Между верой и знанием: официальная, альтернативная и комплементарная медицина в лечении астмы и аллергии
Рассмотрены различные методы терапии аллергических заблеваний и бронхиальной астмы, пользующиеся спросом у населения. Дана оценка этих подходов с точки зрения проверенности и доказанности эффективности.
Главной особенностью современного рынка медицинских услуг является их разнообразие. Выбор наиболее адекватной терапии для каждого пациента связан с научно обоснованными методами медицинской практики, соответствующими принципам доказательной медицины, которая требует строгого подтверждения эффективности и безопасности тех или иных методов лечения, профилактики или диагностики путем методологически корректно выполненных рандомизированных контролируемых испытаний — двойных слепых с плацебо-контролем [1, 2]. Любые другие методы, не получившие такого методологического подтверждения эффективности, рассматриваются как нерелевантные и неэффективные, вне зависимости от их кажущейся эффективности в открытых исследованиях, когда некоторые участники исследования знают, какое именно воздействие получает пациент. Такой подход является основным в западной медицине. Однако практически у каждого народа мира, в каждой стране существуют свои традиции использования дополняющих и нетрадиционных практик (комплементарная и альтернативная медицина), и пациент может выбирать те методы, которые считает наиболее приемлемыми и которым в наибольшей степени доверяет в соответствии с этнокультурными и духовными традициями [3].
Комплементарная или дополняющая медицина/терапия — это широкое поле деятельности, объединяющее все те направления вспомогательной лечебной практики, которые выходят за рамки т. н. официальной (аллопатической) медицины и соответствующих протоколов лечения. Во многих западных странах отдельные ветви комплементарной медицины регулируются государством, и они, как правило, не включают лженаучные направления (например, шарлатанство).
Региональные и международные организации все чаще признают важность эффективного взаимодействия научной и комплементарной медицины, особенно в развивающихся странах, что позволяет охватить медицинской помощью большее число пациентов.
Терминология
Современная медицинская практика требует от врача, чтобы диагностика, лечение, профилактика заболеваний осуществлялись на основе надежной, научной информации. К настоящему времени международное сообщество врачей еще не пришло к единому определению понятия научно обоснованной медицины, также как нет и единого мнения о том, как правильно применять принципы и методы научно обоснованного подхода в ежедневной медицинской практике [3–5]. Для обозначения научно обоснованной, практической медицины используются термины «конвенциональная медицина», «классическая медицина», «официальная медицина» (эти синонимы будут использованы в контексте данной публикации). В рамках конвенциональной медицины широко используется стандартная практика — совокупность методов диагностики и лечения, применяемая известными врачами конкретных специальностей. Врачи могут предпочитать какие-либо диагностические и терапевтические подходы, в то же время признавая существование приемлемых методов.
Приемлемые методы основаны на современных знаниях (в нашем случае в области иммунологии-аллергологии) или не противоречат им. Кроме того, они прошли проверку временем, достаточный период использования и проведения научно обоснованных клинических испытаний подтвердил их эффективность и безопасность. В результате научных исследований или случайного наблюдения могут появляться новые методы, которые можно отнести к экспериментальным процедурам. Термин «экспериментальный» можно отнести к тем методам диагностики и лечения, которые проходят клинические испытания на лицах, информированных об экспериментальном характере процедуры, ее потенциальных рисках и пользе (все они подразумевают обязательное получение информированного согласия) [6].
Научно обоснованная медицинская практика — это попытка изменить сложившуюся в течение веков систему авторитарных отношений в медицине и не ставить в основу принятия решений укоренившуюся традицию или мнение авторитета. Точка зрения экспертов часто разноречива. Иногда суждение, однажды высказанное авторитетным экспертом, кочует из одного руководства в другое, несмотря на очевидные противоречащие факты. Известно, что многие, даже существующие длительное время, медицинские традиции и «общепризнанные методы» до сих пор не были подвергнуты адекватной научной проверке. Постепенно в медицине возникали идеи, повышающие ее эффективность, — например, «золотой стандарт терапии» и «препарат выбора».
Не отрицая полностью огромной важности личного опыта и значительного вклада исследователей в решение той или иной проблемы, научно обоснованная медицинская практика ориентирована на следующие положения:
Важным этапом эволюции и совершенствования научно обоснованной медицинской практики стало развитие доказательной медицины (evidence-based medicine, англ. — медицина, основанная на доказательствах). Доказательная медицина (ДМ) это такой подход к медицинской практике, при котором решения о применении профилактических, диагностических и лечебных мероприятий принимаются исходя из имеющихся доказательств их эффективности и безопасности, а такие доказательства подвергаются поиску, сравнению, обобщению и широкому распространению для использования в интересах больных [2, 7].
