Домжур - дискуссионная площадка для ученых. По итогам форума генетиков

ФКУ — "образцовый" пример драматической развилки: если не лечить, у человека прогрессируют когнитивные нарушения; если вовремя выявить и правильно лечить — пациент может и ученым стать. Фенилкетонурия стала темой конференции, которую организовали Ассоциация специалистов в области молекулярной медицины, медицинской и лабораторной генетики имени Е. И. Шварца и СПб ГКУЗ "Диагностический центр (медико-генетический)". Правильное лечение редкого наследственного заболевания — способ отработать терапию рака и других совсем не редких и необязательно наследственных заболеваний, уверена президент ассоциации, доктор медицинских наук, профессор Северо-Западного медицинского университета им. И. И. Мечникова Минздрава России Валентина ЛАРИОНОВА.

— Валентина Ильинична, что за механизм у ФКУ, если такой разный исход?

— Есть такая аминокислота, фенилаланин. Вообще большинство аминокислот, как известно, являются строительными кирпичиками любых белков. А эта аминокислота незаменимая, то есть организм ее сам не вырабатывает и получает только с пищей. Причина развития болезни — мутации в гене, который определяет структуру фермента с длинным названием фенилаланингидроксилаза. Из-за нарушения его функции организм не может расщеплять фенилаланин правильно. В итоге накапливаются токсичные вещества, и от этого страдает нервная система, головной мозг.

Есть диетотерапия: ограничение продуктов с фенилаланином. Проще говоря, ограничение белка…

— Это помогает?

— Не всегда. Во-первых, невозможно полностью исключить эту аминокислоту из диеты, используя только специальные продукты лечебного питания. Без натурального белка не проживешь: фенилаланин, повторю, нужен организму для построения собственных белков.

А во‑вторых, эффект от дието­терапии у пациентов разный. И это связано прежде всего с тем, что у пациентов исходно могут быть различные уровни повышения этой аминокислоты в крови. Объясняется это прежде всего разной остаточной активностью поврежденного фермента в клетках печени.

Кроме того, сегодня мы уже знаем, что высокое содержание этой аминокислоты в организме приводит к тому, что в мозг не поступает должное количество других аминокислот. Тех, которые служат исходным материалом для производства сигнальных молекул — нейротрансмиттеров. Происходят метаболические расстройства, которые, если говорить проще, нарушают работу мозга.

Причина различного течения болезни и ответа на диетотерапию стала понятна только с наступлением эры молекулярно-биологических исследований. Они позволили расшифровать причину заболевания и изучить то, как мутации в определенном гене влияют на течение болезни. Но сегодня, чтобы расширить реабилитационный потенциал пациентов и предотвратить осложнения, недостаточно знать мутации, вызвавшие заболевание. Надо копать глубже.

Исследовать другие гены, продукты которых влияют на обмен других аминокислот, на энергетический обмен.

Такой подход позволяет сделать реабилитацию пациента более персонализированной. Может, у человека, страдающего ФКУ, есть еще и генетическая предрасположенность к болезни Паркинсона? Тогда нужно понимать, что у него нейродегенеративный процесс, скорее всего, начнется раньше. И будет протекать по‑другому. Или другой пример: у пациента, допустим, есть еще и расстройства липидного метаболизма, ассоциированные с атеросклеротическим повреждением сосудов…

При лечении "основного заболевания" нужно обязательно учитывать все сопутствующие болезни и метаболические расстройства. В этом и заключается смысл персонализированного лечения пациентов, страдающих, на первый взгляд, одним наследственным заболеванием — ФКУ.

— Вы не только врач, но и ученый. А "просто врачи" насколько осведомлены?

— Скажем так: в общую медицинскую практику эти знания не внедрены.

