконсультироваться со специалистами-психиатрами.В клинике обсуждается передовой опыт и более подробно рассматриваются анонимные случаи. Наконец, специалисты предоставляют рекомендации по внедрению, которые врачи первичной медико-санитарной помощи могут использовать на практике.

5. Цифровые инновации демонстрируют положительные результаты в лечении общих проблем психического здоровья

Наконец, на встрече APA Кэтрин М. Солсбери, доктор философии, исполнительный вице-президент Ассоциации психического здоровья города Нью-Йорка, объяснила, что платформа ее организации , iHELP Sandy, который был разработан и развернут после урагана Sandy, привлек более 4000 человек к цифровым услугам для лечения депрессии, беспокойства и других психических заболеваний после стихийного бедствия.По словам Солсбери, до апреля 2016 года 59% лиц, участвовавших в программе iHELP Sandy, показали улучшение по сравнению с исходным уровнем как минимум на 24%, а у 89% лиц с тяжелыми нарушениями состояние улучшилось на 44%.

Программа диеты Новое направление | Омаха, NE

Играть

Ищете программу похудания под руководством медицинских экспертов, которые знают, что нужно, чтобы похудеть и не потерять его?

Что-нибудь из этого знакомо?

• Вы перепробовали все, от пропуска приемов пищи до всех известных программ похудания, и не похудели.
• Вы похудели, но, как повторяющийся дурной сон, весы медленно возвращаются вверх после завершения программы.
• У вас высокое кровяное давление или другое заболевание, которое заставляет вас нервничать из-за того, что вы попробуете какую-то программу, проводимую «тренерами по здоровью», которые имеют хорошие намерения, но не имеют медицинской подготовки.
• Вы испугались, или ваша семья страдала сердечными заболеваниями или диабетом.
• Вы из тех людей, которые преуспевают, регулярно встречаясь не только с медицинскими экспертами по снижению веса, но и с другими людьми, находящимися в одном и том же путешествии, борющимися за снижение веса.
• Вы отчаянно хотите поддерживать здоровый вес, чтобы избежать того, через что, как вы видели, переживают близкие.
• Вы пообещали себе, что в этом году вы окончательно похудеете и сохраните его навсегда.

Если да, то программа по снижению веса New Direction® может вам подойти.
Программа представляет собой безопасную и эффективную систему похудения, которую проводят врачи, фельдшеры и зарегистрированные диетологи-диетологи. Вы получите пользу от индивидуальных занятий с командой экспертов по снижению веса, а также от еженедельных групповых занятий.

Руководства для пациентов

Программа похудания New Direction® включает:

• Медицинский мониторинг, включая лабораторные работы и регулярные посещения врача
• Потеря веса колеблется от 0,5 до 5 фунтов в неделю, в зависимости от человека и плана питания
• Заменитель пищи с отличным вкусом, высоким содержанием белка и низким содержанием углеводов, обеспечивающий 100% рекомендуемой суточной нормы 24 витаминов и минералов
• Еженедельные групповые учебные занятия по вопросам питания, физических упражнений и изменения поведения
• Еженедельные проверки веса и артериального давления

Выберите один из двух планов питания:

• Низкокалорийная диета (ЖК) для постепенной и стабильной потери веса.Обычно сюда входят батончики и коктейли для двух или трех приемов пищи в день
• Очень низкокалорийная диета (VLCD) для интенсивной и быстрой потери веса. Это полный отпуск от еды, так что вы можете не беспокоиться о приготовлении пищи для себя, пока вы изучаете мысленную игру в еде, чтобы улучшить свое здоровье

Оба тарифных плана включают отличные дегустации, заменители еды, такие как коктейли с высоким содержанием белка, пудинги, супы и батончики, которые вы можете попробовать во время бесплатных информационных сессий.