Голос здравого смысла заставляет специалистов прислушиваться к доказательной медицине, которая говорит о том, что нужно применять только те методы, эффективность которых научно доказана, а те, эффективность которых не известна, научно не доказана, применять не надо. Но огромная армия пациентов обращается за теми методами диагностики и лечения, которые предлагает неконвенциональная медицина. Неконвенциональная медицина — условное понятие, объединяющее способы диагностики, предупреждения и лечения болезней человека, которые по тем или иным причинам не получили всеобщего признания у врачей. Основной причиной этого обычно является отсутствие четких правил, большая доля субъективности в выборе и применении данных методов, плохая воспроизводимость результатов в руках разных специалистов и, вследствие этого, сложности в проведении объективных испытаний их эффективности и широкого внедрения в клиническую практику. Существуют определенные трудности и разночтения в терминологии и описании диагностических и терапевтических воздействий в сфере неконвенциональной медицины: народная, традиционная, комплементарная, или дополнительная, альтернативная [3, 8].
Народная медицина представляет собой общий итог накопленных знаний, верований и навыков, основанных на теории, убеждениях и опыте коренных народов и представителей различных культур, независимо от того, можем мы их объяснить или нет, которые используются для поддержания здоровья, а также для профилактики, диагностики и улучшения состояния при физических и психических расстройствах.
В соответствии с позицией ВОЗ [3], традиционная медицина — это комплексный термин, который относится как к системам народной медицины, таким как традиционная китайская медицина, индийская аюрведа, арабская медицина унани, так и к различным формам медицины коренных народов.
Наряду с термином «народная медицина» в ряде стран для определения широкого набора существующих видов практики в сфере здравоохранения, которые не являются частью собственных традиций страны и не включены в основную систему медико-санитарной помощи, используются термины «комплементарная (дополнительная) и альтернативная медицина».
Комплементарная медицина (Complementary medicine) — все виды неконвенциональной медицины, используемые в целях здравоохранения совместно с конвенциональной медициной. По предложению Кокрановского содружества комплементарная медицина (КМ) — это диагностика, лечение и/или профилактика, которые дополняют конвенциональную (официальную) медицину, способствуя общим целям сохранения здоровья и удовлетворению спроса, не предоставляемого официальной медициной, или за счет диверсификации официальных рамок медицины. Комплементарная медицина включает в себя по большей части те направления и практики, которые описаны и исследованы, имеют наработанный практический опыт и традиции, а их действенность подтверждена соответствующей клинической практикой [9].
Комплементарная медицина зачастую практикуется и изучается совместно с альтернативной медициной. На Западе широко распространен [10–12] термин «комплементарная и альтернативная медицина» — КАМ (англ. Complementary and Alternative Medicine, CAM), применяемый для всех видов терапии, не принадлежащих к конвенциональной медицине [13]. Однако понятие «комплементарная медицина» отличается от альтернативной. В то время как комплементарная медицина используется cовместно с конвенциональной медициной, альтернативная медицина — вместо конвенциональной. Таким образом, в настоящее время происходит определенное разграничение между терминами «комплементарный» и «альтернативный». Альтернативная медицина — методы, противостоящие официальной медицине (нередко антинаучные, используемые вместо медицинских средств). Альтернативная медицина — это когда что-то применяется вместо научно обоснованного вмешательства (кроме термина «альтернативная медицина» иногда используют термин «параллельная», «нетрадиционная»).
Востребованность услуг неконвенциональной медицины
Несмотря на успехи конвенциональной медицины интерес к народной, комплементарной, альтернативной медицине не только не уменьшается, но и растет. Так, в США 42% пациентов обращаются за услугами неконвенциональной медицины, 70% населения в Канаде хотя бы один раз прибегали к использованию таких методов, в Великобритании — 20%. Процентный показатель для населения, обращающегося за услугами КАМ, достигает 75% во Франции, 48% в Австралии, 38% в Бельгии. В Африке, где до 80% населения используют народную медицину для удовлетворения своих медико-санитарных потребностей, идет интенсивный процесс институционализации комплементарной и альтернативной медицины. Народная медицина в экономически неразвитых странах является наиболее доступным видом помощи и поэтому широко востребованным [3, 14–16].