Нужно выстроить систему использования и этих знаний, и инструментов. В частности, генетических тестов. Нужно обучать врачей других специальностей, прежде всего педиатров, терапевтов и, конечно, реабилитологов. Очень важно, чтобы они, оказывая помощь пациентам с ФКУ по поводу каких‑нибудь сопутствующих недугов, учитывали особенности патогенетической терапии этого заболевания, которую проводят врачи-генетики.

Я вам пример приведу. Пример того, как из‑за "неосведомленности" специалистов, оказывающих очень специализированную помощь в своей конкретной области, можно поставить под угрозу результаты долгого и дорогого лечения.

Вот представьте себе ситуацию. Пациентка получает инновационное лечение по поводу ФКУ. Оно оценивается в миллионы руб­лей. И вдруг у нее начались какие‑то проблемы с кожей лица. Казалось бы, с кем не бывает. Куда обычно в таких случаях обращаются? Вот и она пошла к врачам-косметологам. Те назначали препарат, содержащий вещество, которое относится к ретиноидам, производное витамина А. Так вот этот системный ретиноид первого поколения был назначен без учета основного заболевания. Судя по клинической картине, и оснований для этого назначения не было. А препарат не безобидный: может взаимодействовать со многими генами. У пациентки в итоге ухудшилось самочувствие, усугубились симптомы нарушения психики: тот препарат из класса ретиноидов способен вызвать депрессию и другие расстройства и влиять на развитие осложнений. В итоге пришлось прервать терапию основного заболевания, хотя пациентке она жизненно необходима.

Другой пример. Человек с ФКУ пережил сильный стресс. Тоже: с кем не бывает? Обратился к психиатру, тот назначил антидепрессанты. И не учел особенностей основного заболевания и проводимого лечения. Пациент резко набрал лишние 15 кг — как думаете, такая прибавка в весе меняет обмен веществ? Конечно. И может приводить к повышению артериального давления, развитию метаболических расстройств. И это в дополнение к высокому уровню фенилаланина в крови. Это влияет на течение заболевания и затрудняет оценку эффективности патогенетической терапии.

…На самом деле практическая медицина в диагностике и лечении наследственных заболеваний колоссально продвинулась. Всем новорожденным в нашей стране проводится скрининг на 36 наследственных заболеваний. Более того, мы уже проводим выбор препаратов для патогенетической терапии некоторых заболеваний. То есть говорим о персонализации терапии. Но учитываем ли при этом, например, коморбидный фон?

— Это когда сразу несколько хронических заболеваний работают "в одной упряжке"?

— Да. Если сочетание двух наследственных болезней — редкость, то сочетание наследственного с хроническими — нередкое явление. Особенно с возрастом. Это справедливо для большинства людей: с возрастом мы просто более уязвимы. Возрастает риск, например, сердечно-сосудистых заболеваний, сахарного диабета. Они могут влиять на эффективность терапии, иногда на фоне лечения могут возникать осложнения.

Приведу пример условного человека без редких генетических заболеваний, но не очень здорового. Пока не случилась пандемия COVID-19, мы особенно не думали, как на пациента с комплексом хронических заболеваний может повлиять какая‑нибудь инфекция. Ковид заставил об этом задуматься. Потому что выяснилось: в первую очередь очень тяжело переносили инфекцию люди с сахарным диабетом, с артериальной гипертензией, с сосудистыми заболеваниями. Почему? Потому что у них развивается так называемая эндотелиальная дисфункция. Снижена NO, молекула такая. Из-за этого страдают клетки, которые выстилают внутреннюю поверхность сосудов. Под влиянием инфекции возрастает риск, например, тромбоза. И этот факт нельзя не учитывать с точки зрения того, какие у кого могут случиться осложнения.

— На конференциях ассоциации постоянно говорят, что в диагностике без молекулярно-генетических тестов — никуда…

— Вы знаете, совсем недавно прорыв случился. Под руководством Виталия Владимировича Омельяновского, гендиректора Центра экспертизы и контроля качества медицинской помощи Минздрава РФ, организован экспертный совет. У него важная задача: проводить оценку применения молекулярных технологий и оптимизировать их использование в диагностике, маршрутизации, выборе и контроле лечения у пациентов с наследственными и онкологическими заболеваниями. В том числе экономическая оценка алгоритмов молекулярной диагностики. И внедрение их в медицинскую практику.

