Введение
Совсем недавно превентивно-предиктивная медицина и ее разделы (геномика, протеомика, метаболомика) относились к совершенно новым направлениям развития медицины.
Но за последние десятилетия современная наука достигла определенного прогресса в исследовании структуры и функции генома [1]: ученые изучили первичную структуру ДНК, обнаружили взаимосвязь между мутациями и развитием заболеваний у человека.
Изучение генетического материала человека и создание каталогов мутаций лежат в основе молекулярной диагностики заболеваний, а также служат прогностическими критериями наличия генетической предрасположенности человека к развитию психических, соматических, инфекционных и других заболеваний. Именно этот подход: определение структуры нормального гена, сравнение с эталоном генетического материала пациента и соотнесение наличия данного гена с развитием заболевания – лег в основу инновационного направления медицинской генетики – превентивно-предиктивной медицины.
Успехи молекулярно-генетических методов исследования впечатляют. За последнее десятилетие был проделан путь от анализа отдельных генов до полной расшифровки целого генома, от скрининга генетических ассоциаций до создания генетики многофакторных заболеваний, от формирования индивидуального генетического паспорта до создания электронных генетических карт здоровья. Причем именно генетический паспорт и индивидуальная карта репродуктивного здоровья особенно актуальны для современной практической медицины.
Кроме того, важно понимать, что без систематического освоения базовых фундаментальных дисциплин, к которым относится генетика человека, нельзя подготовить грамотного специалиста, который будет анализировать конкретное заболевание у конкретного пациента и трансформировать общий терапевтический подход, учитывая индивидуальные особенности больного человека.
Целью исследования стали обзор и анализ публикаций о формировании базовой концепции превентивно-предиктивной медицины и ее значении в развитии современного здравоохранения.
Материалы и методы исследования
Чтобы достигнуть поставленной цели, автором были рассмотрены 112 источников за последние 35 лет в библиографических базах данных Scopus, Medline, Google Scholar, для анализа отобраны 38 наиболее валидных публикаций (исследование литературных источников значительной давности было оправдано длительной историей изучения данной проблемы).
Результаты исследования и их обсуждение
Важнейшей предпосылкой создания превентивной медицины стала расшифровка генома человека, которая полностью завершилась к 2000 году. Знание полномасштабной геномной карты позволило отойти от законов классической менделевской генетики и сместить вектор исследования на молекулярный уровень. В современном здравоохранении стали получать популярность генетические методы, нацеленные на диагностику, профилактику и лечение наследственных и приобретенных заболеваний. В настоящее время идентифицировано более 1500 генов, мутации которых составляют патогенетическую основу болезни. Центральное место в молекулярно-генетических исследованиях стали занимать работы по изучению мультифакторных заболеваний, вызванных сочетанием генетических вариаций и воздействием неблагоприятных факторов внешней среды. Результаты данных исследований были подробно изложены в работах известных ученых-генетиков [2, 3]. Учитывая уникальность генома каждого конкретного человека и возможность изучения его состояния на всех этапах онтогенеза, превентивную медицину можно рассматривать с 3 позиций: она является предиктивной (предсказательной), персонифицированной (индивидуальной), превентивной (предупреждающей). Поэтому для ее полного названия часто используют аббревиатуру 3П, или ППМ-медицина: превентивно-предиктивно-персонифицированная медицина. Таким образом, превентивная медицина – раздел медицинской генетики (а именно геномики), направленный на досимптоматическое выявление лиц с высокой предрасположенностью к наследственным и частым многофакторным заболеваниям c целью их профилактики, диагностики и лечения.
В настоящее время ведущей стратегией развития системы здравоохранения любого государства является создание новых направлений в медицине с привлечением современных достижений фундаментальных наук и высоких технологий (генетическое тестирование, биомаркерные молекулы, нанотехнологии, методы генной хирургии и др.) [4, 5].
Таким инновационным направлением, которое интегрирует практическое здравоохранение, образовательные учреждения высшего и среднего медицинского образования и достижения медико-биологических наук, является превентивная и персонализированная медицина [6].
Основные цели превентивной медицины следующие:
• организация доклинических методов исследования на основе изучения генома и характерных биомаркеров;
• прогнозирование предрасположенности к тому или иному заболеванию;
• идентификация мишеней для фармакотерапии (нанотранспортеры);
• избирательная доставка лекарственных препаратов к рецепторам-мишеням;
• и, в итоге, создание индивидуальной модели болезни.
Чтобы понять принципы превентивной медицины, необходимо понимать, что укрепление здоровья населения и приверженность здоровому образу жизни возможны только тогда, когда у людей сформирована мотивация быть здоровым, когда здоровье является социальной и культурной ценностью и для отдельно взятого человека, и для общества в целом. Поэтому именно государству принадлежит первостепенная роль в обеспечении условий (правовых, экономических, инфраструктурных, организационных) для формирования здорового образа жизни [7].