В основе мотивации обращения пациентов, живущих в индустриально развитых странах, к народной, комплементарной, альтернативной медицине лежит множество других осознаваемых и неосознанных потребностей. Для некоторых выбор определяется недовольством системой здравоохранения. Так, в России, по данным «Левада-Центра» и ВЦИОМ, более 90% опрошенного в конце 2011 года населения недовольны системой здравоохранения. Для других — выбор определяется чисто экономическими соображениями (услуги народной медицины часто более дешевы). В ряде случаев определенную роль играет «географическая близость», доступность. Многие относятся к официальной медицине с некоторым страхом, испытывают неуверенность при встрече с врачом, а в условиях доминирующих патерналистских отношений пытаются избегать авторитарного давления врача. Пациенты с тяжелыми хроническими заболеваниями испытывают разочарование в связи с отсутствием выздоровления или заметного улучшения состояния здоровья и т. п. Открытое обсуждение этих проблем между врачом и пациентом может иметь терапевтический эффект, а иногда быть достаточным само по себе. Пациенты могут испытывать неприемлемые побочные эффекты назначенного представителем официальной медицины лечения или столкнуться с трудностями адаптации к своей болезни. Непонимание или незнание ожиданий, тревог и надежд пациента обычным практикующим врачом, дефицит времени, отведенного для приема, невозможность обсуждения личных проблем при контакте врача с пациентом неизбежно способствуют оттоку пациентов в сферу неконвенциональной медицины. Существенное влияние на этот процесс и качество помощи оказывает отсутствие у врача, работающего в сфере конвенциональной медицины, информации о КАМ. Совет врача, который терпеливо выслушивает пациента и поддерживает его выбор, скорее сведет возможный риск к минимуму, чем рекомендации врача, в принципе не принимающего и отклоняющего комплементарную медицину. Более вероятно, что первая стратегия поощрит пациента использовать нетрадиционные методы как дополнение, а не как альтернативу медицине, основанной на доказательствах.
Анализ обращений больных аллергическими и иммуноопосредованными заболеваниями в Саратовской области к услугам неконвенциональной медицины показал, что 27% больных обращаются за помощью в храм; к услугам знахарей и народных целителей прибегает 16%; пользуются услугами экстрасенсов — 9%; гомеопатии — 4%, другими формами — 6%. При этом в России у 95% народных целителей отсутствует медицинское образование, а более 40% из них нуждаются в лечении психических отклонений [17]. Озабоченность по поводу безопасности, качества, выдачи лицензий тому, кто предоставляет такую помощь, заставляют искать доказательства эффективности продуктов и курсов народной медицины и КАМ.
Необоснованное использование альтернативной медицины практиками и потребителями
По мере развития научной медицины не утратила своего значения псевдонаучная, псевдомедицинская деятельность, направленная на получение выгоды от вводимых в заблуждение людей — шарлатанство, знахарство, мошенничество. Это связано с агрессивной рекламой таких подходов, а также тем, что определенная часть населения в результате собственной интеллектуальной ограниченности, недостаточной информированности, качественно низкого начального и специального образования не может получить и воспринять фундаментальные базовые научные знания. Поэтому они легко откликаются на предложения о снятии «порчи», «очищение кармы», «открытие чакр», улучшение «ауры» и т. д. Формы и проявления псевдонаучных практик в сфере диагностики и лечения могут быть самыми разными в зависимости от бытовых, национальных традиций, уровня культуры и других условий.
Сфера диагностики
В последнее время растет число коммерческих предложений по использованию спорных методов при диагностике аллергических заболеваний. Имея внешние признаки теста, эти диагностические методы не согласуются с современными знаниями по патофизиологии аллергии, научные доказательства их использования при любых (как аллергических, так и неаллергических) заболеваниях отсутствуют. Оценка таких тестов в двойных слепых плацебо-контролируемых исследованиях (ДСПКИ) приводит к результатам, сопоставимым с плацебо. В качестве примера «диагностических» процедур, которые не базируются на научном фундаменте, не прошли надлежащим образом контролируемых клинических испытаний и поэтому неприемлемы в аллергологии-иммунологии [6], можно назвать цитотоксический тест, провокацию-нейтрализацию, прикладную кинезиологию, Vega Testing — определение электромагнитных полей, создаваемых испытуемым, анализ волос (Hair Analysis), электродермальную диагностику, гемосканирование «живой капли крови». Два последних «модных» метода особенно активно рекламируются. Суть метода электродермальной диагностики связана с измерением электрического сопротивления кожи до и после воздействия аллергена. При этом аллерген в контейнере ставят на включенную в электрическую цепь металлическую чашку, соединяющую больного и гальванометр. Сторонники этой странной процедуры используют для ее проведения кожные точки при акупунктуре. Исполнители этой процедуры гарантируют нереальные результаты:
Однако реальные возможности теста стремятся к нулевому значению. Процедура не имеет рациональной физиологической основы. Специальные исследования, подтверждающие достоверность теста, в широких масштабах не проводились, а при сравнительных исследованиях у пациентов с пыльцевой аллергией в Саратове отсутствовала корреляция результатов электропунктурной диагностики с анамнезом и положительными кожными пробами. Предположения о том, что воздействие аллергена может осуществляться через зажатый в руке контейнер, не выдерживают никакой критики.