С редких болезней мы начинаем просто потому, что, во‑первых, они тяжелые. А во‑вторых, эта модель очевидно демонстрирует важность молекулярной диагностики и глубокого анализа конкретных генов, а в некоторых случаях и анализа всего генома. Ведь препараты для лечения редких заболеваний — крайне дорогие. Прежде чем их назначать, врачи стараются убедиться в том, что именно это конкретное лекарство — сработает. Что пользы будет больше, чем вреда от возможных побочных эффектов.

Вот мы применяем инновационный дорогостоящий препарат для лечения пациентов с ФКУ. Конечно, прежде чем его назначать, важно все взвесить: что для пациента диетотерапия не будет столь эффективна, что ему не подойдет лечение другим препаратом — например, повышающим активность поврежденного фермента (есть ведь и такая молекула в арсенале врачей). Поэтому мы выбираем конкретный препарат, тщательно анализируя все результаты обследования.

А вот препараты от хронических заболеваний на порядки дешевле, сами болезни кажутся "обычнее" — поэтому и молекулярная диагностика будто бы не важна. Но это не так! 

В идеале нужно развивать и фармакогенетику. И даже препараты, которыми мы лечим распространенные болезни, и инфекции в том числе, назначать надо с учетом результатов генетического теста.

— А, извините, потянем? Это деньги, кадры, обучение, какие‑­то организационные решения.

— Я так скажу. Неправильная маршрутизация пациента будет стоить нам во всех смыслах намного дороже. Вот живет себе человек — а в 30 лет у него инсульт. Почему? Чего‑то, наверное, не заметили. Вовремя не выявили атерогенные изменения липидных показателей в крови? Не учли, что у него отец умер от раннего инфаркта?

А представьте себе пациентов с каким‑нибудь моногенным заболеванием — таким, когда "сломан" только один ген. Нередко к ним относятся, будто у них только вот этот один недуг и есть, вся терапия на этом концентрируется. Как будто ничем другим он страдать не может: ни артериальной гипертензией, ни сахарным диабетом…

Да нет же! Обязательно нужно четко оценивать риск многофакторных болезней у таких пациентов. Мы же понимаем сегодня, как связаны некоторые заболевания. К примеру, мы уже знаем, что у некоторых пациентов с болезнью Паркинсона выявляется определенная мутация, связанная с развитием редкой болезни Гоше.

— На конференции говорили об истории "советского" ПЦР-теста. С его помощью когда‑то начали диагностировать наследственные заболевания у детей. Почему понадобилось создавать свой тест — ведь метод уже существовал?

— Это потрясающая история. Вообще идея ПЦР была предложена еще в начале 1970‑х. Но более технологичный вид ей придал американский биохимик Кэри Муллис (за это он в 1993 году получил Нобелевскую премию), а первая публикация о методе появилась в ноябре 1985 года в журнале Science. Суть метода заключалась в накоплении в пробирке копий определенного участка ДНК. Но сначала метод был не очень эффективен: фермент, полимеразу, приходилось постоянно добавлять после каждого цикла копирования, поскольку этот белок под воздействием температуры разрушался. А в 1988 году пришла мысль улучшить тест с помощью полимеразы, которую добывали из термофильных бактерий. Этот фермент устойчив к воздействию высоких температур.

А тем временем в Советском Союзе в отделе молекулярной радиобиофизики Ленинградского института ядерной физики еще в 1984 году сформировалась рабочая группа молодых исследователей. Их объединил ученый, доктор медицинских наук, а по образованию врач-педиатр Евгений Иосифович Шварц, чье имя носит сейчас наша ассоциация. Ему самому тогда было немного за сорок. Эта группа вела исследования в области молекулярной генетики человека.

