Российские ученые создали метод диагностики иммунного статуса организма, позволяющий определять болезни в буквальном смысле слова в зародыше. Это дает возможность приступить к профилактической медицине уже сейчас.
Демографическим крестом в России называют показатели смертности и рождаемости: одна кривая задирается вверх, вторая клонится вниз. Государство всерьез озабочено этой проблемой. Рождаемость даже решили поддержать материально. Но ведь не только в абсолютных цифрах дело. В конечном итоге России нужно не просто большое, а здоровое население, способное в том числе к дальнейшему воспроизводству. Сейчас мы можем стимулировать рождаемость и добиваться увеличения цифр, но есть серьезная опасность, что результатом будет отнюдь не здоровый «приплод»: по некоторым данным, сейчас до 80% новорожденных имеют различные патологии. Проблемы не только с рождением больных детей, 15–20% желаемых беременностей заканчивается самопроизвольными выкидышами.
Почему это происходит? Сначала все валили на фатум, потом на гены. Но в последнее время стало выясняться, что геномные поломки виноваты лишь в 13–15% случаев невынашивания плода или рождения нездоровых малышей. Еще в начале восьмидесятых Виктор Дененберг из Канзасского университета, проведя изящные опыты, сделал вывод, что состояние иммунной системы матери — более важный фактор, чем те гены, которые ребенок получает от родителей. Конечно, генный фактор тоже играет роль, но в любом случае геном ремонтировать мы еще не научились, а иммунную систему подправить можно. Правда, сначала нужно на нее взглянуть, что и позволяют сделать новые методы диагностики, предложенные российскими учеными.
Жандармы и регуляторы
В 1896 году на международном конгрессе в Берлине Илью Мечникова чуть не побили за высказанную им крамольную мысль, что иммунная система нужна не столько в качестве жандарма для борьбы с патогенными микроорганизмами, сколько для поддержания гармонии или нормального состояния организма в условиях постоянного давления окружающей среды. Мечникова тогда не поняли даже такие великие ученые, как Роберт Кох и Пауль Эрлих.
«Блестящая прозорливость, — восклицает научный руководитель медицинского исследовательского центра ‘Иммункулус’, ведущий сотрудник НИИ нормальной физиологии им. П. К. Анохина РАМН профессор Александр Полетаев. — Мечников выступал почти голословно, ведь у него не было таких инструментов исследований, как у нас сейчас. Но он был прав в том, что основная роль иммунной системы — постоянное сканирование молекулярной структуры организма, ее проверка и запуск в случае нарушений механизма коррекции. В рамках этой стратегической роли иммунитет в том числе борется и с инфекциями». У иммунной системы тысячи биологически активных веществ, которые выполняют огромное количество функций. Но наиболее специфичными для нее являются антитела (или иммуноглобулины): они вырабатываются только клетками иммунной системы и представляют ее «лицо».
Поворот в науке к пониманию истинной роли антител, в частности аутоантител (антитела к собственным антигенам организма, а не к внешним возбудителям) произошел сравнительно недавно, хотя до сих пор встречаются специалисты, которые считают, что любые антитела в организме — это плохо. В семидесятых годах известный французский иммунолог Пьер Грабарь заметил, что, возможно, главным итогом его полувековых занятий иммунологией стало осознание того, что аутоантитела являются нормальными регуляторными молекулами. В дальнейшем эта идея находила все больше подтверждений.Раньше считалось, что антитела направлены только к тем антигенам, которые «представляют» чужеродные агенты (вирусы, бактерии, грибки и проч.). Но антигены — это любые белки, участвующие в жизнедеятельности не только вирусов и бактерий, но и всех наших клеток. И к ним тоже есть свои антитела. Зачем? Исследования доказали правоту Мечникова: антитела к собственным антигенам, или аутоантитела, не являются жандармами организма, но выступают регуляторами многих клеточных процессов. Одни аутоантитела служат «телохранителями» для некоторых гормонов, в связке с ними белки не разрушаются, другие аутоантитела — «мусорщиками», они отправляют негодные белки на переработку, третьи регулируют необходимые цепочки биохимических реакций в клетке. Но вот что интересно: несмотря на то, что у человека большая часть антител это все-таки антитела к чужеродным агентам, а аутоантител в организме лишь 20–30%, аутоантитела появляются в организме плода раньше, чем антитела к чужеродным агентам. И это одно из свидетельств того, что эволюция не случайно закрепила этот механизм.
