Омиксный профиль

Майкл Снайдер – о том, как обнаружил у себя диабет раньше врачей

Дарья Шипачева, Reminder

Профессор Медицинской школы Стэнфордского университета Майкл Снайдер поставил над собой грандиозный эксперимент. В течение пяти лет он отслеживал 40 000 показателей собственного организма: данные по микробиому, геному, метаболому и другим «омам» он назвал «омиксным профилем». В результате ему удалось диагностировать диабет 2 типа и болезнь Лайма на очень ранних стадиях. Теперь он работает над тем, чтобы сделать такой подход к здоровью массовым. Reminder поговорил со Снайдером о его эксперименте и о будущем медицины.

– Расскажите про свой проект по омиксному профилированию. В чем его суть и как вы решились на подобный эксперимент над собой?

– Сегодня медицинская система устроена неправильно. Люди приходят к врачам, только когда они уже всерьез чем-то больны. А должно быть иначе: в поликлиники должны приходить здоровые люди, чтобы у них можно было обнаружить ранние симптомы надвигающихся заболеваний – и затем заниматься профилактикой этих болезней.

Чтобы протестировать систему, в которой можно было бы выявлять нарушения в работе организма на очень ранних стадиях, мы запустили этот проект. Если говорить простым языком, мы решили проанализировать молекулы в составе моей крови на разных уровнях: отдельно – белки, отдельно – продукты метаболизма, отдельно – ДНК и РНК, и так далее.

Проводить эксперимент на самом себе – удобно. Ко мне у моих коллег всегда есть быстрый доступ, если нужно взять какой-то дополнительный анализ, провести новое обследование. Плюс, я уже давно собирал информацию о себе с помощью носимых гаджетов и сенсоров – это стало подспорьем и для анализа данных: можно было выявлять определенные корреляции между, например, динамикой пульса, изменениями в уровне глюкозы крови и работой генов. Наконец, тестировать все на мне было максимально безопасно с юридической точки зрения: понятно, что метод экспериментальный, и выводы, к которым мы приходили, не всегда можно было подтвердить в соответствии с требованиями современной медицины.

– Какие именно исследования нужно было провести, чтобы составить омиксный профиль?

– Изначально мы выделили для анализа около 40 000 молекул и других параметров. На их основе мы проанализировали восемь «омов».

• Геном – полное секвенирование моей ДНК.
• Эпигеном – исследование модификаций ДНК, которые регулируют работу генов, и, в отличие от самой последовательности генома, могут меняться под влиянием среды.
• Транскриптом – анализ работы РНК и того, как она влияет на экспрессию генов.
• Протеом – исследование белков, которые находятся в крови.
• Цитокином – анализ цитокинов, которые являются маркерами воспаления и участвуют в работе иммунитета.
• Метаболом – исследование продуктов метаболизма в крови, в частности, нутриентов, глюкозы и т.д.
• Антибодиом – анализ работы антител, которые играют ключевую роль в функционировании иммунитета.
• Микробиом – исследование микрофлоры в кишечнике, моче, носоглотке и на коже.

Первичный эксперимент занял почти 5 лет – 57 месяцев. Мы делали анализы и замеры 91 раз, через определенные промежутки времени. За это время я семь раз переболел вирусными инфекциями – в эти моменты было особенно интересно отслеживать изменения в моих «омах».

Мы не останавливаемся – как только появляются какие-то новые технологии, мы применяем их, чтобы узнать еще больше информации о моем организме.

– Какие ваши основные выводы?

– Первое, пожалуй, самое значимое – создавая «омиксный профиль», я обнаружил у себя склонность к сахарному диабету 2 типа. Мы нашли изменения, связанные с метилированием ДНК. Они влияли на то, как мой организм усваивает глюкозу. Но врачи не верили в то, что со мной что-то не так: обычные анализы были в норме, я не страдал ожирением, да и в семье не было истории диабета.

Однако, анализируя мой метаболом в течение длительного времени, мы заметили два значительных скачка в уровне глюкозы. И оба раза перед этим я как раз переболел простудой.

После первого такого скачка я решил изменить образ жизни: стал в два раза больше ездить на велосипеде, начал бегать, сократил количество добавленного сахара в диете. Мой глюкозный профиль пришел в норму – и я слегка расслабился, со временем забросил бег.

Потом, около года спустя, я снова подцепил вирусную инфекцию – и глюкоза опять подскочила. Тогда уже и врачи поставили мне сахарный диабет 2 типа – но я уже знал, что делать. Снова занялся бегом, отрегулировал диету. Это помогло в моменте снизить уровень сахара в крови – но с течением времени глюкоза постепенно продолжала расти.