Еда, которую вы покупаете в рамках программы, дешевле, чем вы бы заплатили, если бы вы покупали фаст-фуд, в среднем 67 долларов в неделю за низкокалорийную версию и 100 долларов за тех, кто придерживается очень низкокалорийной диеты.

Для начала позвоните нам по телефону 402.559.9500, чтобы узнать, когда запланирован следующий бесплатный информационный курс, и укажите код NewDirection2020.

Мы предлагаем программу, которая поможет вам не набрать вес:

Когда вы достигнете своей цели по снижению веса, вы присоединитесь к поддерживающей фазе плана New Direction®, называемой «Шаги, чтобы избежать восстановления» (STAR), за 25 долларов в месяц.Темы включают: развитие навыков в питании, упражнения и изменение поведения.

Все занятия проводятся несколько раз в неделю как в Медицинском центре Небраски, так и в нашем центре Village Pointe.

Чтобы узнать больше о программе замены еды «Новое направление», посетите одну из наших еженедельных бесплатных информационных сессий в Центре бариатрии. Для регистрации позвоните по номеру 402.559.9500.

Примечание. Результаты похудания зависят от человека.Никаких гарантий потери веса не предоставляется и не подразумевается.

прикладных случаев экологического здоровья книга Ричарда Остфельда, Питера Дашака и А. Алонсо Агирре

Описание

В последние годы виды и экосистемы оказались под угрозой со стороны многих антропогенных факторов, проявившихся в локальном и глобальном сокращении популяций и видов. Хотя мы рассматриваем природоохранную медицину как развивающуюся область, эта концепция является результатом долгой эволюции трансдисциплинарного мышления
в области наук о здоровье и экологии и лучшего понимания сложности этих различных областей знаний.Консервативная медицина родилась в результате взаимного обогащения идей, порожденных этим новым трансдисциплинарным дизайном. В нем исследуются связи между изменениями климата, качества среды обитания и землепользования; появление и повторное появление инфекционных агентов, паразитов и загрязнителей окружающей среды; и поддержание биоразнообразия и функций экосистем, поскольку они поддерживают здоровье сообществ растений и животных, включая человека. За последние десять лет появились новые инструменты и институциональные инициативы для оценки и мониторинга проблем экологического здоровья: ландшафтная эпидемиология, экологическое моделирование болезней и веб-аналитика.Внедряются новые виды комплексной экологической оценки здоровья; Эти усилия
включают исследования экологических индикаторов с использованием специальных средств биомедицинской диагностики. Другие инновации включают разработку неинвазивных методов физиологического и поведенческого мониторинга; адаптация современных молекулярно-биологических и биомедицинских технологий; разработка стратегий мониторинга заболеваний на уровне
населения; создание экосистемных подходов к надзору за здоровьем и дозорными видами; и адаптация систем мониторинга здоровья к соответствующим ситуациям в развивающихся странах.«Новые направления природоохранной медицины: прикладные примеры экологического здоровья» рассматривает эти проблемы
с соответствующими тематическими исследованиями и подробными прикладными примерами. Новые направления природоохранной медицины ставят под сомнение представление о том, что здоровье человека — это отдельная проблема, выходящая за рамки экологии и взаимодействия видов. Здоровье человека, здоровье животных и здоровье экосистемы сближаются
, и в какой-то момент будет немыслимо, чтобы когда-либо существовало четкое разделение.

Об авторе

Алонсо Агирре — исполнительный директор Смитсоновско-Мейсонской программы глобальных исследований в области охраны природы при Смитсоновском институте биологии сохранения в Фронт-Рояле и доцент кафедры экологических наук и политики Университета Джорджа Мейсона, Фэрфакс, Вирджиния.Он является основателем развивающейся дисциплины природоохранной медицины и имеет более чем 20-летний опыт работы в области сохранения биоразнообразия, медицины и управления дикой природой в более чем 23 странах. Рик Остфельд — старший научный сотрудник и специалист по экологии животных в Институте экосистемных исследований Кэри, Миллбрук, Нью-Йорк. Питер Дашак — президент EcoHealth Alliance (ранее Wildlife Trust). Он является лидером в области природоохранной медицины и уважаемым экологом по болезням.