Основными мерами, которые формируют у населения привычки здорового образа жизни (ЗОЖ), являются медико-гигиеническое образование и воспитание, борьба с вредными привычками, создание системы мотивации по формированию ЗОЖ, мотивационные мероприятия работников системы здравоохранения.
В плане гигиенического образования и воспитания необходимо внедрять в систему дошкольного, среднего и высшего образования соответствующие образовательные программы по обучению гигиеническим навыкам (гигиена труда, учебы, отдыха, питания, своевременное обращение за медицинской помощью и пр.), то есть формировать у подрастающего поколения те нормы поведения, которые являются здоровьесберегающими: сохраняют и укрепляют здоровье нации. При создании системы мер по борьбе с вредными привычками (алкоголизм, табакокурение, токсикомания, наркомания и др.) необходимо проводить просветительскую и информационную работу среди населения о негативном воздействии и вреде табака, алкоголя и психоактивных веществ на организм человека, о социальном вреде таких привычек, об их деструктивном влиянии на личность, семейные и общественные отношения; создавать инфраструктуру для защиты некурящих людей от табачного дыма, регламентировать продажу алкоголя и спиртных напитков. Система мотивации граждан к ведению ЗОЖ состоит, прежде всего, в популяризации образа жизни, формирует общественное мнение и моду на здоровье и естественное омоложение, побуждает население активно участвовать в социальных проектах по защите здоровья и обязательно включает в себя ежегодные профилактические осмотры, прохождение диспансеризации и понимание целесообразности раннего обращения к врачу в случае появления тех или иных симптомов заболевания. Крайне важными мероприятиями по сохранению здоровья населения являются система мотивации работодателей и их заинтересованность в трудоспособности сотрудников, которая достигается, например, льготным медицинским страхованием и внедрением системы дополнительного медицинского страхования на предприятии [8].
На государственном уровне необходимо проводить мероприятия, которые будут направлены на активизацию прикладных и эпидемиологических исследований в сфере здравоохранения и профилактической медицине, на разработку и внедрение учебных программ в области превентивной медицины, на формирование междисциплинарного подхода к проблеме профилактики и предотвращения соматических, психических и инфекционных заболеваний, а также расширение сети региональных профилактических учреждений (центров медицинской профилактики) и пунктов первичной медико-санитарной помощи. Крайне важным моментом внедрения превентивно-предиктивной медицины в систему здравоохранения являются мониторинг показателей вовлеченности населения в систему ЗОЖ, статистические отчеты о распространенности заболеваний, а также система контроля пищевой продукции, воды и факторов среды обитания на соответствие их параметров государственным стандартам качества. Современным и крайне востребованным подходом к лечению и профилактике многих заболеваний представляется создание школ здоровья по основным факторам риска (например, широко распространены школы диабетиков, школы больных бронхиальной астмой, школы для родителей детей с ОВЗ, школы для беременных и пр.).
Также важную роль в развитии превентивной медицины играет изучение факторов, которые значительным образом влияют на развитие заболеваемости среди населения. Факторы риска развития заболеваний можно представить следующим образом [9]:
1) социальные (статус, уровень жизни и образования, уровень материального обеспечения, бытовые условия, экологические факторы);
2) профессиональные (профессиональные вредности и условия труда);
3) индивидуальные (генетическая предрасположенность, иммуногенетические особенности, расстройства метаболизма, тип высшей нервной деятельности);
4) медицинские (доступность медицинской помощи и качество ее оказания, уровень медицинского оснащения, лекарственное обеспечение) [10, 11, 12].
Как видно из представленного перечня причин и условий развития заболеваний, большинство из них являются модифицируемыми, то есть могут быть устранены при проведении различных мероприятий (лечебных, профилактических, административных, правовых и пр.) частично или полностью. С этой целью в ряде стран, в том числе и в Российской Федерации, создаются различные проекты, которые получили общее название «Система управления здоровьем» [13, 14]. Данный проект включает в себя ряд направлений:
• создание информационной платформы для персональной медицины (разработка комплекса программного обеспечения);
• создание образовательных центров (разработка образовательных программ нового типа, формирующих подход к осознанному управлению здоровья среди населения);
• развитие молекулярной медицины, включающей в себя клеточные технологии и тканевую инженерию;
• развитие нанобиотехнологий и биофармацевтики;
• создание сети клиник нового типа, ориентированных на профилактическую медицину и управление собственным здоровьем.
