Изображение: TouchSurgery
Когда достижения компьютерных технологий помогут доказать эффективность спорных лекарств и методов лечения, медицина выйдет на абсолютно новый уровень.
Биотехнологии подарили нам несметное множество спасающих жизни медицинских препаратов, начиная от вакцин и заканчивая противораковыми лекарствами. Новые достижения науки творят чудеса, сегодня врачи успешно восстанавливают мягкие ткани, лечат глубокие и обширные ожоги, удаляют свищи лазером, а пластические операции доступны практически всем.
Одними из наиболее трудноизлечимых болезней до сих пор остаются диабет, разные виды онкологии, рассеянный склероз, детский церебральный паралич, повреждения позвоночника, мышечные дистрофии. На сегодняшний день их нельзя полностью вылечить, но ученые не сдаются, и, чтобы справиться с такими тяжелыми недугами, применяют клеточную терапию — лечение стволовыми клетками.
К сожалению, в развитых странах Запада клеточная терапия пока не разрешена для лечения вышеупомянутых заболеваний. Мировым центром медицинского туризма по клеточной терапии оказался Китай, где еще нет строгого регулирования процедур такого рода.
Стволовые клетки — это «незрелые», недифференцированные клетки, которые могут взять на себя функции любых клеточных линий организма. Многие китайские клиники (более 200, согласно данным журнала That’s Beijing) в столице и провинциях предлагают клеточную терапию и обещают значительные улучшения в течение 2-3 месяцев — за немыслимо короткий срок для реабилитации после тяжелых болезней. Сайты таких клиник пестрят благодарными отзывами от излечившихся пациентов, и отчаявшиеся больные со всего мира устремляются в Китай.
Так, в случае девятилетней девочки с ДЦП, прикованной к инвалидному креслу, американские врачи не могли сделать ничего, кроме операбельного рассечения связок, а в медицинском центре Пекина ей ввели 50 млн стволовых клеток из пупочного канатика, и через 4 года она смогла встать на ноги. Мужчине чуть было не протезировали бедро из-за поврежденной хрящевой ткани, но врачи в Китае смогли извлечь стволовые клетки из его собственного брюшного жира, и ампутация не понадобилась.
Лаборатория Пекинской международной клиники «Пухуа», где болезни хряща лечат стволовыми клетками из брюшного жира. Изображение: That’s Beijing
На сайтах медцентров также приводится довольно впечатляющая статистика успешного лечения, которую порой бывает очень сложно проверить. А вот британские «Журнал международного медицинского туризма» и портал «Лечение за границей» могут поведать и печальные истории от своих пациентов. Во время поездки в одну из пекинских клиник английская семья потратила 20 тыс. юаней (почти $3 тыс) за курс процедур на лечение четырехлетнего сына, страдающего аутизмом. Улучшений в состоянии ребенка они не наблюдали, и у них не было возможности убедиться, что он получил полное лечение, так как процедуры проводились в отдельной палате, доступ в которую был ограничен.
В Европе и США тоже есть центры, специализирующиеся на клеточной терапии. Стволовые клетки костного мозга успешно применялись врачами против лейкемии на протяжении последних 30 лет, но из-за отсутствия жестких нормативов регулирования клеточной терапии безопасность пациентов была под вопросом. Немецкий центр «XCell», крупнейшая клиника стволовых клеток в Европе, зарабатывал деньги благодаря юридической лазейке и проводил неодобренные операции. Центр закрыли в мае 2011 г. после смерти грудного ребёнка, получившего инъекцию в мозг.
Несмотря на это, клеточная терапия считается, возможно, одним из важнейших прорывов в медицине. С ее помощью можно будет не только восстанавливать повреждения, но и выращивать новые органы. Так или иначе, правительство Китая проявляет интерес к инновационным секторам экономики, куда попадают и биотехнологии. За последнее десятилетие стволовые клетки рассматривали как наиболее востребованную сферу исследований. Очевидно, использовать клеточную терапию нужно, но как заставить регулирующие органы скорее создать руководства, которые четко разграничат, что можно, а что нельзя? Здесь в игру вступает новый этап развития технологий: большие данные, дополненная реальность и облачный сервис «Medical Cloud». Казалось бы, как медицине могут пригодиться компьютерные технологии? Так же, как они уже пригодились во многих других сферах нашей жизни. «Большие данные» (англ. Big Data) не имеют точного определения, но важно знать, что за этим понятием стоит огромное количество неструктурированной информации (как минимум 10 терабайтов или несколько петабайтов), которую нужно быстро обрабатывать. 1 петабайт (1015 байтов) получится, если взять примерно 500 жестких дисков вместимостью 2 терабайта.