Новые направления терапии рака: таргетированная медицина

от Zachary Hauseman
фигурки от Michael Gerhardt

Лекарство от рака: кое-что, о чем мы все слышим, но, кажется, никогда не появляется.Легко разочароваться в десятилетиях и десятилетиях исследований, в то время как тысячи людей все еще ежедневно умирают от этой болезни [1]. Однако недавние методы лечения рака открывают захватывающий потенциал для лечения рака в будущем.

Рак — это сложное заболевание, которое следует классифицировать как обширный набор родственных заболеваний, которые часто могут быть совершенно разными [2], а не как одно заболевание. По своей сути рак — это болезнь, при которой клетки непреднамеренно становятся «эгоистичными», что означает, что они начинают расти и делиться таким образом, что это может быть вредным для окружающих тканей и органов.Клетки обычно становятся эгоистичными, когда мутируют гены, важные для роста или выживания.

Исторически сложилось так, что легче всего было думать о раке с точки зрения его происхождения: например, рака груди, толстой кишки или поджелудочной железы, и на самом деле, когда-то именно так определяли рак. Однако теперь можно использовать генетические или физические особенности клеток для создания более полного описания. С помощью современных технологий секвенирования генов и другой диагностики мы можем точно знать, как геном раковой клетки сравнивается со здоровыми клетками в других частях тела.

Это была важная разработка, поскольку разные мутации приводят к очень разным видам рака при различных оптимальных методах лечения. В настоящее время терапия рака смещается в сторону лекарств, которые воздействуют на очень специфические особенности рака пациента, вместо химиотерапии, которая, как правило, предназначена для уничтожения всех быстро делящихся клеток.

Химиотерапия и идея цитотоксичности

Хотя рак может быть относительно уникальным у разных людей, все виды рака, как правило, имеют некоторые общие характеристики, такие как быстрый рост и деление.Это позволило медицине разработать лекарства, которые помогли некоторым пациентам жить дольше или даже полностью удалить опухоли, не зная всех деталей или механизмов развития рака [3].

Любое лечение рака должно быть «целевым» в том смысле, что оно помогает выборочно удалять раковые клетки и оставлять здоровые ткани относительно невредимыми. Раковые клетки во многом похожи на нормальные клетки, и, соответственно, все, что вредно для раковой клетки, также может повредить здоровые клетки.Тем не менее, общая стратегия борьбы с раком в течение некоторого времени представляла собой целевую версию того, что можно считать клеточным ядом: цитотоксические препараты, воздействующие только на быстро делящиеся клетки. Давайте рассмотрим пример, чтобы проиллюстрировать это: таксол.

Таксол (или паклитаксел) — препарат, первоначально выделенный из тиса тихоокеанского. Он специально нацелен на быстро делящиеся клетки, воздействуя на сам процесс деления клеток. Таксол работает, замораживая структурные волокна клеток, называемые тубулином, которые имеют решающее значение для нормального деления клеток [4,5] (Рисунок 1).

Таксол вреден для раковых клеток в опухолях, которые быстро растут и постоянно расщепляются, но он также влияет на обычные волосяные фолликулы, пищеварительный тракт и костный мозг, которые представляют собой нормальные популяции клеток, которые быстро делятся. Как правило, таксол можно давать пациентам только в определенных дозах. Это «терапевтическое окно» представляет собой диапазон доз, при котором лекарство оказывает положительное воздействие на заболевание без неприемлемой токсичности. Однако, в отличие от идеального лекарства, есть серьезные побочные эффекты, связанные с уязвимыми тканями: выпадение волос, рвота, диарея и боль в суставах или мышцах.Этих побочных эффектов иногда бывает достаточно, чтобы врачи не прописывали высокие дозы, которые могут потребоваться для удаления всех раковых клеток, оставляя открытой возможность того, что оставшиеся клетки могут снова превратиться в опухоли со временем [5].