Но, поскольку развитие здравоохранения и качество медицинских услуг неразрывно связано с профессиональным образованием, то создаются современные образовательные программы в рамках федеральных государственных образовательных стандартов. Согласно международной программе «превентивная медицина», разработанной на базе Университета им. Дж. Гопскинса, США (главный инициатор данного направления проф. Н. Роуз), обучение должно быть непрерывным и включать образовательные проекты на всех уровнях: средняя общеобразовательная школа – среднее профессиональное образование – высшее профессиональное образование. Для каждого образовательного уровня создана интегральная модель обучения, включающая в себя следующие этапы.
1. Теоретический курс «превентивная медицина», который включает в себя цели, задачи, основные теоретические положения, а также первичную обработку научной литературы по отдельным вопросам дисциплины.
2. Экспериментальный курс (как образец предлагают разработать модель заболевания с использованием компьютерных программ, анкетирования, социологических опросов, написать обзор литературы по данному заболеванию, обосновать актуальность выбранной темы).
3. Резюме (подведение итогов работы, обобщение данных, выводы).
Далее рекомендуется проводить семинары и курсы повышения квалификации совместно для преподавателей, ученых, студентов, врачей-практиков, медсестер, что повысит качество медицинской помощи и создаст новую культуру между различными специалистами в области медицины, позволит создать общий понятийный аппарат и научную терминологию, выработать общие подходы в плане развития превентивной медицины. В перспективе планируется создание научно-исследовательских и практических бригад, в которых будут совместно работать студент-ученый-преподаватель и врач-медсестра-ученый. В США уже открыт Институт превентивной медицины на базе института медицинских наук Питтсбурга, который работает в рамках инновационных программ по внедрению функциональных исследований в практическую медицину, и основы превентивной медицины преподаются в средних школах, медицинских училищах и институтах [15].
Следовательно, можно сделать заключение, что профессиональное медицинское сообщество уже подготовило к внедрению в практику принципы предиктивной медицины.
Цели и задачи данной дисциплины состоят в следующем:
• определять генетическую предрасположенность к возникновению и развитию конкретного заболевания;
• оценивать количественные показатели риска возникновения патологии на ее доклиническом этапе (бессимптомный этап);
• исследовать наличие специфических биомаркеров и биопредикторов развития заболевания;
• контролировать динамику изменения биомаркеров и биопредикторов при назначении и применении фармакопревентивных мероприятий.
Чтобы успешно реализовать данные цели и задачи в практической медицине, необходимо разобрать основные понятия превентивной медицины.
• Геномика – изучение совокупности генов человека и их нарушений, которые приводят к развитию наследственного заболевания, повышают риск его развития и степень предрасположенности к нему.
• Транскриптомика – идентификация всех матричных РНК, кодирующих белки.
• РНКомика – идентификация всех некодирующих РНК.
• Метаболомика – идентификация и количественное определение всех метаболитов, синтезируемых (или находящихся) в данных клетках, тканях, органах, биологических жидкостях в данный момент времени.
Технологии, которые позволяют обнаруживать мутации в генах, приводящие к развитию наследственных заболеваний или к развитию заболевания с наследственной предрасположенностью (таких как атеросклероз, шизофрения, сахарный диабет, опухолевые заболевания, нейродегенеративные заболевания, метаболический синдром, псориаз, нейродермит и пр.), в современной медицине используются уже давно. В их основе лежат метод полимеразно-цепной реакции и метод маркерных генов, имеющих специфическую мутацию, которые позволяют идентифицировать генетическое отклонение. Геномика патологических состояний позволяет не только проводить молекулярно-генетическую диагностику, но и определять уровень синтетической активности, в частности активность генов, отвечающих за синтез иРНК и белков, мутации которых являются метаболическим субстратом заболевания. Такое исследование проводится на основе транскрипционных профилей, которые отражают экспрессию всех активных генов в исследуемом образце [16].
Реализация диагностического поиска при применении подобных технологий проводится «ДНК-микрочипах» [17].
Стандартный микрочип представляет собой твердую подложку, на которую в определенном порядке в виде точек нанесены ДНК индивидуальных генов. Чтобы определить транскрипцию данного гена, на чип помещают олигонуклеотид (часть гена) и отмечают его координаты. Данный нуклеотид представляет собой экспрессируемую часть гена (экзон). Затем из образца выделяют суммарную РНК. На основе всех молекул РНК данного образца получают их ДНК-копии (обратная транскрипция), которые флуоресцентно метят и потом проводят гибридизацию с иммобилизованными на микрочипе олигонуклеотидами. Если определенная точка «микрочипа» светится, то это означает активность гена (он провзаимодействовал с флуоресцентно меченой кДНК, и на его матрице начался синтез иРНК). Если свечения не наблюдается, то это означает, что какие-то точки с конкретными генами не гибридизуются и данный ген не транскрибируется. Таким способом можно сравнивать уровень транскрипции данного гена в разных тканях и органах, в биологических жидкостях при норме и патологии, до терапии и в ее процессе, до хирургической операции и после [18].
