Коллектив авторов - На что похоже будущее? Даже ученые не могут предсказать… или могут?

В больших городах нашему здоровью угрожают и другие факторы. По данным Института измерения показателей и оценки здоровья при Вашингтонском университете, ежегодно в результате загрязнения воздуха преждевременно уходит из жизни более 5,5 млн человек. Свыше половины этих смертей приходится на Китай и Индию, где находится 12 из упомянутых выше мегаполисов. Города будут не только разрастаться, но еще и покрываться все более плотной сетью транспортных и коммуникационных артерий. Ежедневно из аэропортов по всему миру совершается более 100 000 авиарейсов. Неудивительно, что в 2009 г. пандемическому вирусу гриппа хватило нескольких недель, чтобы распространиться по всей планете, а тому самому устойчивому к колистину штамму кишечной палочки, впервые обнаруженному в Китае в конце 2015 г., понадобилась всего лишь пара месяцев, чтобы добраться до Пенсильвании. Развитая система авиасообщения меняет геометрию инфекции: традиционные карты мира, показывающие расстояния по прямой, могут вводить в заблуждение относительно реальных связей между нами, а, значит, и путей распространения инфекций. Достаточно взглянуть на карту авиамаршрутов, чтобы понять, что некоторые города на самом деле намного ближе (или дальше), чем поначалу казалось.

Медицинские знания в будущем также будут добираться в разные уголки мира быстрее, чем раньше. В 2016 г., в ходе гражданской войны в Сирии, опытные хирурги из таких стран, как Британия и Канада, с помощью веб-камер руководили действиями местных специалистов при выполнении операций в зонах боевых действий. Благодаря развитию технологий дополненной реальности и робототехники вскоре появится возможность проводить удаленно сложные хирургические операции.

Кроме того, доступ к данным из любой точки мира поможет пациентам эффективно лечиться в домашних условиях. Многим из них может показаться более удобным не идти к врачу, а обсудить симптомы с интеллектуальным агентом, и, классифицировав их по степени значимости, принять решение о дальнейших действиях, а также при необходимости использовать иммерсивные технологии дополненной реальности, чтобы получить консультацию, не выходя из дома. Программы распознавания образов, натренированные на глобальной базе данных о пациентах, смогут самостоятельно ставить диагноз на основании полученных результатов обследований — от МРТ-снимков до предметных стекол. Врачи смогут оценивать факторы риска, связанные с определенным методом лечения, за считаные секунды подбирая множество аналогичных случаев для сравнения с состоянием пациентов. А при появлении новой инфекции — будь то Эбола или кишечная палочка — органы здравоохранения смогут оперативно выявлять вспышки и быстро принимать меры по ее локализации.

Таким образом, мы возвращаемся к вопросу о пессимизме и оптимизме в оценках будущего медицины. Даже если мы преуспеем в борьбе с существующими заболеваниями, победив малярию, полиомиелит и корь, им на смену, вероятнее всего, придут новые недуги. Независимо от того, что именно это будет — устойчивые к антибиотикам бактерии или хронические заболевания, вызванные сменой привычек и образа жизни, мы в любом случае не сможем обеспечить абсолютную защиту здоровья человека даже в отдаленном будущем. Рано или поздно опутывающие наш мир транспортные сети станут источником новых угроз для нашего здоровья, в результате чего мы столкнемся с самыми разными проблемами биологического, технологического и социального характера. Однако продолжающаяся глобализация медицины означает, что нас ждут новые идеи и подходы, которые позволят не только не спасовать перед трудностями, но даже спрогнозировать и упредить некоторые из них. В конечном итоге именно то обстоятельство, что мы все так сильно взаимосвязаны и можем работать сообща, станет залогом нашего благополучия и спасения.

Аарати Прасад

Генетика занимается изучением ДНК — тех коротких участков ДНК, которые мы называем «генами», и всего остального, от чего они зависят. Гены — носители наследственности, своего рода «программные файлы» нашего тела. В них содержатся инструкции — исполняемый код. Гены окружают другие «файлы с кодом», определяющим, когда и насколько усердно гены должны работать. Код большинства генов считывается и используется для синтеза белков, являющихся строительными блоками наших тканей и органов, а также для формирования гормонов, антител и транспортных систем в наших клетках. Тем самым гены определяют важную часть нашей физической оболочки, нашего здоровья и врожденных способностей.

Для манипуляций с генами мы придумали специальное название — генная инженерия. На самом деле эксперименты такого рода имеют давнюю историю. Благодаря вмешательству в гены с помощью достаточно примитивных методов (того, что называется селекцией) початки кукурузы, которые еще 10 000 лет назад походили на колосковые соцветия полевых трав, превратились в мясистые плоды цилиндрической формы, а место волков рядом с человеком заняли мопсы. В недалеком прошлом уже теперь в лабораторных условиях мы создали растения, ставшие фабриками по выработке фармацевтических препаратов, и получили сорт риса, служащий источником витамина А, от которого зависят состояние нашей иммунной системы и острота зрения. Мы продолжаем манипулировать генами в терапевтических целях, в рамках борьбы с инфекциями, а также для создания новых источников энергии и получения устойчивых источников пищи, но сам способ, которым мы добиваемся этого, ведет нас в абсолютно новый мир инновационных технологий, возможности которых еще не до конца изучены и не совсем понятны.

Геномика занимается формированием и анализом полных наборов генетических данных. Основываясь на сборе информации, данная дисциплина выросла из генетики и молекулярной биологии, то есть наук, имеющих дело с белками и генетическим материалом: ДНК и РНК. Задача геномики — подробно описать состав и взаимодействия «молекул жизни» внутри наших клеток. Впервые определить всю последовательность азотистых оснований в составе человеческой ДНК удалось чуть более 10 лет назад. Наш геном представлен различными комбинациями всего четырех букв A, C, T и G. Весь наш генетический материал выглядит как строка из 3 млрд букв, распределенных примерно по 20 000 словам. Если бы каждая из этих букв была того же размера, что и шрифт на этой странице, а буквы стояли бы ровной строчкой друг за другом, то протянулась бы эта строчка от Лондона до Рио-де-Жанейро. Сегодня геном человека стал частью обширной библиотеки, включающей чуть более 4000 организмов — от бактерий и вирусов до шимпанзе, утконоса и растения «японский вороний глаз» (ДНК которого по массе в 50 раз превосходит нашу). Но составление каталогов кодированных форм жизни — это только начало пути. Если в качестве примера взять применение геномики в медицине, то оптимистический сценарий будет выглядеть приблизительно так. Во-первых, мы должны изучить структуру генома и составить другие, имеющие отношение к данному, каталоги, чтобы выявить все условия, заставляющие гены работать. Затем нам следует проанализировать биологию генома: расшифровать инструкции, выяснить, какие части генома действительно инструкции, а какие нет; и, если они не являются инструкциями, мы должны понять, что в них такого, что им удалось оставаться в составе генома на всем протяжении эволюции. В-третьих, мы должны использовать полученные знания, чтобы разобраться в биологии заболевания и ответить на ряд вопросов: как и почему, например, наша ДНК препятствует развитию определенного заболевания или, наоборот, ускоряет его течение; как наша ДНК взаимодействует с ДНК атакующих нас микробов; наконец, как нам применить результаты в разработке «умных» препаратов направленного действия, которые повысят эффективность системы здравоохранения.