Рисунок 1. Микротрубочки являются частью скелета каждой клетки и необходимы для деления клетки. Микротрубочки состоят из множества повторяющихся строительных блоков, которые собираются вместе и диссоциируют в зависимости от сценария. Таксол замораживает микротрубочки на месте, препятствуя разделению отдельных единиц, тем самым влияя на быстро делящиеся клетки.1, 2: отдельные строительные блоки сначала образуют повторяющиеся цепи, которые в конечном итоге образуют микротрубочки. 3a, 3b: микротрубочки остаются вместе при использовании и могут распадаться на свои исходные строительные блоки, как только их работа будет сделана, чтобы они могли выполнять новую работу. 3a блокируется Taxol®.

Революция прицельной терапии

Так как же решить эту проблему? Сейчас о раке известно гораздо больше, чем всего несколько лет назад. Это дает возможность направить наши лекарства на более специализированные аспекты рака, помимо быстрого роста.Например, иматиниб и венетоклакс — это два препарата, которые нацелены на белки, экспрессирующиеся только в раковых клетках.

Иматиниб (или гливек) — препарат, известный как ингибитор киназ [6]. Киназа — это особый тип белка, который способен оставлять химические «метки» на других белках или на самом себе (рис. 2), что является обычным способом, которым клетки создают и распространяют сигналы. Иногда такой процесс, как рост, может регулироваться киназами, маркирующими другие белки как своего рода переключателем. Когда эти виды киназ мутируют таким образом, что заставляют их включать процессы роста, когда они не должны этого делать, это может вызвать рак.

При некоторых формах хронического миелогенного лейкоза (ХМЛ) генетическая ошибка вызывает соединение двух генов с образованием новой раковой киназы (рис. 2) [6,7]. Эта мутация заставляет два неродственных гена слиться вместе, чтобы кодировать BCR-ABL1, протеинкиназу, которая в норме не существует. Киназа BCR-ABL1 на самом деле ответственна за сам рак и поэтому называется онкогенной.

Напомним, что иматиниб является ингибитором киназы , что означает, что он специфически останавливает BCR-ABL1 от включения переключателя и возникновения рака.Иматиниб является отличным примером целевого лекарственного средства против рака, потому что он влияет на белок, который есть только в раковых клетках, уменьшая негативные эффекты этой терапии. Иматиниб был одобрен FDA в начале 2000-х годов и положил начало новой тенденции эффективной таргетной терапии [6,8].

Рис. 2.
Слева: киназа — это белок, который добавляет фосфатные «метки» к другим белкам или даже к самому себе. Для этого он берет фосфатную группу из другой молекулы, АТФ, и помещает ее на белок, который будет отмечен.Эти метки сигнализируют о таких процессах, как рост клеток, и когда их наносят слишком много, они могут привести к раку.
Справа: одна форма хронического миелогенного лейкоза (ХМЛ) возникает, когда две хромосомы меняются местами, чтобы сформировать новый ген (черная стрелка). При этом раке новый белок возникает в результате слияния генов BCR и ABL1.

Вторым и более свежим примером этой современной стратегии борьбы с раком является кандидат на третью фазу клинических испытаний. Этот препарат, названный Venetoclax [9,10], прошел несколько раундов испытаний на людях, подтвердив его безопасность и первоначальные перспективы для лечения хронического лимфоцитарного лейкоза (ХЛЛ).Если дальнейшие тесты подтвердят эффективность препарата, он может появиться на рынке в течение нескольких лет.

Venetoclax работает путем реактивации апоптоза или запрограммированной гибели раковых клеток [9,10]. Апоптоз — это нормальный биологический процесс, который важен для сохранения здоровых клеток и удаления нежелательных или нездоровых [11]. Когда ДНК нормальной клетки повреждается, эта клетка чаще умирает, чем рискует стать злокачественной [11].

