То же самое относится к застойной сердечной недостаточности. Теперь у нас есть способы непрерывно, удар за ударом, отслеживать работу сердца, жидкостный статус, качество сна и приступы апноэ одновременно с пульсом, температурой и весом. Смартфон можно использовать для измерения таких показателей, как натрийуретический пептид головного мозга, и для исследований почек, например определения азота мочевины в крови или креатинина, которые отражают жидкостный статус и силу сердечной мышцы. Выполнение лекарственных назначений можно отслеживать с помощью оцифрованных таблеток. В целом эти данные должны давать сигнал о приближении сердечного приступа, прежде чем человек почувствует, что ему не хватает воздуха. Если выявляется приближение сердечного приступа, есть несколько типов лекарственных препаратов, которые можно использовать для предотвращения прилива крови к легким.
То же самое относится к эпилепсии, которую, как было показано, можно предсказать у некоторых людей при помощи «электродермальных» датчиков в виде браслета путем мониторинга вариабельности сердечного ритма и кожно-гальванического рефлекса. Но если к этому добавить носимый на теле аппарат для ЭКГ, показатели качества сна и мониторинг пульса и температуры, то вполне можно предупредить приступ задолго до его вероятного наступления. И шансы возрастают, когда тысячи людей, страдающих эпилепсией, проходят всеобъемлющий мониторинг.
Университет Онтарио работает над проектом «Артемида» – это инициатива по сбору данных о тысячах недоношенных детей79. В случае недоношенных детей есть 25 %-ный риск подхватить серьезную инфекцию, и 10 % из этих новорожденных умрет, но до сегодняшнего дня было сложно предсказать, кто из младенцев особенно подвержен инфекциям и когда они могут проявиться. С помощью датчиков сердечного ритма был определен важный маркер изменения сердечного ритма. Теперь эти устройства для новорожденных, работающие по всему миру, могут отправлять данные мониторинга сердечного ритма через облачное хранилище данных для поминутного прочтения на базе «Артемиды» для постоянного обновления статистики вероятности. Точно так же существуют способы определить, кто из слабых пожилых людей, вероятно, упадет и когда80, 81а. Используя различные датчики в полу или то, что получило название «волшебный ковер», удается заметить изменения в походке человека и возросший риск падения. Такие падения представляют собой один из самых серьезных рисков для пожилых людей и часто приводят к перелому шейки бедра и фатальному исходу. Стратегия обучения машин могла бы особенно пригодиться для предотвращения подобных случаев.
Теперь обратимся к заболеваниям, которые, вероятно, потребуют введения датчиков (табл. 13.1), поскольку нет подходящего способа получить важную информацию или заглянуть внутрь (по крайней мере в настоящее время)81b. Если имплантировать в кровоток крошечный датчик, например, посредством миниатюрного стента, который вводят в вену в области запястья, то можно обеспечить постоянное наблюдение за нашим кровотоком. В случае аутоиммунных болезней, которые включают диабет (тип 1), рассеянный склероз, волчанку, ревматоидный артрит и псориатический артрит, болезнь Крона и язвенный колит, можно осуществлять мониторинг иммунной функции – и так называемых приобретенных и врожденных иммунных путей. На индивидуальном уровне это могло бы быть секвенирование В– и Т-лимфоцитов вместе с аутоантителами (антителами, направленными на самого человека) для определения видов иммунной атаки. После того как это будет сделано у десятков тысяч человек с иммунными расстройствами, мы лучше представим себе характер мониторинга кровотока у тех, кто находится в группе риска, или у тех, у кого уже было диагностировано одно из упомянутых заболеваний. Как и в случае с астмой, вероятно, имеет смысл периодически проводить анализы микробиома, в частности кишечника. Если задолго до появления каких-либо симптомов или какого-либо разрушения ткани типа островковых бета-клеток, нервной ткани или суставов (в случае диабета, рассеянного склероза и ревматоидного артрита соответственно) становится известно, что развивается иммунная атака, есть много различных видов терапии, которые смогут отключить соответствующий участок иммунной системы. Это гораздо более разумный путь профилактики заболеваний по сравнению с принятыми сегодня антикризисными мерами или длительной терапией даже тогда, когда иммунная система неактивна.
Молекулярный стетоскоп и обучение машин
Как мы видели, классический стетоскоп весьма ограничен с точки зрения сбора данных. Но считалось, что он видит человека насквозь и он незаменим при медосмотре и проверке здоровья человека. На самом деле он ничего не видел, но по крайней мере давал возможность слышать звуки внутри тела и на протяжении 200 лет формировал медицинскую практику.
Мы находимся на интересном этапе, когда действительно заглядываем внутрь человеческого тела и получаем удивительную информацию, которую сложно интерпретировать или ее слишком много. Например, когда беременная женщина проходит неинвазивный тест для беременных, чтобы определить, нет ли у плода хромосомных аномалий, таких, например, как синдром Дауна, то проба крови содержит и ее ДНК, и ДНК ребенка. К настоящему времени зарегистрировано немало случаев обнаружения опухолевой ДНК, и дальнейшие исследования этих беременных женщин подтвердили, что у них рак. Таким образом, простой анализ крови для выяснения информации о плоде приводит к неожиданным, серьезным молекулярным открытиям о матери. Но это лишь верхушка айсберга, потому что по мере нашего продвижения вперед очень вероятно, что анализы крови на бесклеточные ДНК и РНК, которые циркулируют у нас в крови, станут обычным лабораторным исследованием – молекулярным стетоскопом. Мы и в самом деле будем видеть организм изнутри, чего не могли никогда раньше. Когда это произойдет, окажется, что очень многие люди имеют опухолевую ДНК. Но есть ли у них рак?
Вполне может быть, что нормальный процесс старения и функции по наведению порядка в здоровом теле предполагают развитие мутаций в некоторых клетках тут и там, что в конечном счете может привести к раку. Но есть защитные механизмы, как, например, иммунная система, которые видят это ограниченное число аномальных клеток и останавливают процесс, не позволяя ему идти дальше. Тем не менее аномальная «неопухолевая» ДНК проявляется в крови. На самом деле мы не знаем, что с этим делать. Это может привести к очень обширным и дорогим обследованиям, чтобы определить, есть ли на самом у человека рак и где находится опухоль. Или же мы можем обратиться к обучению машин, чтобы понять проблему. Если у представителей одной и той же крупной когорты в разные моменты времени брать пробы, связанные с различными омиками, включая ДНК и РНК, это, вероятно, могло бы помочь разгадать загадку. После углубленного изучения мы в конце концов могли бы сказать любому пациенту, что эта опухолевая ДНК безобидна и означает, что здоровое тело выполняет свою работу, или что она представляет раннее выявление реального заболевания. Кто-то может задаться вопросом, зачем нам нужна такая сверхбдительность. Дело в том, что возможность обнаруживать рак задолго до того, как его можно увидеть на сканограмме или проявятся симптомы, по всей видимости, оптимальный выход. Особенно если будет показано, что обнаружение рака на таком раннем этапе проводит к отличным результатам.