Еще более фантастические рекламные обещания предлагаются при проведении гемосканирования (исследование «живой капли крови» с увеличением 1500). Как следует из рекламных предложений (далее текст цитируется без изменения стилистики): «Гемосканирование крови — это метод тестирования всех (выделено нами — авт.) систем организма посредством сканирования живой капиллярной капли крови (из пальца). Увеличение в 1500 раз позволяет увидеть:
Апофеозом столь неправдоподобного, а точнее сказать — безумного, объяснения «находок» в мазке крови (ребенок Р. 5 лет, с аллергическим персистирующим ринитом, сенсибилизацией к клещам домашней пыли и отсутствием другой патологии) можно рассматривать заключение, которое гласит, что у него «выявлено:
Эти псевдонаучные методы диагностики имеют ярко выраженный прагматический характер и ориентированы исключительно на извлечение коммерческой прибыли от потребителей услуг.
Сфера лечения
Несмотря на то, что лечение не может относиться только к физическим процессам, а должно включать также ментальные и эмоциональные аспекты здоровья и даже такие области, как духовные ценности, поиск личного предназначения и интегрирующая природа религиозных верований, следует очень критично относиться к тем направлениям, которые включают заведомо неэффективные подходы, основанные на необычных идеях и фантазиях.
Например, апологеты гидроколонотерапии сообщают, что «неправильное питание является основной причиной скопления шлаков на стенках кишечника. Наибольшую опасность для организма представляют токсины, которые содержатся в шлаках и из кишечника распространяются по всему организму. Это негативно сказывается на здоровье, ослабляет иммунитет, поражает внутренние органы. Практика показала, что систематическое очищение кишечника, проводимое 1–2 раза в год, оказывает положительный эффект на укрепление всего организма». В медицинской терминологии термин «шлаки» отсутствует; в сети PubMed и Кокрановской базе данных не найдено ни одной публикации со словом «hydrocolonotherapy», а рекламный текст извлекает из памяти описанный Я. Гашеком разговор бравого солдата Швейка с санитаром: «Не щади меня, даже если бы я был твой родной брат. Ставь клистир и никаких гвоздей. Помни, на этих клистирах держится Австрия».
Как будто бы соревнуясь в том, кто больше предложит антинаучных терапевтических подходов, коммерческие структуры обещают: «Эффективность процедуры увеличивается за счет совмещения колонотерапии с озонотерапией». Во многих странах мира озонотерапия не признана официальной медициной. Анализ большого количества публикаций в научных журналах показал, что в настоящее время нет оснований для утверждения о позитивном эффекте озонотерапии, а осложнения ее многочисленны [18].
Огромное количество потребителей имеют продавцы «живой» воды и этой же распространенной в природе жидкости, продающейся за немалые деньги под названиями коралловая вода, железистая вода, вода из пограничного слоя, кластерная вода… Доминирующее утверждение продавцов чуда: «Вода — далеко не простое химическое соединение, а целостная «живая» система, способная помнить биологическую активность матрицы живого организма, с которым контактировала, реагировать на эмоции человека, вибрации голоса, звуки музыки». Объяснение механизмов подобных методов противоречит законам физики [19], согласно которым вода сохраняет память о кластере от нескольких пикосекунд (10-12) до нескольких наносекунд (10-9). Такие объяснения неправдоподобны, а сами методы просто не могут работать.
К псевдонаучным теориям относятся методы коррекции поля, «энергоинформационных воздействий» и т. п.
Окончание статьи читайте в следующем номере.
Н. Г. Астафьева*, доктор медицинских наук, профессор
Д. Ю. Кобзев**
*ГБОУ ВПО СГМУ им. В. И. Разумовского Минздравсоцразвития России, Саратов
**Leeds Trinity University College, UK
Комплементарные здоровью. Прошлое, настоящее и будущее антисмысловых технологий
В начале 1960-х гг. Сибирь стала «колыбелью» принципиально нового направления в молекулярной биологии и фармакологии, намного опередившего свое время. Идея, реализованная группой новосибирских исследователей под руководством Д. Г. Кнорре, состояла в создании биологически активных веществ, направленных непосредственно на генетические мишени – ДНК и РНК. Такими веществами стали олигонуклеотиды – фрагменты нуклеиновых кислот, способные специфически связываться с комплементарными им последовательностями. С помощью таких «антисмысловых» препаратов стало возможным подавлять размножение бактерий и вирусов, а также регулировать работу генов в клетках высших организмов, в том числе в опухолевых клетках.
