Эрик Тополь - Будущее медицины: Ваше здоровье в ваших руках

Конечно, она это понимает – все цифровое для нее естественно, она родилась в цифровом обществе. Но как их модель лабораторных исследований будет адаптирована к модели, основанной на смартфоне клиента, не совсем понятно. Тем не менее я не думаю, что само направление нашего движения вызывает вопросы. Как первый домашний тест на беременность, проведенный в 1978 г., ознаменовал новую эпоху с точки зрения расширения возможностей потребителя, точно так же эти новые продукты и компании являются предвестниками грядущей, ничем не ограниченной перспективы любого анализа в любое время и в любом месте.

Более удаленным видится переход от лаборатории на чипе к лаборатории внутри тела. Как упоминалось ранее (глава 5), речь идет о запуске чипа в кровоток для анализа большого количества субстратов, с передачей данных на смартфон человека 56, 57. В Институте трансляционных исследований Скриппса и в Caltech мы работаем совместно над биодатчиком, внедряемым в кровоток, который улавливает геномные сигналы, они отправляются в приложения и служат для предупреждения сердечного приступа, или аутоиммунного сбоя, или ранней диагностики рака. В Калифорнийском университете в Санта-Барбаре было продемонстрировано, как имплантированный микрофлюидный электрохимический датчик обеспечивает непрерывное отслеживание уровня лекарств у животных в режиме реального времени 58. Еще одна технология для лаборатории внутри тела – это магнитно-резонансная рефлексиметрия, которая использует покрытые антителами магнитные частицы. Таким образом определяется количество биомаркеров сердечного приступа (через анализ белка тропонина, который высвобождается из отмирающих сердечных клеток) 59и побочные эффекты химиотерапевтического препарата доксорубицина в случае рака (он может разрушать клетки сердечной мышцы). Пока вся эта работа проводилась только на животных; датчики имплантировались подкожно (в бок), отражая уровни белков, обнаруженных в крови. Имплантируемые оптические нанодатчики показали, что могут непрерывно и точно отслеживать сахар и электролиты, такие как натрий или калий 60. Кроме запуска датчиков в кровоток беспроводные оптоэлектронные чипы вводились или внедрялись в ткань типа мозговой. А группа из МIT разработала углеродную нанотрубку, имплантируемую под кожу животного, – она определяла уровни окиси азота больше года, позволяя проводить мониторинг воспалительного процесса 61. Тем временем группа инженеров из Стэнфордского университета создала крошечный беспроводной чип, 3 мм в ширину и 4 мм в длину, который сам плывет по кровотоку, используя электромагнитные радиоволны 62. Вам это не напоминает научно-фантастический фильм «Фантастическое путешествие»? Сотрудники Стэнфордского университета предвидят появление приложений, которые выполняют не только лабораторные исследования, но и поставляют лекарства к нужному месту в организме, поражают тромбы и удаляют атеросклеротические бляшки из артерий. Имплантируемый биодатчик Georgia Tech получает энергию от гидравлической силы кровотока. А на случай, когда чип в дальнейшем не требуется, разработаны растворимые чипы, которые тают в запрограммированное при имплантации время. Конечно, пока еще не все вопросы проработаны, и их следует решить, прежде чем имплантируемые микрочипы и наночипы станут частью обычной медицинской практики. Нам нужно подтвердить их точность, выяснить срок действия датчиков и каков оптимальный вариант – непрерывное снятие показаний или считывание с перерывами. Но лаборатория внутри тела в конце концов станет таким же обычным делом, как лаборатория на чипе смартфона, а доля тех из нас, кто движется к статусу киборга, будет неуклонно расти.

Количество медицинских изображений, которые ежегодно выполняются в США, стремительно растет (рис. 6.2) 63, 64. Ультразвуковое исследование проводится в два раза реже простого рентгеновского (радиографии). За последнее десятилетие количество сканограмм, полученных в результате компьютерной томографии, увеличилось более чем в два раза и теперь достигло почти 300 на 1000 человек в год 64. Большинство сканографических исследований, за исключением ультразвукового и МРТ, несут значительный риск облучения.

Если резюмировать тему подверженности облучению, то риск ионизирующего излучения несут в себе простой рентген, маммография, ангиография (сканирование артерий), компьютерная томография, позитронная эмиссионная томография и ядерное сканирование, дозы ионизирующего излучения измеряются в миллизивертах (мЗв). Безопасного уровня миллизивертов не существует, но мы знаем, что чем больше человек подвергается облучению, тем выше риск развития рака. Данные по выжившим после взрывов атомных бомб показывают резкое увеличение раковых заболеваний при дозе в 100 мЗв. В среднем человек подвергается облучению примерно в 2,4 мЗв в год 64. Но в результате одной процедуры ядерного сканирования пациент может получить свыше 40 мЗв, что эквивалентно более чем 2000 рентгеновских снимков грудной клетки. При маммографии доза облучения меньше, но все равно она составляет около 0,5 мЗв, или 20 рентгеновских снимков, и подобно ядерному сканированию, оно повторяется из года в год. Особое беспокойство вызывает облучение детей, у которых количество проводимых компьютерных томографий возросло больше, чем у взрослых, и риск заболевания раком увеличивается 65.

Предполагается, что в США, где проводится 4 млн педиатрических компьютерных томографий каждый год, это вызовет почти 5000 случаев заболевания раком. Даже рентгеновские снимки в стоматологии имеют последствия. Опухоли мозга, хотя встречаются нечасто, более вероятны у тех, кто ежегодно делал рентгеновские снимки отдельных зубов, и наблюдаются в пять раз чаще у тех, кому в детстве делали много панорамных снимков.

В The New York Times на странице, следующей за редакционной, где публикуются обзорные статьи и политические комментарии, была опубликована статья «Мы сами обеспечиваем себе рак» (We Are Giving Ourselves Cancer). В ней указывается, что 3−5 % всех случаев заболевания раком могут быть результатом облучения при выполнении медицинских снимков 66. К сожалению, исследования сопряжены с риском. Еще хуже то, что часто риск не оправдан 67. В 2012 г. фонд Американской комиссии по внутренним болезням вместе с уважаемой независимой некоммерческой организацией потребителей «Отчеты потребителей» (Consumer Reports) запустили проект «Разумный выбор» (Choosing Wisely) 68–69, направленный на снижение количества медицинских исследований и их стоимости. Когда о «Разумном выборе» объявили впервые, девять профессиональных медицинских организаций опубликовали свои списки с указанием пяти исследований и процедур, которые не считали необходимыми. Из этих 45 рекомендаций по ненужным исследованиям 25 (56 %) были связаны с получением изображений с помощью ионизирующего излучения (некоторые из них представлены в табл. 6.1) 70.