Александр Полетаев заинтересовался темой еще в аспирантуре, когда стали появляться первые работы об истинной роли аутоантител. «Тогда, правда, я использовал аутоантитела в качестве удобного инструмента для воздействия на мозг животных, — вспоминает Полетаев. — Аутоантитела воздействовали именно на те антигены, которые были специфичны для нервных клеток мозга и участвовали в различных функциях мозга, в частности в процессах обучения и памяти. Манипулируя аутоантителами, можно было замедлять или ускорять эти процессы». Эти опыты подтверждали, что в организме аутоантитела выполняют различные функции и этих аутоантител может быть довольно много. Конечно, велико было желание выяснить роль каждого из них.
В конце семидесятых Полетаев занялся исследованием аутоантител у людей, страдающих психическими заболеваниями, — искал те, которые были характерны для определенных психических нарушений. «Мы видели, что некоторые аутоантитела специфически влияют на поведение мозга, его функции. Соответственно, мы подозревали, что множество других аутоантител может регулировать функции самых разных органов и систем. И они же как бы рассказывают о состоянии этих органов, потому что количество аутоантител в норме должно быть определенным: если оно меняется, значит, что-то происходит. Мы стали изучать их».
Природа дала ученым очень удобный механизм анализа аутоантител. У здоровых людей тех или иных аутоантител практически одинаковое количество. И это та отправная точка, от которой можно отталкиваться при исследовании иммунного статуса организма. Увеличение или уменьшение объема тех или иных аутоантител свидетельствует о проблемах в том органе, который они представляют. Ученые сравнивали аутоантитела у больных, к примеру, с разными сердечными патологиями и у здоровых людей и находили аутоантитела, которые в зависимости от их уровня могли служить маркерами тех или иных заболеваний сердца.
Увеличение или уменьшение объема аутоантител свидетельствует о проблемах в том органе, который они представляют.
Проблемы репродукции заинтересовали Полетаева в начале восьмидесятых. Один из его аспирантов, получивший должность завлаба в медико-генетическом центре на Украине, прислал для исследования сыворотку, взятую из крови пары десятков женщин, родивших детей с различными пороками развития. «Этот украинский регион характеризовался нехорошим влиянием на здоровье населения и, соответственно, беременных и новорожденных, — рассказывает Полетаев. — Мы стали сравнивать содержание разных аутоантител у этих женщин и у женщин, родивших здоровых детей. И тогда стали появляться первые зацепки относительно того, какие аутоантитела и как могут влиять на рождение больных детишек».
Материнский иммунный статус
В упомянутых выше опытах Виктора Дененберга плод из матки здоровой мышки пересаживали мышке с системными иммунными нарушениями, в результате чего мышата рождались нездоровыми. А если оплодотворенную яйцеклетку больной мышки пересаживали здоровой, то мышата появлялись здоровыми. Из этого ученый и сделал заключение, что иммунный статус мамы играет очень большое значение для здоровья малыша.
Ненормальный уровень аутоантител у матери может передаваться будущему ребенку, его иммунная система как бы обучается материнской. К примеру, если у матери повышенное количество аутоантител к инсулину или инсулиновым рецепторам, ребенок может впоследствии стать диабетиком. Если у нее повышенное количество аутоантител к антигенам почек, то у ребенка в будущем могут возникнуть проблемы с почками. Но нарушения иммунной системы матери могут влиять на развитие патологий у ребенка и более хитрым способом.
К примеру, долгое время считалось, что кандилома (проявление вируса папилломы) — не более чем косметический недостаток (на коже появляется что-то вроде маленьких бородавок). Но оказалось, что вирус папилломы может быть очень коварным. Дело в том, что один из белков (антигенов) вируса папилломы очень похож на человеческий белок S100, который играет очень важную роль в развитии нервной системы плода. Организм женщины начинает бороться с вирусом папилломы и производить много антител к нему, в том числе к тому антигену, который похож на S100. И этот боевой отряд антител, вступая в борьбу, начинает связывать не только вирусы, но и S100, в результате чего этот S100 оказывается не в состоянии выполнять свои функции. Исследования показали, что у женщин с вирусами папилломы дети в 12 раз чаще рождаются с выраженными пороками нервной системы, вплоть до детского церебрального паралича или олигофрении. Заметим, что, по некоторым оценкам, распространенность вируса папилломы у женщин колеблется от 30 до 50%.