В наши дни разработкой и синтезом олигонуклеотидов и их модифицированных аналогов занимается большой исследовательский и индустриальный сектор экономики. Созданные на их основе противовирусные и противовоспалительные препараты проходит клинические испытания, а некоторые уже используются в медицинской практике. В том числе «на родине» антисмысловых технологий ведутся разработки препаратов, эффективно блокирующих гены, отвечающие за лекарственную устойчивость раковых клеток и патогенных микроорганизмов
На сегодняшний день лекарственные препараты, являющиеся специфичными ингибиторами белков инфекционных агентов или клеток злокачественной опухоли, удалось получить лишь в некоторых случаях и по подсказке природы. Так, для избирательного взаимодействия с определенными белками-ферментами используют искусственные аналоги их субстратов, а для воздействия на раковые клетки – антитела к белкам, находящимся на их поверхности.
Однако к вопросу создания избирательных препаратов можно подойти с другой стороны. Ведь все белки «изготавливаются» на основе соответствующих генетических программ, и если смотреть в корень проблемы, то становится ясно, что именно эти «предшественники» являются идеальными терапевтическими мишенями.
Наследственная информация живых организмов «записана» в последовательности особых природных полимеров – нуклеиновых кислот, дезоксирибонуклеиновой (ДНК) и рибонуклеиновой (РНК). Геномы вирусов и бактерий содержат гены, характерные только для этих организмов. В генах опухолевых клеток имеются мутации, ответственные за их злокачественное перерождение и биохимические нарушения, которые не встречаются в генах нормальных клеток. Именно эти уникальные нуклеотидные последовательности могут быть целевыми объектами для воздействия избирательными лекарственными средствами.
Работу по направленному воздействию на генетические мишени – ДНК и РНК – начала в 1960-е гг. группа химиков и биологов под руководством Д. Г. Кнорре, работавшая в лаборатории природных полимеров (впоследствии – отдел биохимии) Института органической химии СО АН (Новосибирск). Основополагающая идея, сформулированная старшим научным сотрудником лаборатории Н. И. Гриневой, состояла в использовании для этой цели олигонуклеотидо в – фрагментов нуклеиновых кислот, способных образовывать специфические комплексы с комплементарными им нуклеотидными последовательностями.
На старте
Если в биологическую систему, в которой имеется множество (обычно миллионы) молекул разных нуклеиновых кислот, добавить олигонуклеотид, то он образует комплекс только с той нуклеиновой кислотой, в которой имеется комплементарная ему последовательность. Способность узнавать определенные нуклеотидные последовательности означает и способность узнавать гены, поскольку в каждом гене можно найти уникальные, только в нем присутствующие последовательности нуклеотидов.
Двуцепочечные молекулы ДНК и РНК формируются благодаря взаимодейст-вию пар нуклеотидов, способных к взаимному узнаванию и образованию комплексов за счет формирования водородных связей. Это свойство называется КОМПЛЕМЕНТАРНОСТЬЮ. Комплементарны друг другу нуклеотиды гуанин и цитозин, аденин и тимин (в состав РНК вместо тимина входит урацил). Нуклеотидная цепочка «узнает» комплементарную себе цепочку и связывается с ней путем образованию пар между отдельными нуклеотидами
Даже в таком огромном геноме, как геном человека, последовательность из двадцати нуклеотидов статистически встречается только один раз. То есть такой последовательности в принципе достаточно, чтобы избирательно воздействовать на гены человека, а для воздействия на геномы вирусов и бактерий требуются более короткие (12—15-звенные) олигонуклеотиды.
С технической точки зрения, для реализации идеи Н. И. Гриневой требовалось найти уникальную последовательность нуклеотидов в целевой нуклеиновой кислоте, на которую нужно было воздействовать, и синтезировать олигонуклеотид, комплементарный этому участку. В наши дни это не является проблемой, однако для тех времен идея выглядела поистине фантастической: синтезировать олигонуклеотиды тогда еще только учились, поэтому они были запредельно дороги и доступны лишь в очень небольших количествах.
К тому же тогда не существовало еще эффективных методов секвенирования (определения последовательности) нуклеиновых кислот. Никто не мог уверенно предсказать, что возможность быстрой расшифровки структуры генов и, соответственно, поиска генных мишеней, появится в ближайшее столетие.
Однако все эти соображения не стали препятствием необычайному по смелости проекту (нигде в мире в то время подобные работы даже не планировались!), который начала небольшая группа молодых сотрудников и аспирантов института и студентов НГУ. Знания, воля к победе, эффективное планирование и широкое междисциплинарное сотрудничество позволили исследователям быстро продвинуться вперед. Были разработаны технологии синтеза и организовано производство веществ, необходимых для создания фрагментов нуклеиновых кислот. А благодаря созданию методов химической модификации нуклеиновых кислот появилась возможность присоединять к олигонуклеотидам различные химические группы.
В фундаментальных работах сибирские исследователи показали принципиальную возможность направленного воздействия на нуклеиновые кислоты с помощью олигонуклеотидов, снабженных реакционноспособными группами, которые «работают» в точно заданных участках молекулы-мишени.