Евгению Иосифовичу попалась на глаза публикация о методе ПЦР, и он решил как можно быстрее освоить эту технологию. Но как? Где взять полимеразу? Тут повезло: в группе был Олег Кабоев, он как раз работал с термофильными бактериями. Привозил эти культуры с гейзеров Курильских островов.

Эту полимеразную цепную реакцию делали, можно сказать, "в трех кастрюльках"! Бегая между ними с секундомером, чтобы все соблюсти. Естественно, метод нужно было оптимизировать — но тоже: как? Специальное оборудование (ДНК-амплификаторы, или термоциклеры) уже делали за рубежом — но для наших исследователей они были тогда абсолютно недоступны.

Тогда по инициативе Евгения Шварца талантливый исследователь Александр Третьяков с коллегами-физиками создает первый советский амплификатор.

В Ленинградский институт ядерной физики приезжали врачи и ученые из других институтов, из других городов. Термоциклеры, сделанные кустарным способом, начали отправлять в разные города страны. Так что уже и в регионах стали использовать метод ПЦР для диагностики в том числе инфекций.

Работы под руководством Евгения Иосифовича Шварца положили начало исследованиям в молекулярной кардиологии, педиатрии, неврологии, эндокринологии, психиатрии, фармакогенетике, даже судебной медицине. Были проведены первые в стране работы по расшифровке мутационного повреждения в определенном гене у пациентов с фенилкетонурией. И не только.

А после перестройки начались трудности другого толка. Экономические. К тому же неонатального скрининга фактически не было. Помню, ко мне, педиатру, поступила девочка с атопическим дерматитом и с нарушением умственного развития. Я срочно звоню превосходному химику Елене Михайловне Королевой. Она проводит анализ аминокислот — и мы вот так, благодаря "междисциплинарному подходу", поставили девочке правильный диагноз: ФКУ!

Только благодаря стараниям Петра Васильевича Новикова, на тот момент главного генетика Минздрава и талантливого организатора, удалось не только начать скрининг на пять заболеваний, но и оснастить регионы тандемными масс-спектрометрами. Это послужило основой для расширения неонатального скрининга сегодня.

Группа, которую создал Евгений Иосифович Шварц, только в 1992 году стала официальной лабораторией молекулярной генетики человека ЛИЯФ, нынешнего ПИЯФ. Я хочу подчеркнуть: до того в течение нескольких лет Евгений Иосифович и его соратники занимались исследованиями в институтском отделе молекулярной радиобиофизики в "свободное от основной работы время". К счастью, их энтузиазм был поддержан некоторыми видными учеными, в том числе Виктором Николаевичем Фомичевым, руководившим отделением в институте.

Еще одна важная деталь. Академия медицинских наук тогда была вне "большой" академии. И "большие" академики, что греха таить, несколько скептически относились к врачам. Подразумевалось, что те далеки от фундаментальных исследований, то есть от "настоящей" науки. А вот Евгений Иосифович, врач, исследователь, работал в "фундаментальном" физическом институте, воспитал учеников.

Сейчас ПИЯФ входит в Научно-исследовательский центр "Курчатовский институт", и меня очень радует, что Курчатовский центр сегодня является главным центром по развитию геномных технологий во многих отраслях науки. Все очень логично. Если, конечно, знать историю развития отечественной молекулярной медицины.

Так что если сравнивать, какой путь проделан с 1970‑х, 1980‑х — это как… Ну вот мы тогда делали первые улиточные шажки. А сегодня в космос летаем.

— Круто.

— Да. Но, образно говоря, мы все еще на орбите крутимся. А способны‑то к межгалактическим перелетам…​​​​​​​

Источник: https://spbvedomosti-ru.turbopages.org/spbvedomosti.ru/s/news/gorod/otrabotat-terapiyu/
Фото Сергея ГРИЦКОВА