Ученые также выяснили, что изменение уровня аутоантител у беременных к одному из гормонов, так называемому хорионическому гонадотропину человека (ХГЧ), может быть причиной выкидыша. У небеременной женщины этот гормон влияет, в частности, на липидный обмен, и нормальный уровень аутоантител к нему позволяет выполнять эту функцию без сбоев. У беременной женщины он отвечает за развитие плаценты. Если у беременной оказывается слишком много аутоантител к ХГЧ, то они слишком крепко связываются и ХГЧ не может выполнять свою функцию, в результате чего плацента не развивается или развивается плохо и плод не удерживается в утробе матери. Аутоантитела к ХГЧ так действуют вроде бы неумышленно: их главная роль — защита ХГЧ от некоторых ферментов в крови, которые режут этот неустойчивый гормон на куски. И если аутоантител мало, он оказывается беззащитен перед ферментами, и тогда организму снова не хватает ХГЧ для развития нормальной плаценты — и снова может случиться выкидыш. То есть, аутоантител к ХГЧ в организме должно быть ровно столько, сколько нужно для поддержания нужного количества ХГЧ и его работоспособности.
На днях в Татарстане были подведены итоги двухлетних клинических испытаний методики диагностики специфических нарушений иммунного статуса среди 500 женщин, имевших ранее самопроизвольные выкидыши, неразвивающуюся беременность и другие проблемы. Исследования показали, что иммунные нарушения, предположительно лежащие в основе неудачных беременностей, были выявлены у 92,6% женщин. В остальных случаях патологию можно было связать с генетическими аномалиями. Из 500 наблюдавшихся женщин 99 запланировали беременность. После проведенной подготовки, включающей лечение некоторых заболеваний и коррекцию иммунной системы, 86 женщин наконец смогли нормально родить. По оценкам врачей, весьма неплохой результат.
Еще одно исследование проводится сейчас в отделении терапии 6−й Московской детской инфекционной больницы, где лежат недоношенные и больные новорожденные вместе со своими мамами. Анализ аутоантител у детей и матерей помогает прогнозировать состояние здоровья и тех и других. По словам заведующей отделением Марии Евдокимовой, «анализ позволяет увидеть изменения в структуре того или иного органа или системы, когда клиницист по функциональным признакам еще не может точно определить, что с ребенком. К примеру, биохимический анализ крови показывал рост активности специфических печеночных ферментов. Этому можно дать несколько разных объяснений. А наше исследование показало, что и у ребенка, и у матери гепатит, что впоследствии было подтверждено дополнительными исследованиями. Довольно часто встречается у детей и матерей повышенное количество аутоантител к антигенам сердца. И мы сразу говорим, что ребенок должен находиться под наблюдением кардиолога, чтобы не упустить серьезную проблему».
Система раннего оповещения
Французский ученый Лариш образно определил болезнь как драму в двух действиях: «Первое и основное происходит при погашенных свечах в тишине наших тканей, и лишь во втором проявляются зримые признаки болезни». Изменения уровня аутоантител как раз происходят в первом действии, когда еще ничто, казалось бы, не предвещает грозы. Зримые, клинические проявления могут появиться и через полгода, и через три, и через пять.
Более чем за двадцать лет Полетаев с коллегами выявили около 50 маркерных аутоантител, то есть тех, которые могут свидетельствовать о состоянии здоровья организма. «Поскольку аутоантитела являются как бы зеркальным отражением тех белков-антигенов, которые характерны для определенных органов и систем и отражают их состояние, то и совокупность аутоантител дает картинку состояния организма в целом. Это можно называть слепком молекулярного состава нашего организма, зеркалом, портретом, — говорит Александр Полетаев. — Мы называем его иммункулусом, по аналогии с гомункулусом, слепком анатомо-физиологической структуры нашего тела, который хранится в нашем мозге».
Причем важно анализировать именно совокупность аутоантител. Если делать один-два теста, говорит Полетаев, можно и ошибиться в диагнозе, потому что одни и те же антигены могут сидеть в разных органах и системах. Лишь достаточно полная мозаичная картинка уровней различных аутоантител может дать представление о том, что же происходит в организме. Исследование аутоантител проводится классическим методом иммуноферментного анализа. И достаточно одной капли крови, чтобы получить иммунный портрет.