Так что пришлось в итоге обратиться к лекарствам. Тут я опять столкнулся со сложностью – обычные препараты мне не помогали. Выяснилось, что у меня была проблема не с чувствительностью клеток к инсулину (как обычно бывает при диабете 2 типа), а с недостаточной выработкой инсулина поджелудочной железой. И узнал я это также благодаря омиксному профилю. С учетом этой информации я решил попробовать новое лекарство – репаглинид, он как раз стимулирует секрецию инсулина. И это помогло. Спустя где-то восемь месяцев мой уровень глюкозы значительно снизился, и сейчас диабет у меня под контролем.

Вторая интересная находка – я смог диагностировать у себя болезнь Лайма на начальном этапе развития, заметив, что у меня повысился пульс и упало содержание кислорода в крови.

– Как вы поняли, что это именно болезнь Лайма?

– Увеличившийся пульс и одновременно упавший уровень кислорода в крови – это верный признак надвигающейся болезни.

Далее нужно сопоставить факты. За две недели до того, как у меня появились эти симптомы, я помогал родственникам устанавливать забор во дворе в сельской местности в Массачусетсе. Там как раз распространены клещи, которые переносят бактерию Borrelia – она и вызывает болезнь Лайма, или клещевой боррелиоз.

Когда вслед за изменениями в пульсе и оксигенации крови у меня поднялась небольшая температура, я уже был практически уверен, что у меня боррелиоз. Инкубационный период у болезни Лайма как раз около двух недель – все совпадает!

В то время, когда у меня появились симптомы, я был в Норвегии. Там врачи не так хорошо знакомы с болезнью Лайма, и у меня они ее не заподозрили. Они хотели прописать мне пенициллин – в то время как для лечения боррелиоза нужен другой антибиотик, доксициклин. Но я был очень настойчив, и мне удалось их переубедить.

И в итоге выяснилось, что я был прав. Когда я вернулся в США, я сдал необходимые анализы, и у меня обнаружили антитела к боррелии – это значит, что я действительно переболел болезнью Лайма. Мой персонализированный подход к медицине оказался точнее общепринятого – он указал на болезнь настолько рано, насколько это вообще было возможно. Благодаря этому я быстро поправился.

– Как сделать такой подход к здоровью массовым?

– Мы этим уже занимаемся. Мы набрали группу из более 100 добровольцев, у многих из которых диагностировали признаки преддиабета. Им мы сделали такое же омиксное профилирование, какое делали мне. И нашли много интересного: в частности, мы обнаружили 49 серьезных отклонений, которые влияют на состояние здоровья. Самые значимые из них – два случая проблем с сердцем, одна лимфома, два случая предраковых состояний и несколько заболеваний крови. Также мы узнали о 12 генетических рисках, которые есть у участников исследования.

Исследование еще продолжается. Но результаты уже есть. Многие, например, увидели, как их образ жизни влияет на организм на молекулярном уровне – и решили его изменить. Это, конечно, помогло улучшить симптомы преддиабета. Хотя у девяти участников эксперимента, к сожалению, все же развился диабет.

Участник, у которого мы заподозрили кардиомиопатию – это серьезное сердечно-сосудистое заболевание, оно может приводить к инфарктам и, следовательно, преждевременной смерти или инвалидности – прошел дополнительные обследования, и диагноз подтвердился. Теперь он принимает необходимые лекарства, а также может внимательнее следить за сердцем, чтобы избежать неприятностей в будущем.

В тех случаях, когда мы находили ранние признаки рака и предрака – в основном с помощью анализа протеома, то есть белков крови, – люди получали возможность быстро начать лечение и избежать прогрессирования болезни. Вполне вероятно, что стандартные тесты не «поймали» бы эти заболевания на столь ранней стадии.

А еще у одного человека мы с помощью анализа генома обнаружили, что он принимает не то лекарство – выяснилось, что оно не идет ему на пользу.

– Звучит хорошо, но когда обычные люди получат реальный доступ к таким технологиям?

– Надеюсь, в ближайшем будущем. Мы сейчас разрабатываем алгоритм, который будет по данным с ваших носимых гаджетов автоматически определять, что вы заболеваете – как сделал я вручную, когда обнаружил у себя болезнь Лайма.

Недавно Apple анонсировала несколько исследований: они будут собирать данные со своих умных часов, чтобы изучать, как разные параметры влияют на здоровье. Мне кажется, самая значимая из их инициатив – это проект, в котором они анализируют связь физической активности и сердечно-сосудистых заболеваний. Думаю, это большой шаг в сторону превентивной и персонализированной медицины.

Более того – я наблюдал за тем, как обычные люди сами начинают пользоваться гаджетами для ранней диагностики. Однажды на моей лекции была пара – они заинтересовались тем, как я отслеживаю начало инфекции по параметрам своего тела, и после лекции купили себе умные часы. Так они смогли заметить признаки болезни у жены – это оказалась легочная инфекция. Неизвестно, когда бы врачи обнаружили ее болезнь. Так что можно сказать, что персонализированная медицина уже идет в народ.

– Как вы считаете, есть ли сегодня смысл каждому человеку делать генетический тест – или это пока все-таки скорее «игрушка» для биохакеров? В Москве, например, полноэкзомное секвенирование ДНК стоит примерно как среднемесячная зарплата россиянина, а полногеномное секвенирование – и того дороже. Стоит ли оно того?