При исследовании взаимодействия олигонуклеотидов с живыми клетками было обнаружено, что их можно вводить в организм неповреждающими методами – через кожу и слизистые оболочки. Были идентифицированы белки крови и рецепторы на поверхности клеток, способные захватывать нуклеиновые кислоты. Наконец, была доказана терапевтическая эффективность олигонуклеотидных реагентов, т. е. их способность подавлять размножение вирусов в клетках и, соответственно, развитие вирусной инфекции у животных.
Лекарства «со смыслом»
Первые публикации сибирских исследователей, посвященные потенциальным ген-направленным препаратам и биологическим эффектам, вызываемым олигонуклеотидами, вызвали огромный интерес у специалистов. После проведения в 1988 г. в Новосибирском Академгородке первого в мире симпозиума по этой теме, на который собрались химики и биологи из самых известных зарубежных лабораторий, в работу по «олигонуклеотидной» тематике включились ученые США и Франции, а затем и других стран.
Американцы, поднаторевшие в рекламе, стали называть терапевтические олигонуклеотиды антисмысловыми, а технологии работы с ними – антисмысловыми технологиями. Это странное, на первый взгляд, название появилось потому, что основными мишенями для олигонуклеотидов в то время были матричные РНК, нуклеотидная последовательность которых соответствует смысловому (т. е. кодирующему белок) участку цепи ДНК. Поэтому комплементарные им олигонуклеотиды, блокирующие синтез белка, имеют «антисмысловую» последовательность.
Поданная таким образом идея антисмысловых технологий выглядела просто и красиво, ее можно было легко донести до представителей власти и бизнеса. За технологиями на основе олигонуклеотидов вырисовывалось большое будущее, поскольку специфические препараты для защиты от различных вирусов или уничтожения раковых опухолей можно было быстро разработать и производить по универсальной технологии. Для этого требовалось только расшифровать структуру генов-мишеней, что в то время было уже вполне реальным делом.
В 1987 г. президент США Р. Рейган лично посетил лабораторию в американском Национальном институте рака, где была продемонстрирована противовирусная активность олигонуклеотидов в отношении вируса иммунодефицита человека. Механизм этой активности был позднее раскрыт в совместных работах сибирских ученых и их американских коллег.
В разных странах, в основном в США, были основаны десятки крупных компаний, которые стали разрабатывать различные варианты олигонуклеотидных производных, направленные, в первую очередь, на вирусные РНК и специфические РНК опухолевых клеток. Журналы пестрели статьями, где описывались успешные эксперименты; на научных и медицинских конференциях представители фирм рассказывали о препаратах, уже готовых для испытаний в клинике.
Казалось, волшебные лекарства вот-вот хлынут к страдающим пациентам, однако несмотря на огромный объем проведенных исследований, быстрой победы не получилось. Слишком масштабны оказались химические задачи по синтезу пригодных для терапии олигонуклеотидов, слишком широкие биологические исследования требовалось провести, чтобы понять процессы, запускаемые этими веществами в клетках.
Сенсационные сообщения появлялись все реже, и энтузиазм стал убывать. Маленькие фирмы сошли со сцены, однако крупные фирмы и академические лаборатории продолжили, уже без рекламной шумихи, систематические исследования, шаг за шагом развивая химию и биологию нуклеиновых кислот.
Мир РНК
Исследуя структуру и функции клеточных РНК, ученые открывали все новые и новые процессы, протекающие в клетках под воздействием олигонуклеотидов. Оказалось, что образование комплексов олигонуклеотидов с РНК уже само по себе оказывает большое воздействие на функции последних, а также может приводить к разрушению РНК ферментами клетки, такими как РНКазы.
Так, связывание олигонуклеотида с мРНК в месте инициации синтеза белка останавливает процесс трансляции. А некоторые химически модифицированные аналоги олигонуклеотидов образуют с РНК такие прочные комплексы, которые могут блокировать продвижение рибосом по матричной РНК и таким образом полностью подавлять синтез белка. Выяснилось также, что олигонуклеотиды способны связываться не только с РНК, но и образовывать специфические комплексы с некоторыми белками, влияя на множество внутри-клеточных процессов.
Одним из наиболее удивительных открытий стали рибозимы – молекулы РНК с характерной вторичной и третичной структурой, обладающие, подобно белкам, свойствами ферментов, т. е. способностью катализировать протекание химических реакций. Почти все обнаруженные в природе рибозимы являются рибонуклеазами – ферментами, разрушающими РНК: они, как правило, участвуют в процессах созревания матричной РНК. Если фрагменты каталитического ядра подобных рибозимов встроить в синтетические олигонуклеотиды, то такая конструкция будет по принципу комплементарности связываться с РНК-мишенью и расщеплять ее. Позднее методами молекулярной селекции были созданы ДНКзимы, также способные расщеплять РНК. Но исследователей ждало еще более поразительное открытие: выяснилось, что механизм, предложенный теоретиками для воздействия на генетические программы, уже давно используется природой.
