Цивилизация
###1###Истоки
Несколько лет назад мы — команда исследователей из Гематологического научного центра, Центра теоретических проблем фармакологии РАН и физфака МГУ под руководством Фазли Атауллаханова — обнаружили, что результаты наших фундаментальных исследований механизмов регуляции свертывания крови могут иметь непосредственное прикладное значение. На тот момент наш коллектив изучал пространственную динамику свертывания крови с помощью специально созданной самодельной установки. Оказалось, что наблюдение за формированием фибринового сгустка в этой установке позволяет не только выяснить роли отдельных реакций в сложном процессе свертывания, но и заметить патологические изменения в состоянии свертывающей системы.<1>
Тогда мы стали целенаправленно исследовать диагностические возможности нашего метода, создавать пригодную для клиники версию установки (рисунок 1) и искать финансовую поддержку для ее внедрения. На это ушло несколько лет. В многочисленных фондах наши заявки были отвергнуты, но в итоге удалось найти бизнесменов, которые поддержали эти разработки. Это позволило довести их до такого состояния, что проект по внедрению нашего метода был поддержан корпорацией «Роснано», совместно с которой мы и создали компанию «ГемаКор». В настоящий момент в ней и развивается наш метод диагностики, получивший название «тромбодинамика»: разрабатываются промышленные образцы приборов, производятся расходные материалы, проводятся испытания.
Почему диагностика нарушений свертывания крови так важна?
Дело в том, что сейчас ситуация с этой диагностикой во всем мире находится в катастрофическом состоянии. Эти слова не принадлежат мне; таково мнение ведущих врачей, профессионально занимающихся вопросами диагностики на протяжении десятилетий. Мы не можем вовремя диагностировать нарушения гемостаза, за исключением таких примитивных и достаточно редких, как гемофилия; и даже там показатели тестов плохо коррелируют со склонностью к кровотечениям. Напротив, широко распространенные и отвечающие за львиную долю смертности тромбозы и более сложные патологии практически невозможно вовремя предсказать лабораторными средствами.
Как грустно говорят врачи, «надежным способом постановки диагноза диссеминированного внутрисосудистого свертывания является наличие микросгустков в органах при вскрытии».
Кстати, это не шутка, а практически дословная фраза из учебника.
Эта проблема сейчас хорошо известна и активно обсуждается во всем мире. Врачи высокого уровня пытаются ставить диагнозы по косвенным признакам в состоянии пациента, а специалисты по лабораторной диагностике пытаются создать альтернативы традиционным методам диагностики. Для надежной диагностики необходимо научиться напрямую видеть, что плазма крови человека имеет повышенную или пониженную склонность сворачиваться.
Почему так плохо работают классические тесты свертывания?
Нынешние клинические тесты (АЧТВ, тромбиновое время, протромбиновый индекс онже МНО) созданы от 50 до 70 лет назад. В ту эпоху не было почти никакого представления об устройстве свертывания крови, и тесты были сделаны простейшим образом: кровь пациента забирается, из нее отделяется плазма, и в нее добавляется большое количество того или иного активатора свертывания, и через какое-то время плазма свернется. Быстро, дешево и сердито.
Для своего времени появление таких тестов было огромным достижением, и они очень помогли и врачам, и биохимикам. Но, как сейчас стало ясно, условия в организме очень сильно отличаются от условий в клинических тестах. Даже из самых общих соображений понятно, что в таком тесте мы не увидим никаких сколько-нибудь тонких вещей. Более того, усиление свертываемости почти нереально увидеть, потому что мы сразу же мощно все активируем. В лучшем случае будет заметна склонность к кровотечению.
В результате сейчас пациент может сдать кровь, получить нормальный анализ, ничего не чувствовать, а на следующий день — инфаркт.
Как я говорил, сейчас в мире появляются альтернативы классическим тестам. Схема реакций свертывания полностью известна (рисунок 2), и вся слабость старых методов стала несомненна. Ни один из методов нового поколения пока не смог доказать свою универсальную эффективность, но некоторые — тест генерации тромбина, тромбоэластография — выглядят не так уж плохо на фоне того, что было. Они лучше классических хотя бы потому, что они используют низкий уровень активации. Уже это делает их более чувствительными. К сожалению, уровень их внедрения в России пока невысок; да и в мире пока нет ясности с их стандартизацией и воспроизводимостью.
В чем отличие нашего подхода?
Мы пошли по другому пути. Фундаментальные исследования нашей команды начались с идеи о пространственной неоднородности свертывания. Этот процесс запускается активатором, который находится на стенках поврежденных сосудов или на границах раны, поэтому эта задача принципиально отличается от ситуации с равномерно перемешанным активатором, использующимся как в традиционных тестах, так и в новых. Свертывание на самом деле есть процесс, который распространяется в пространстве, процесс передачи сигнала. Пытаться имитировать свертывание, добавляя активатор свертывания в объем крови или плазмы, все равно что изучать распространение нервного импульса, стимулируя нерв сразу по всей длине (вместо того, чтобы передавать сигнал с одного конца на другой).