Чтобы контролировать этот процесс, все клетки имеют наборы как про-, так и антиапоптотических белков, которые уравновешивают жизнь и смерть клетки.Когда сигнал сообщает клетке, что пора умирать, активируются проапоптотики. Однако, чтобы предотвратить случайную гибель слишком большого количества клеток, антиапоптотические белки могут мешать своим аналогам выполнять свою работу. Только после того, как количество активных проапоптотиков превысит количество антиапоптотиков, гибель клеток может прогрессировать.

Из-за повреждения ДНК и других сигналов раковые клетки уже активировали проапоптотические белки, которые в противном случае убили бы клетку. Некоторые виды рака, такие как фолликулярная лимфома [9], вырабатывают необычно большое количество антиапоптотических белков, чтобы избежать гибели клеток, даже если существование клетки опасно.Venetoclax способен блокировать эти антиапоптотические белки и нарушает баланс апоптоза, чтобы реактивировать гибель раковых клеток. Поскольку нормальные клетки никогда не получали сигналов стресса, они, как правило, остаются невредимыми (рис. 3).

Фигура 3. P обозначает проапоптотический белок, A обозначает антиапоптотический белок.
Слева: Клетки в нормальном состоянии имеют неактивированные проапоптотические белки и, таким образом, твердо настроены на то, чтобы оставаться в живых.
В центре: когда клетка подвергается стрессу, ее проапоптотические белки активируются.Если из-за стресса количество активных проапоптотиков превысит количество антапоптотиков, это приведет к гибели клеток.
Справа: раковые клетки имеют сигналы стресса, которые активируют проапоптотические белки, однако они чрезмерно продуцируют антиапоптотические белки, чтобы шкала не опрокидывалась в сторону смерти. Venetoclax может остановить работу некоторых антиапоптотических средств и, таким образом, позволяет вернуться к апоптозу.

Джимми Картер и Кейтруда

Еще один новый класс противораковых препаратов — это «иммунотерапевтические» препараты.Бывший президент Джимми Картер недавно попал в новости, заявив, что опухоли его мозга сократились до неопределяемого уровня — хороший результат для его прогрессирующей меланомы [12]. Лекарство, которое, как он утверждал, вызвало эту ремиссию, было Кейтруда, частью этого нового класса, хотя операция и лучевая терапия, которые он получил, также, вероятно, помогли.

Кейтруда продемонстрировала потенциал в помощи иммунной системе в борьбе с опухолями [13], преодолев одну из уловок, которые раковые клетки используют, чтобы скрыться от иммунной системы.Опухолевые клетки должны выглядеть нормальными и здоровыми, чтобы избежать разрушения, поэтому они часто отображают PD-L1 (лиганд запрограммированной смерти 1), белок, предотвращающий атаку иммунной системы [14-16]. Это важный механизм, обеспечивающий безопасность нормальных клеток во время воспаления, но также не позволяющий иммунной системе распознать опухоль, которую она в противном случае могла бы атаковать.

Кейтруда, в отличие от других лекарств, упомянутых ранее, на самом деле сам является белком. Этот препарат является антителом против PD-L1 [13], поэтому он физически скрывает сигнал, защищающий раковые клетки.Иммунотерапия — это развивающаяся область и еще один пример важных способов борьбы с раком с помощью новых и творческих механизмов.

Что все это означает для рака в будущем?

У нас все еще нет идеальных лекарств, а проблемы с терапевтическим окном и побочными эффектами противораковых лекарств еще не полностью решены с помощью современных таргетных методов лечения. Несмотря на это, добавление новых способов борьбы с раком всегда положительно и дает врачам новые возможности для лечения пациентов, особенно тех, у которых рак не поддается традиционной химиотерапии.На то, чтобы донести до населения настоящие наркотики, уходит много лет; например, Venetoclax был разработан на основе первых открытий, сделанных в 1990-х [17], и до сих пор нуждается в дальнейшей клинической разработке и одобрении FDA.