«В чем преимущество нашего метода? Самое главное — мы можем раньше других предупредить о развивающейся болезни», — говорит Полетаев. К примеру, биохимический анализ крови не покажет начинающийся диабет, пока не будет уничтожено большое количество клеток, продуцирующих инсулин. И этот процесс может длиться годами. Иммунные же тесты могут показать, что процесс начался. И можно начинать бороться с болезнью на раннем этапе. «Кстати, аутоантитела к инсулину как маркеры начинающегося диабета — не наша заслуга, — признает Полетаев. — Но из пятидесяти тестов не наших лишь пять-шесть, остальные разработаны нами. К примеру, мы выявляем четыре аутоантитела к антигенам сердца. Повышение уровня одних может говорить о дистрофических нарушениях в миокарде, других — о нарушениях ритма сердца. По другим группам или репертуарам аутоантител можно выявить нарушения в почках, печени, поджелудочной железе, щитовидной, легких, ЦНС и других органах».
Пока такие анализы проводят сам центр «Иммункулус» и с десяток диагностических центров. По договоренности с одним из родильных домов Москвы «Иммункулус» будет использовать свою методику анализа аутоантител из пуповинной крови. «Мы считаем, что это зарождение настоящей профилактической медицины, — считает гендиректор центра ‘Иммункулус’ Олег Крылов. — На новорожденного будет заводиться электронная карточка, и врач, который будет вести ребенка, получит уникальную информацию. Пользуясь ею, он сможет предотвратить развитие некоторых патологий, а другие предсказать и помочь устранить на ранней стадии».
На самом деле ученые и руководители центра полагают, что ЭЛИ-тесты (так называется анализ уровня различных аутоантител) могли бы стать весьма нужным инструментом профилактики не только для женщин, планирующих беременность, не только для новорожденных, но и для всего населения. «Пока мы просто пробиваемся к частным клиникам, там врачей и руководство убедить намного легче, чем в госучреждениях, — говорит Полетаев, — но мы обращаемся и в РАМН, и в Минздрав».
Масштабный проект «Иммункулус», который Александр Полетаев предлагает уже много лет, можно назвать амбициозным. Ученый убежден, что такой проект мог бы оказаться даже более значимым, чем всемирный проект «Геном человека». Всосавший в себя миллиарды долларов «Геном» пока, увы, слишком далек от практической медицины. «А наш проект может быть гораздо дешевле и гораздо практичнее и реально помогать людям уже сейчас, — говорит Полетаев. — Посмотрите на статистику. Из 145 миллионов россиян каждый пятнадцатый полностью или частично нетрудоспособен из-за различных болезней. Не менее половины больны от рождения, у нас рождается все меньше и меньше здоровых детей! Даже с экономической точки зрения государству гораздо выгоднее инвестировать в предупреждение болезней или лечение на ранних стадиях, чем оплачивать лечение запущенных патологий». Одна из американских аспиранток Полетаева, работающая сейчас в США, в своей диссертации моделировала ситуацию применения ЭЛИ-тестов для женщин, которые собираются родить ребенка. Кроме прочих результатов, в частности уменьшения количества больных новорожденных, она сделала вывод, что затраты на такую диагностику и устранение выявленных патологий на ранних стадиях в десятки раз были бы меньше тех, что сейчас требуются на лечение больных детей.
Для реализации проекта «Иммункулус» нужно продолжать научные исследования. «Делая пятьдесят тестов, мы пока рисуем несколько грубоватый иммунный портрет организма. Я мечтаю хотя бы о двухстах тестах, по которым уже можно было бы судить о нюансах той или иной патологии, — говорит ученый. — Но на самом деле нужно выявить практически все маркерные аутоантитела, а их, по моим прикидкам, около двух тысяч». Не менее важно и внедрение метода иммунного анализа в практическую медицину. При этом пациенту не нужно будет обходить кучу врачей, достаточно раз в полгода или в год сдать анализ и получить комментарий специалиста. На основании результатов анализа и комментария уже можно идти к профильным специалистам, делать дополнительные исследования и решать конкретную проблему.
Материал предоставлен: Центром профилактической медицины, г. Магнитогорск
Вопросы и комментарии