Это до некоторой степени полная потеря биологического смысла.
Наш метод принципиально отличается тем, что мы активируем свертывание локально с помощью нанопокрытия из физиологического активатора свертывания, тканевого фактора, и наблюдаем процесс распространения свертывания в пространстве. В этом главная наша новизна. В некотором смысле все остальное в нашем методе — техническая реализация. Но следует понимать, что она тоже потребовала решения множества биотехнологических и инженерных задач, и на нее ушли многие годы напряженной работы большого коллектива.
Состояние дел
В настоящее время наша экспериментальная установка, основанная на локализованной активации свертывания, превращена в диагностический прибор. Продажа этой техники еще не началась: предстоят официальные клинические испытания, которые будут производиться независимыми от нас клиниками. Для этого этапа и сам прибор, и расходные материалы, и документация должны быть доведены до безупречного состояния.
Около двух десятков приборов уже работают на апробации в медицинских и исследовательских центрах России, Франции и Америки. Больше всего их у нас в Гематологическом научном центре, где стоят сразу пять приборов, чтобы обеспечить нормальную пропускную способность.
Для пациентов нашего центра мы уже делаем анализы на систематической основе.
К нам можно свободно прийти и посмотреть на способность своей крови свертываться.
Для чего наш метод можно применять?
В медицине существует несколько вариантов диагностики: скринирование (массовое обследование большой группы населения на предмет проблем со здоровьем), собственно диагностика (определение вида заболевания у пациента, уже достоверно имеющего проблемы), мониторирование (отслеживание состояния пациента с уже известной болезнью для предотвращения ухудшения или для дозировки лекарства). Мы рассчитываем, что наш метод сможет играть существенную роль во всех трех вариантах.
Например, скринирование: человек, особенно из группы риска, раз в год сможет делать этот тест и в случае проблем принимать меры. Сейчас лекарства для борьбы с повышенной активностью свертывания крови существуют. Главная причина того, что так много людей погибают от неожиданных инфарктов и инсультов, заключается в том, что мы не знаем, когда нужно принимать эти лекарства. А если это делать без достаточных оснований, то можно заработать не менее фатальное кровоизлияние (фактически тот же инсульт).
Что дальше?
Сейчас перед нами стоит несколько важных задач — технических, технологических, научных.
Во-первых, доведение прибора до конечного пользователя требует решения множества практических проблем. Само по себе масштабирование производства, которое в итоге должно будет обеспечивать приборами и расходными материалами тысячи пользователей, представляет собой большую научную и технологическую задачу.
Во-вторых, прибор нужно развивать. Сейчас он позволяет проводить эксперименты в плазме крови одновременно в двух образцах. Но серьезные диагностические лаборатории, такие как «Склифлаб» или «Инвитро», — это многие сотни анализов в день. Поэтому уже сейчас мы создаем высокопроизводительный вариант прибора, который будет делать одновременно несколько десятков анализов.
Работа в плазме крови тоже не всегда удобна. Плазма крови, напомним, это «раствор» белков и ферментов, из которого удалены все кровяные клетки. В условиях реанимации некогда центрифугировать кровь, ответ нужно получить максимально быстро. Кроме того, мы тогда не учитываем тромбоциты, которые вносят свой вклад в свертывание крови. В идеале мы должны довести метод до такого состояния, чтобы просто взять у пациента образец крови и немедленно, не теряя ни секунды времени, поместить его в прибор и получить результат. Я уж не говорю о том, что сейчас самое мощное направление в диагностической медицине за рубежом — это методы point-of-care, то есть не в лаборатории, а буквально у постели больного.
В-третьих, предстоит проведение серьезных научных исследований с помощью этого метода.
Ведь когда для создателя прибора работа завершена, для врача она только начинается. Сейчас мы активно сотрудничаем с врачами и помогаем им такие проекты запустить и проводить.
Наконец, еще одна сторона связана с тем, что фундаментальная наука в околомедицинских областях часто движется благодаря клиническим случаям. Например, 80% нашей работы по регуляции свертывания получилось сделать благодаря гемофилии. Здесь в Гематологическом научном центре есть отделение по работе с гемофилией, и только в сотрудничестве с ним мы смогли ответить на глубоко фундаментальные вопросы: какую роль те или иные процессы диффузии белков играют в регуляции свертывания крови. И сейчас в связи с нашим выходом в клинику то же самое начинает происходить и с другими патологиями гемостаза.+++