Вы поймете, чем полезна технология больших данных, если обратите внимание, как медленно продвигаются разработки новых лекарств из-за того, что невозможно найти пациентов для клинических испытаний. С новой технологией процесс проверки и тестирования медицинских новшеств становится быстрее и дешевле, а FierceBiotech, подразделение ведущей мировой компании по коммерческой информации Questex, вообще предлагает несколько способов использовать большие данные в биотехнологиях. Например, внедрять их в методику определения последовательности ДНК: раньше расшифровка целого генома стоила $10 млн и занимала десять лет, а сегодня весь процесс укладывается в считанные часы, и цена такой услуги составляет $1000. Большие данные помогают в переработке медицинских препаратов. Компании изучают побочные эффекты известных препаратов, чтобы использовать их для лечения других болезней. Многие препараты влияют на гены как бы непреднамеренно, и в случае с одним заболеванием могут оказывать побочные эффекты, а при лечении другого недуга старые побочные эффекты окажутся полезными. Знания об этом позволяют разработчикам лекарств точно определять, для чего лучше использовать препараты и «перепрограммировать» их.
Многих студентов медицинских учебных заведений не допускают к операциям на живых людях ввиду неопытности, и на обретение необходимых навыков уходят долгие годы. Выручить может дополненная реальность — технология, при использовании которой на экране компьютера или мобильного устройства отображается не только действительное окружение с камеры, но и виртуальные данные: графика, анимация, звук и видео. Как пишут в The Medical Futurist, кроме нашумевшей игры Pokemon Go, есть другие области применения технологии дополненной реальности. При наведении камеры смартфона на окружающие городские объекты, браузеры Junaio и Layar в реальном времени загрузят, например, стоимость номеров в ближайшем отеле или координаты расположения переносных дефибрилляторов, которые могут спасти жизнь больным аритмией сердца до приезда скорой. Google Glass помогает матерям правильно кормить грудью, устройство AccuVein со специальным сканером не позволяет медсестрам промахнуться мимо вены при первом уколе. Прибор Chimaera собирает данные анализов и МРТ, комбинирует их с показаниями других датчиков в реальном времени и показывает хирургу 3D-модель необходимого органа, что повышает вероятность успешного проведения операции, уверяет компания Cambridge Consultants. Microsoft HoloLens дают студентам-медикам увидеть в 3D скелет, кровеносную систему, биение сердца, движение легких при дыхании, таким образом преподавание и изучение анатомии и хирургии скоро будет проще и эффективнее.
Своеобразное ответвление больших данных — это «врачебное облако» (Medical Cloud) с довольно понятной схемой работы. Она основана на принципе уже существующих облачных сервисов для хранения документов, но отличается возможностью сопоставления и сравнения информации. Врач размещает данные истории болезни и анализов в «облаке», которое проводит поиск похожих диагнозов, загруженных ранее, и подбирает курс лечения. Таким образом, доктор получает дополнительные советы, а его собственные наработки в будущем помогут лечить других больных. И здесь опять же пригодятся сами большие данные, ведь если все врачи мира пожелают сотрудничать друг с другом, без быстрых компьютеров не обойтись.
Над такими компьютерами, кстати, уже работают американцы, канадцы и китайцы. Недавно исследователи Научно-технического университета Китая (г. Хэфэй, провинция Аньхой) собрали квантовый компьютер. Главная особенность квантового компьютера в том, что он может прогнозировать движение фотонных частиц, из которых состоит свет. Обычные компьютеры не успевают отслеживать их непредсказуемые траектории движения, а разработка ученых из Хэфэя может вычислять траектории частиц со скоростью в 24 тыс. раз быстрее, чем это делали прошлые прототипы. Такое достижение позволит определять свойства различных молекул, что необходимо для химического анализа материалов, поясняет интернет-издание N+1. Квантовый подход будет полезен для любого процесса с участием больших данных, от социальных сетей до нейронных связей в мозге. В Китае также создают другие суперкомпьютеры серии «Тяньхэ» (в переводе — небесная река, китайское название Млечного пути), которые называют пета-флопсами из-за их вычислительных способностей: как минимум 1 квадриллион (те же 1015, отсюда и приставка пета-) операций в секунду. В 2017 г. было объявлено, что Тяньхэ-3 будет проводить вычисления еще быстрее — квинтиллион (1018) операций в секунду, таким образом, даже американским исследователям будет тяжело соревноваться с китайскими учеными.
Изображение: HealthCareITnews
На самом деле не важно, кому достанется пальма первенства, если технологии действительно приносят пользу. Но противостояние дает стимул, к тому же самые большие прорывы в науке и технике происходили в экстремальных условиях, взять даже интернет, который изначально создавали в военных интересах. Медицинские разработки процветают там, где для них нет строгих ограничений, и есть финансирование. Большие данные и врачебные облака обязательно покажут, какие исследования действительно приносят пользу, а какие практики и методики не несут ничего, кроме вреда. Очень скоро 3D-моделирование и дополненная реальность позволят пациентам всего мира получать самое безопасное и эффективное лечение. С помощью компьютерных новшевств биотехнологии помогут разобраться и с клеточной терапией: несет ли она опасность с «Дикого Востока» или, наоборот, представляет собой многообещающее достижение современной медицины.
Дмитрий Тимохин/dmitry.timokhin@gmail.com