– Пожалуй, если у вас это сейчас так дорого, можно пока подождать с этим тестом.

Однако в целом генетические тесты работают: у нас есть данные, что 17% людей обнаруживают по результатам анализа ДНК важную информацию о себе. А в будущем гентесты станут еще более актуальными – когда появится больше исследований о том, как гены влияют на риски различных заболеваний.

Любая технология неизбежно дешевеет со временем. Если вы не можете позволить себе подобный тест сегодня, просто немного подождите – вскоре секвенирование генома станет еще более доступным, и тогда можно будет пройти тест.

А пока можете купить себе умные часы – они уже сейчас доступны большинству, и вы можете использовать их для мониторинга своего состояния.

– А что насчет анализа микробиоты? Такие тесты уже появились в России, но имеют ли они практическую пользу?

– Честно говоря, я не думаю, что сегодня есть какие-то действующие клинические рекомендации, связанные с составом микробиоты.

Да, изучение микробиома – крайне захватывающее направление в медицинской науке. Это поможет создать инструменты для более эффективного контроля глюкозы – а значит, и предотвращения и лечения диабета, метаболического синдрома и ожирения. Но, думаю, этот инструмент станет по-настоящему полезным через какое-то время.

Сейчас, к примеру, у нас есть результаты исследований микробиоты у людей с ожирением и без. Вывод – у полных людей состав микробиома менее разнообразный. Но что делать с этой информацией? Ученые дают лишь очевидную рекомендацию: людям с лишним весом надо похудеть. Так что на сегодня все эти тесты на состав микробиоты имеют скорее научное, чем практическое значение.

– Как думаете, появятся ли в ближайшем будущем носимые устройства, которые помогут отслеживать метаболом и микробиом?

– Безусловно, техника будет развиваться, и будут появляться все новые инструменты для измерения параметров человеческого тела. Мы видим это уже сегодня – умные часы с каждым годом становятся все умнее.

Что касается метаболома – думаю, да. Взять ту же глюкозу – уже сейчас есть такие сенсоры, которые могут мониторить уровень сахара в крови 24/7. Они предназначены для диабетиков, но будут становиться все популярнее и среди здоровых людей. Также, думаю, вскоре появятся и новые гаджеты, которые смогут измерять другие параметры метаболизма – кортизол, например.

А еще я вижу, что многие готовы переходить с носимых гаджетов на имплантируемые. Есть спрос на то, чтобы устанавливать сенсоры прямо под кожу, чтобы они более точно отслеживали разные процессы внутри организма.

Что касается микробиома – я не думаю, что нам потребуется мониторить его на постоянной основе. Состав микробиоты меняется медленно, поэтому достаточно сдавать анализ время от времени. Так что гаджеты, анализирующие микробиом в режиме реального времени, вряд ли появятся в обозримой перспективе.

– А чем еще вы планируете заниматься помимо омиксного профилирования?

– Мы планируем более пристально изучить маркеры, связанные с развитием психических заболеваний. Наша цель – найти молекулярные изменения, по которым можно будет предсказать развитие таких проблем.

Наконец, мы будем стараться сделать наши разработки более доступными. Мы создали алгоритм для диагностики надвигающейся простуды – но это только начало. Мы основали компанию, основная задача которой – создать персонализированный «дашборд», содержащий основную информацию о здоровье человека. Искусственный интеллект будет рассчитывать корреляции и указывать на потенциальные угрозы. Это будет похоже на тот анализ состояния организма, который я делал в рамках нашего эксперимента вручную – только версия для iPhone.

– Кстати, по поводу корреляций. Корреляция не означает причинно-следственную связь. Не ставит ли это под сомнения ваши выводы?

– Мы стараемся быть очень аккуратными в своих выводах. Например, те 49 открытий о здоровье участников нашего исследования – они все достоверные. Они хорошо аргументированы и подтверждены результатами других тестов.

Или тот факт, что у меня в итоге выявили диабет – теперь никто не поспорит с тем, что мои колебания глюкозы аномальны. Правда, то, что метаболизм глюкозы нарушился у меня вследствие вирусного заболевания, так и остается гипотезой – у меня пока нет достаточно данных для того, чтобы утверждать это наверняка.

– Я слышала, что вас в связи с проектом по омиксному профилированию называют «нарциссОм»: мол, человек так себя любит, что изучил себя со всех сторон на молекулярном уровне! Он либо ипохондрик, либо нарцисс. Вам не обидно это слышать?

– Я знаю человека, который это придумал – это всего лишь шутка. И нет, мне не обидно – мне все равно, я не обращаю на это внимания.

Я сам стал первым испытуемым для омиксного профилирования только из соображений удобства и юридической безопасности. Для меня важно изменить медицинскую систему, которая сейчас не работает – и начать, как полагается, я решил с себя.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru