Я хочу поговорить с вами о будущем медицины.
Но сначала хочу немного вернуться в прошлое.
В новейшей истории медицины
мы, в основном, думали о болезни и лечении
в терминах очень простой модели.
Эта модель настолько проста,
что её можно пересказать шестью словами:
чем-то заболел, прими таблетку, что-то убей.
Причина повсеместности этой модели —
конечно же, революция антибиотиков.
Многим, возможно, это неизвестно, но мы будем отмечать
столетие внедрения антибиотиков в США.
Но вы наверняка знаете,
что это внедрение означало настоящую трансформацию.
У вас появилось вещество, либо природное,
либо искусственно созданное в лаборатории,
которое, оказавшись в вашем теле,
найдёт свою цель,
прицелится —
в микроба или какую-то часть микроба, —
и ключ подойдёт к замку
с восхитительной точностью и избирательностью.
И в результате когда-то неизлечимая, смертельная болезнь:
пневмония, сифилис, туберкулёз —
превращается в излечимую и несмертельную.
У вас пневмония,
вы принимаете пенициллин,
убиваете микроба
и вылечиваетесь.
И эта идея была так соблазнительна,
так убедителен был образ замка и ключа
и уничтожения чего-то,
что они пронизали всю биологию.
Это была уникальная трансформация.
И все последние сто лет
мы снова и снова пытались воспроизвести эту модель
для неинфекционных,
хронических болезней, таких как диабет, гипертония и болезни сердца.
И это удавалось, но лишь отчасти.
Я объясню.
Если взять целый мир
всех химических реакций в теле человека,
всех возможных химических реакций,
то их число достигнет порядка миллиона.
Пусть это будет миллион.
А сколько, или какую долю,
составляют реакции,
которые доступны
всей нашей фармацевтике и медицинской химии?
Всего 250.
Остальное — химические потёмки.
Другими словами, лишь на 0.025% всех химических реакций в нашем организме
можно воздействовать приёмом замка и ключа.
Если представить человеческую физиологию
как глобальную телефонную сеть
с взаимодействующими узлами, фрагментами,
то вся наша клиническая биохимия
находится в одном уголке
на краю этой сети, причём снаружи.
Как если бы вся наша фармацевтика
была оператором в Уичито, штат Канзас,
который ремонтирует 10–15 телефонных линий.
И что нам с этим делать?
Что, если пересмотреть такой подход?
Оказывается, природа
сама подсказывает нам, как относиться к болезни
в совершенно ином ключе,
чем «заболевание — лекарство — цель».
В действительности природа организована как восходящая иерархия,
не нисходящая, а восходящая,
и мы начинаем с саморегулирующейся, полуавтономной единицы — клетки.
Эти саморегулирующиеся полуавтономные единицы
порождают саморегулирующиеся полуавтономные органы,
а органы собираются в то, что называется людьми,
и эти организмы живут в окружающей среде,
которая отчасти саморегулируется, а отчасти полуавтономна.
Что хорошо в этой иерархической схеме,
восходящей, а не нисходящей —
это то, что она позволяет нам также взглянуть на болезнь
в несколько ином свете.
Возьмём, например, рак.
С 1950-х годов
мы отчаянно пытались применить модель ключа и замка в отношении рака.
Мы пытались убивать клетки,
используя множество видов химиотерапии и целевой терапии,
и, как многие из нас знают, это действовало.
Действовало при болезнях вроде лейкемии.
Действовало при некоторых формах рака груди,
но мы достигли пределов эффективности этого подхода.
И только в последнее десятилетие
мы начали думать о возможности использования иммунной системы,
вспомнив, что раковые клетки растут не в вакууме —
они растут в теле человека.
Можно ли использовать возможности организма,
собственную иммунную систему человека, чтобы ударить по раку?
Это уже привело нас к новым впечатляющим методам лечения рака.
И, наконец, мы доходим до уровня окружающей среды, так?
Мы не думаем о раке как об изменении окружающей среды.
Но вот пример исключительно канцерогенной среды.
Это тюрьма.
Берёте одиночество, депрессию, лишение свободы,
добавляете к ним
завёрнутый в белые кусочки бумаги
один из самых сильных из известных нейростимуляторов — никотин,
он же один из сильнейших среди известных аддиктивных веществ,
и вы получите сверхканцерогенную среду.
Но существуют и антиканцерогенные среды.
Есть попытки их создать,
например, изменить гормональную среду при раке груди.
При других формах рака мы пытаемся изменить обмен веществ.
Или вот другое заболевание — депрессия.
И опять же, по восходящей,
с 1960–70-х годов мы так же отчаянно пытались
отключить молекулы, действующие между нервными клетками —
серотонин, допамин, —
и тем самым вылечить депрессию.
И это работало — до определённых пределов.
Теперь-то мы знаем, что на самом деле следует
изменить физиологию органа, мозга,
перекоммутировать, перемоделировать его,
и, конечно, мы знаем много исследований, доказавших
такой эффект от разговорной терапии,
а также доказавших, что разговорная терапия
в сочетании с лекарствами и таблетками
намного эффективнее одной терапии или одних лекарств.
Существует ли более полная среда для воздействия на депрессию?
Возможно ли заблокировать сигналы, порождающие депрессию?
Мы опять движемся вверх вдоль этой иерархической цепочки.
И речь здесь, на самом деле,
не о лекарствах как таковых, а о метафоре.
Вместо того, чтобы убивать что-то
при серьёзных хронических прогрессирующих заболеваниях:
болезнях почек, диабете, гипертонии, остеоартрите —
возможно, надо перейти к метафоре создания чего-то.
Возможно, в этом ключ
к переосмыслению нашего представления о медицине.
Идея изменения,
сдвига восприятия,
стала важной для меня лично около 10 лет назад.
Около 10 лет назад — всю свою жизнь я занимался бегом —
субботним утром я вышел на пробежку,
вернулся, встал и не смог сделать ни шага.
У меня опухло правое колено,
и я прямо-таки слышал, как скрежещет кость о кость.
Один из плюсов в работе терапевта — у вас есть свои бланки записи на МРТ.
Неделю спустя я прошёл МРТ и увидел вот это.
Хрящ в мениске, который находится между костями,
был полностью разрушен, а сама кость — надломлена.
Если вы сейчас смотрите на меня с сочувствием,
я добавлю немного фактов.
Если бы каждый из здесь присутствующих прошёл МРТ,
у 60% были бы выявлены признаки
такой деградации костей и хряща.
У 85% женщин к 70 годам
произойдёт умеренная или тяжёлая деградация хряща.
У 50–60% мужчин в этом зале
были бы те же симптомы.
Это очень частое заболевание.
Второй плюс в профессии терапевта —
вы можете экспериментировать со своим заболеванием.
И вот 10 лет назад мы начали
экспериментировать в лаборатории,
это были простые эксперименты —
попытка остановить развитие заболевания механически.
Мы попробовали инъекции химических веществ на животных,
чтобы у них обратить дегенерацию хряща,
и если коротко резюмировать очень длинный и болезненный процесс,
он закончился ничем.
Ничего не получилось.
А потом, семь лет назад, у нас появился аспирант из Австралии.
В австралийцах хорошо то,
что они по жизни смотрят на мир вверх тормашками.
(Смех)
И вот Дэн предложил: «Слушайте, может, это не механическая задача
и не химическая, может, это задача для стволовых клеток».
То есть у него было две гипотезы.
Первая: существует такая штука, как скелетные стволовые клетки —
те, из которых состоит весь скелет позвоночных:
кости, хрящ и волокна скелета —
как есть стволовые клетки крови
и стволовые клетки нервной системы.
Вторая гипотеза: может, это дегенерация, дисфункция этих стволовых клеток
и порождает артрит — очень распространённое заболевание.
То есть, возможно, проблема была в том, что мы искали таблетку,
когда на самом деле нам надо было искать клетку.
Поэтому мы поменяли наши модели
и начали искать скелетные стволовые клетки.
И, если коротко,
примерно пять лет назад мы их нашли.
Они живут внутри скелета.
Вот схематичное изображение и фотография одной из них.
Белое — это кость,
а эти красные столбики и жёлтые клетки —
это клетки, появившиеся из одной-единственной стволовой клетки —
столбики хряща и кости́ берут начало из одной и той же клетки.
Это удивительные клетки. У них есть четыре свойства.
Во-первых, они живут там, где нужно.
Они живут под поверхностью кости,
под хрящём.
Понимаете, биология — это место, место и ещё раз место.
Они переходят в нужную область и создают кости и хрящи.
Это во-первых.
Вот интересное свойство.
Их можно извлечь из скелета,
вырастить в чашке Петри в лаборатории,
и они с радостью будут формировать хрящ.
Мы не смогли сформировать хрящ никакими мыслимыми способами.
А им только дай поформировать.
Они наматывают вокруг себя рулоны хряща.
И ещё — это в-третьих, —
это самые эффективные известные нам реконструкторы при переломах.
Вот маленькая мышиная кость, которая была сломана
и которой дали зарасти самой.
Эти стволовые клетки восстановили кость — тут жёлтого цвета —
и хрящ — тут белого цвета — практически полностью.
И если пометить их флуоресцентной краской,
можно увидеть, что они похожи на своеобразный клей из клеток,
появляющихся в области перелома,
склеивающих его на месте, а затем прекращающих работу.
В-четвёртых — и это самое печальное, —
их число резко снижается,
в десять, в пятьдесят раз по мере старения организма.
И вот что на самом деле произошло:
у нас произошёл сдвиг восприятия.
Мы перестали гоняться за таблеткой,
вместо неё мы разработали теорию.
В каком-то смысле
нас подцепила на крючок эта идея:
«клетки — организмы — среда».
Потому что теперь мы думали о стволовых клетках костей,
мы думали об артрите как о клеточном заболевании.
И следующим вопросом стало наличие органов.
Можно ли создать орган вне тела?
Можно ли имплантировать повреждённый хрящ?
И, наверное, самое интересное —
можно ли шагнуть ещё выше и создать среду?
Мы знаем, что тренировки перестраивают кости,
но давайте начистоту, никто не будет тренироваться.
Так есть ли способы пассивно нагружать и разгружать кости,
чтобы можно было воссоздать разрушающийся хрящ?
Что ещё интереснее и ещё важнее —
можем ли мы использовать эту модель в более широком смысле, вне медицины?
Как я и сказал раньше, речь не о том, чтобы что-то убить,
а чтобы что-то вырастить.
Отсюда возник ряд некоторых интереснейших вопросов о том,
как мы представляем себе медицину будущего.
Сможете ли вы вылечиться клеткой вместо таблетки?
Как мы будем эти клетки выращивать?
Как нам останавливать злокачественный рост этих клеток?
Мы знаем о проблемах неконтролируемого роста.
Можем ли мы внести гены самоубийства в такие клетки,
чтобы те не размножались?
Смогут ли вас вылечить с помощью органа, выращенного вне тела,
а затем в тело имплантированного?
Можно ли так остановить дегенерацию?
Что, если такому органу нужна память?
При заболеваниях нервной системы у некоторых органов могла быть память.
Как нам имплантировать память обратно?
Сможем ли мы хранить такие органы?
Нужно ли будет выращивать каждый орган под конкретного человека
и имплантировать его?
И, вероятно, самое сложное,
может ли среда стать вам лекарством?
Можно ли запатентовать среду?
В культуре каждого общества
шаманы использовали окружающую среду при лечении.
Можем ли мы представить себе таким наше будущее?
Я много говорил о моделях. С них я начал это выступление.
Поэтому я закончу парой мыслей об их построении.
Это то, что мы, учёные, делаем.
Когда архитекторы строят модель,
им нужно представить для вас мир в миниатюре.
Но когда модель строят учёные,
они пытаются представить для вас мир с помощью метафоры.
Они пытаются создать новое представление.
У архитекторов — это изменение масштаба, у учёных — изменение восприятия.
Антибиотики создали такое изменение
нашего представления о медицине, которое окрасило, исказило
и успешно определило наше представление о медицине за последние сто лет.
Но нам нужны новые модели для представления о медицине будущего.
Вот что стои́т на кону.
Вы знаете, есть популярная идея,
что причина отсутствия революции
в лечении болезней —
отсутствие достаточно мощных лекарств,
и это отчасти правда.
Но настоящая причина в том,
что у нас нет достаточно мощных образов для восприятия лекарств.
Разумеется,
было бы замечательно получить новые лекарства.
Но в действительности на кону три неосязаемые вещи:
механизмы, модели, метафоры.
Спасибо.
(Аплодисменты)
Крис Андерсон: Мне очень нравится эта метафора.
Как можно её продолжить?
В технологических отраслях много говорят
об индивидуальном подходе в медицине,
что у нас есть все данные, и что в будущем лечение
будет заточено под вас, ваш геном и ваше текущее состояние.
Это применимо к той модели, о которой вы говорили сегодня?
Сиддхарта Мухерджи: Это очень интересный вопрос.
Мы думаем об индивидуальном подходе в медицине,
в основном, в терминах геномики.
Из-за того, что ген является господствующей метафорой,
которая используется снова и снова в сегодняшней медицине,
мы думаем, что геном обеспечит персонализацию лечения.
Но геном находится в основании
длинной цепи живого.
А первичным организованным звеном этой цепи является клетка.
Поэтому, если мы действительно нацелены на такое лечение,
нам надо думать об индивидуализации клеточной терапии,
затем — об индивидуализации органов или органической терапии,
и наконец — об индивидуализации терапии погружения, включающей среду.
И я думаю, что на каждом этапе
вместо метафоры о преградах на каждом шагу
у нас индивидуализация на каждом шагу.
КА: То есть, когда вы говорите о клетке как о лекарстве,
заменяющей таблетку,
вы говорите о ваших собственных клетках.
СМ: Совершенно верно. КА: В виде стволовых клеток,
возможно, опробованных со всякими лекарствами и как-то подготовленных.
СМ: Это не «возможно», именно этим мы и занимаемся.
Именно этим, и медленно продвигаемся вперёд,
не отрицая геномику, а включая её
в многоуровневые полуавтономные саморегулирующиеся системы —
клетки, органы, среду.
КА: Спасибо вам большое.
СМ: Спасибо вам. Спасибо.