Например, чрезвычайно мощным средством подавления экспрессии генов оказались так называемые малые интерферирующие РНК (siPНК). Они образуются при фрагментировании длинных двухцепочечных или коротких шпилечных РНК, нуклеотидная последовательность которых комплементарна определенной матричной РНК. Связываясь с такой мРНК, siPНК запускают действие ферментативного механизма, разрушающего целевую молекулу.
За расшифровку процесса РНК-интерференции, которая, по сути, сама по себе является «антисмысловой технологией», американские ученые А. З. Файер и К. С. Мелло были удостоены в 2006 г. Нобелевской премии. И, конечно, siPНК могут быть синтезированы искусственно и доставлены в клетку в качестве ген-направленных препаратов.
Нужно подчеркнуть, что регулировать экспрессию генов с помощью олигонуклеотидов можно на различных уровнях. Антисмысловые олигонуклеотиды, комплементарные последовательности мРНК, подавляют экспрессию генов на стадии трансляции. Однако в последние годы внимание исследователей все больше привлекают некодирующие РНК, в том числе так называемые микроРНК, играющие роль регуляторов работы генов.
В этом смысле такие РНК вовлечены практически во все процессы жизнедеятельности организма, в том числе клеточную дифференцировку, канцерогенез и т. п. Именно эти РНК представляют собой важный современный класс мишеней для антисмысловых технологий.
Круг заболеваний, эффективность лечения которых может быть радикально повышена с помощью подобных препаратов, стремительно расширяется. В их числе – тяжелые вирусные, сердечно-сосудистые и раковые заболевания. В частности, уже вторую стадию клинических испытаний прошел миравирсен, препарат против гепатита С, разработанный датской компанией «Santaris Pharma», который представляет собой антисмысловой олигонуклеотид к одной из микроРНК.
Однако в качестве лекарственных препаратов можно использовать не только ингибиторы микроРНК, но и сами эти вещества. Например, в ряде опухолей был обнаружен недостаточный уровень экспрессии определенных микроРНК. В таких случаях можно создать искусственные аналоги этих микроРНК и ввести их в клетку для достижения нужного терапевтического эффекта. Первый подобный препарат для борьбы с гепатокарциномами – MRX34 – разработала и уже вывела на стадию клинических испытаний американская компания «Mirna Therapeutics».
Широким фронтом
В наши дни разработкой и синтезом олигонуклеотидов и их аналогов занимается большой исследовательский и индустриальный сектор экономики. Рынок олигонуклеотидов только для исследовательских целей в прошлом году превысил 700 млн долл. Уже синтезированы десятки новых видов химически модифицированных олигонуклеотидов; созданный на их основе ряд противовирусных и противовоспалительных препаратов проходит клинические испытания, а некоторые из них уже используются в медицинской практике.
Например, препарат витравин, созданный компанией «ISIS Pharmaceuticals» (США), применяют для лечения больных цитомегаловирусным ретинитом – это поражение глаз возникает при значительном ослаблении иммунной системы в результате заболевания СПИДом, химиотерапии, трансплантации или приема иммуносупрессоров. Препарат представляет собой химически модифицированный олигонуклеотид (тио-ДНК), комплементарный одной из мРНК цитомегаловируса. В начале 2013 г. компания вывела на рынок еще один препарат из этого семейства – кинамро, предназначенный для снижения уровня липопротеидов низкой плотности у больных гомозиготной семейной гиперхолестеринемией, редкого, но очень тяжелого заболевания сосудистой системы.
Одним из мировых лидеров в развитии терапии на основе малых интерферирующих РНК является компания «Alnylam Pharmaceuticals» (США). Созданный там препарат патисиран предназначен для лечения группы тяжелых наследственных заболеваний, связанных с дефектами гена, кодирующего белок транстиретин. Накопление мутантного белка приводит к развитию тяжелых нейропатий и кардиомиопатий, которыми в мире страдают сотни тысяч человек. Патисиран в настоящее время проходит третью (последнюю) стадию клинических испытаний.
Разработаны и успешно проходят клинические испытания и другие препараты на основе siPНК: против вируса гепатита B (разработка компании «Arrowhead Research», США); против адренокортикальной карциномы и вирусов Марбург и Эбола (разработки компании «Tekmira», Канада).