Индикаторные гены, используемые для диагностики заболеваний
|
Клиническая «омика» |
Аномальный ген |
Заболевание |
|
1. «Омика» сердечно- сосудистых заболеваний (кардиоспецифические белки – более 100 разновидностпей) [19, 20, 21] |
• Гены, кодирующие синтез тропонина, тропомиозина, изоформа альфа-1- фибриногена. • Мутации гена, кодирующего белок-активатор 5-липоксигеназы, мутации гена, кодирующего фактор регуляции транскрипции в миоцитах, в гене Апо-Е |
Атеросклероз Дилатационная кардиомиопатия |
|
2. «Омика» плазмы крови (более 3020 белков) [22, 23, 24] |
• Гены, кодирующие синтез белков плазмы крови. • С-реактивный белок |
Болезни сердца, печени, легких и пр. Атеросклероз |
|
3. «Омика» гемостаза [25, 26, 27] |
Гены, кодирующие синтез секретогранина, циклофелина, калуменина (более 300 белков) |
Нарушение адгезии, агрегации и тромбообразования |
|
4. «Омика» опухолевого роста [28, 29, 30] |
Комплекс онкогенных микроРНК, белки апоптоза, онкомаркеры |
Различные новообразования |
|
5. «Омика» эндокринных заболеваний [31] |
Более 400 генов, кодирующих рецепторы эндокринных органов. |
Эндокринные заболевания и гормонально-активные опухоли |
|
6. «Омика» болезней нервной системы [32, 33] |
• Бета-амилоидный белок. • Белки острой фазы, гаптоглобин, синаптические белки |
Болезнь Альцгеймера Нейродегенеративные болезни, травматические повреждения мозга |
|
7. «Омика» психических болезней [34, 35] |
Мутации генов, кодирующих декарбоксилазу глутаминовой кислоты, нейрорегулин, рецепторов ГАМК, дефекты ЛПВП и ЛПНП |
Шизофрения, аутизм |
|
8. «Омика» эмоциональных расстройств [36, 37] |
• Мутации генов, кодирующих синтез транспортеров серотонина, катехол-о-метилтрансферазы. • Мутации генов, кодирующих синтез тахикинина, препроэнкефалина, дофамин-регулируемый фосфопротеин |
Тревожность, подверженность стрессам, психогенная анорексия, депрессия. Синдром хронической усталости, эмоции, циркадные ритмы |
Определение индикаторных генов для диагностики целого ряда заболеваний (клиническая «омика») представлено в таблице (обобщены данные литературных источников, представленных в списке литературы).
В практической деятельности необходимо отобрать людей с предрасположенностью к тому или иному заболеванию. Алгоритм отбора составлен следующим образом [38]:
• опрос (история жизни и, если есть, история болезни);
• медико-генетическое консультирование (генеалогический метод);
• отнесение данного больного к группе риска по заболеванию;
• исследование биологического материала (анализ генома и выявление генов-маркеров заболевания);
• при обнаружении диагностически значимых изменений в геноме – диспансерное наблюдение, рекомендации по коррекции образа жизни;
• при необходимости – назначение фармакопревентивных мероприятий и повторное исследование генома (контроль за эффективностью назначенной фармакопревенции).
Подводя итог вышесказанному, значимость превентивной медицины можно представить следующим образом: при регулярном медицинском наблюдении появляется возможность еще на доклиническом этапе болезни выявить ее наличие у пациента, при этом экономические затраты на лечение и реабилитацию значительно снижаются, а продолжительность жизни и трудоспособного возраста пациента возрастает, что благоприятно сказывается на экономическом благосостоянии социума.
Выводы
• Персонализированная медицина – это новый и быстро развивающийся метод клинической практики, который использует новые технологии для принятия решений в отношении прогнозирования, профилактики, диагностики и лечения заболеваний.
• Непрерывное развитие технологий и разработки в области молекулярной диагностики и геномного анализа увеличили возможность еще большего понимания и интерпретации генома и экзома человека, что позволяет применять «персонализированный» подход к клинической помощи, так что понятия «системная медицина» и «системная биология» фактически расширяются.
• Подобные обзоры литературы позволяют повысить интерес врачей и преподавателей-медиков к данной проблеме, сформировать междисциплинарные взаимосвязи, подчеркнуть значимость изучения фундаментальных дисциплин и их значимость для практического здравоохранения.
Библиографическая ссылка
Введенская О.Ю. БАЗОВАЯ КОНЦЕПЦИЯ ПРЕВЕНТИВНО-ПРЕДИКТИВНОЙ МЕДИЦИНЫ И ЕЕ ЗНАЧЕНИЕ В РАЗВИТИИ СОВРЕМЕННОГО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2024. – № 7. – С. 11-17;URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=13642 (дата обращения: 28.10.2024).