Несмотря на то, насколько медленным может быть этот процесс, мы уже наблюдаем появление методов лечения, которые делают многие виды рака более управляемыми. Эти примеры показывают, что в методах лечения рака происходит серьезный сдвиг — тенденция, которая дает много возможностей для лечения рака.

Захари Хаузман — аспирант программы «Химическая биология» Гарвардского университета.

Список литературы

1. Статистика рака . 2015; Доступно по адресу: http://www.cancer.gov/about-cancer/what-is-cancer/statistics.

2. Что такое рак? 2015; Доступно по адресу: http://www.cancer.gov/about-cancer/what-is-cancer.

3. Gustavsson, B., et al., Обзор эволюции системной химиотерапии в лечении колоректального рака. Clin Colorectal Cancer, 2015. 14 (1): p. 1-10.

4. Барбути, А. и З.С. Chen, Паклитаксел на протяжении веков противоопухолевой терапии: изучение его роли в химиорезистентности и лучевой терапии. Cancers (Basel), 2015. 7 (4): p. 2360-2371.

5. Соцински М.А., Цитотоксическая химиотерапия при распространенном немелкоклеточном раке легкого: обзор стандартных схем лечения. Clin Cancer Res, 2004. 10 (12 Pt 2): p.4210с-4214с.

6. Zhang, L.I., et al., Терапия на основе иматиниба при остром лимфобластном лейкозе с положительной филадельфийской хромосомой у взрослых: отчет о клиническом случае и обзор литературы. Oncol Lett, 2015. 10 (4): с. 2051-2054.

7. Филдинг, А.К. и Г.А. Закоут, Лечение острого лимфобластного лейкоза с филадельфийской хромосомой. Curr Hematol Malig Rep, 2013. 8 (2): стр. 98-108.

8. Musumeci, F., et al., Аналоги, составы и производные иматиниба: обзор патентов. Экспертное мнение Ther Pat, 2015: стр. 1-11.

9. Cang, S., et al., Ингибиторы ABT-199 (венетоклакс) и BCL-2 в клинической разработке. J Hematol Oncol, 2015. 8 (1): p. 129.

10. Робертс, A.W. и др., Нацеливание на BCL2 с помощью Venetoclax при рецидиве хронического лимфолейкоза. Медицинский журнал Новой Англии. 0 (0): п. нулевой.

11. Ренехан, А.Г., К. Бут, К. С. Поттен, Что такое апоптоз и почему он важен? BMJ: Британский медицинский журнал, 2001. 322 (7301): стр. 1536-1538.

12. Фокс, М. Посмотрите на Кейтруду, лекарство, которое, по словам Джимми Картера, заставило его опухоли исчезнуть . 2015; Доступно по адресу: http://www.nbcnews.com/health/cancer/heres-look-keytruda-drug-jimmy-carter-says-made-his-tumors-n475561.

13. Raedler, L.A., Keytruda (пембролизумаб): первый ингибитор PD-1, одобренный для лечения ранее пролеченной нерезектабельной или метастатической меланомы. American Health & Drug Benefits, 2015. 8 (Spec Feature): p.96-100.

14. Marquez-Rodas, I., et al., Ингибиторы иммунных контрольных точек: терапевтические достижения при меланоме. Ann Transl Med, 2015. 3 (18): p. 267.

15. Манн, Д. Х. и В. Бронте, Иммуносупрессивные механизмы в микроокружении опухоли. Curr Opin Immunol, 2015. 39 : стр. 1-6.

16. Джейкобс, Дж. И др., Модуляция иммунных контрольных точек при колоректальном раке: что нового и чего ожидать. J Immunol Res, 2015. 2015 : стр. 158038.

17. Sattler, M., et al., Структура пептидного комплекса Bcl-xL-Bak: распознавание между регуляторами апоптоза.