В России исследования интерферирующих РНК сейчас ведутся в основном в Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН (Новосибирск). Здесь разработаны и синтезированы препараты РНК, эффективно блокирующие в раковых клетках экспрессию гена множественной лекарственной устойчивости, который обеспечивает этим клеткам защиту от традиционных противоопухолевых препаратов, а также гена c-myc, значимого для размножения опухолевых клеток. На основе полученных результатов планируется создание принципиально новых средств терапии для лечения различных опухолевых и вирусных заболеваний, а также коррекции широкого спектра биохимических нарушений.
Антисмысловые технологии открывают широкие перспективы и на пути борьбы с бактериальными патогенами. Многолетний опыт использования антибиотиков показал, что бактерии очень быстро приобретают лекарственную устойчивость, и достаточно одной единственной мутации, чтобы обесценить огромный труд по разработке нового лекарства. При этом у любой бактерии имеются гены, нарушение работы которых немедленно приводит к ее гибели.
Рационально сконструированный препарат на основе антисмысловых олигонуклеотидов, нацеленный на подобный ген, способен уничтожать бактерии, даже если целевой ген будет содержать не одну мутацию, а три. В ИХБФМ СО РАН сейчас реализуется проект по разработке таких препаратов, направленных против различных патогенов. Эти работы ведутся в сотрудничестве с приглашенным специалистом из США, лауреатом Нобелевской премии по химии (1989 г.), профессором С. Альтманом.
Опыт последних лет подтвердил плодотворность рожденной в Сибири идеи использования фрагментов нуклеиновых кислот в качестве базовых структур для создания ген-направленных биологически активных веществ. Пожалуй, самое замечательное свойство нуклеиновых кислот – программируемость их свойств. Именно это позволяет при создании лекарственного препарата просто записать его «формулу» в виде последовательности нуклеотидов в соответствии со «смысловой» последовательностью гена-мишени. Способ разработки нового лекарственного препарата, таким образом, становится очень прост и рационален.
В заключение хочется добавить, что вклад нуклеиновых кислот в терапевтический «арсенал» не ограничивается антисмысловыми технологиями. Благодаря все той же программируемости они смогли потеснить классические лекарственные препараты «на их поле».
Подавляющее большинство таких препаратов являются ингибиторами различных клеточных белков: ферментов, рецепторов и регуляторов активности генов. Сегодня с помощью методов молекулярной селекции возможно создавать молекулы нуклеиновых кислот с заданными свойствами, в том числе и способностью блокировать функцию любых белков. Такие ДНК и РНК называют аптамерами.
Первый терапевтический аптамер – макуген – уже используется в клинической практике для лечения заболеваний сетчатки глаза, а множество других проходят клинические испытания. В их числе – перспективные антикоагулянты, препараты для борьбы с аутоиммунными и онкологическими заболеваниями. С помощью молекулярной селекции можно получить и каталитически активные аптамеры – аптазимы, т. е. настоящие «нуклеиновые ферменты». И аптамеры, и аптазимы уже применяются в медицинской диагностике.
Повысить эффективность противоопухолевой терапии раковых заболеваний помогут короткие двухцепочечные ДНК. Дело в том, что такая терапия интенсивно повреждает геномную ДНК раковых клеток, вызывая в ней двухцепочечные разрывы, приводящие к клеточной гибели. Однако ферментативные системы клетки могут распознавать концевые двухцепочечные участки и не менее интенсивно восстанавливать поврежденную ДНК. Поэтому попадание в раковую клетку больших количеств коротких двухцепочечных ДНК, имитирующее массированное повреждение, «отвлекает» клетку от подобного «ремонта».
Возвращаясь к антисмысловым технологиям, нужно добавить, что с помощью модифицированных олигонуклеотидов можно не только блокировать «ненужные» гены, но и вносить в генетические программы точечные мутации, что открывает путь к созданию безопасных методов лечения наследственных заболеваний.
Власов В. В. Лекарство для генов // НАУКА из первых рук. 2007. № 2 (14). С. 55—59.
Черноловская Е. Л. РНК-интерференция: клин клином // НАУКА из первых рук. 2008. №1 (19). С. 54—59.
Belikova A. M., Zarytova V. F., Grineva N. I. Synthesis of ribonucleosides and diribonucleoside phosphates containing 2-chloroethylamine and nitrogen mustard residues // Tetrahedron Lett. 1967. N. 37. P. 3557—3562.
Kole R., Krainer A. R., Altman S. RNA therapeutics: beyond RNA interference and antisense oligonucleotides // Nature Reviews Drug Discovery. 2012. V. 11. P. 125—140.
Burnett J. C., Rossi J. J. RNA-based therapeutics – current progress and future prospects // Chemistry Biology. 2012.V. 19. P. 60—71.
Публикация подготовлена при поддержке гранта правительства РФ (проект 14.В25.31.0028) под руководством лауреата Нобелевской премии 1989 г. по химии С. Альтмана
