Журнал «Компьютерра» № 12 от 27 марта 2007 года

Запчасти — фирменные и самопальные

Автор: Леонид Левкович-Маслюк

Искусственный хрусталик глаза или искусственный сердечный клапан давно вошли в клиническую рутину. Полностью искусственный глаз — пока мечта, но уже приобретающая зримые очертания.

А вот полностью искусственное сердце — очень условная и очень штучная, но уже реальность.

Если ближе к инфотеху — с искусственными мозгами пока сложно, хотя искусственные нервы начинают появляться. Но в целом идея заменить то, что испортили болезни, на новенькое и целенькое направляет львиную долю нынешних медисследований. В этом деле явственно разделены стратегия и тактика.

Девайс

В Кембриджском университете приступили к испытаниям «умного» инсулинового насоса (искусственной поджелудочной железы). Небольшое, постоянно носимое устройство вводит в организм страдающих диабетом подростков инсулин в

соответствии с сигналами датчика содержания глюкозы в крови. Предмет испытания — программа, управляющая взаимодействием насоса и датчика.

Генеральная линия в области производства человеческих запчастей — выращивание всего, что нужно, по индивидуальному заказу. На животных уже давно проведены фантастические эксперименты. Еще в 2003 году из стволовых клеток коровы были выращены искусственные почки (поменьше настоящих, правда), которые были пересажены той же корове и прекрасно работали в параллель с обычными. Однако серьезные спецы пока не называют даже приблизительные даты, когда будет преодолена дистанция между такими опытами и спасением пациентов в клиниках. По поводу выращивания самых популярных из жизненно важных органов (сердце, печень, почки) — намекают, что осталось лет десять-пятнадцать. Даже не целое легкое, а сегмент, который можно будет пересадить вместо поврежденного, — и то ожидается где-то лет через десять в лучшем случае (эти цифры я получил, размышляя над обзорами Александра Чубенко).

С менее важными органами дело, кажется, идет быстрее — в силу сравнительной простоты их устройства. По таким органам есть многообещающие результаты, и это все чаще привлекает внимание акул научного журнализма. Вот, например, Питер Олдхаус (Peter Aldhous), в прошлом — главред новостной и обозревательской (News&Features) редакции в Nature, отметил одну тихую сенсацию заметкой в New Scientist в самом конце 2006-го: исполнилось четыре года с тех пор, как «семеро юнцов» живут с пересаженными мочевыми пузырями, выращенными в лаборатории (университет Уэйк-Форест [Wake Forest University], Северная Каролина) из их собственных клеток. Функциональность, увы, пока неполная — но до операции она была нулевой. Это серьезный этап развития технологии, и перспективы тут довольно четкие.

Ну и вроде бы совсем уже на подходе искусственное выращивание критически важных для массового потребителя элементов нашего организма (вряд ли их можно назвать органами) — зубов и волос. Тренированная фантазия подсказывает, что моментально найдутся желающие обзавестись не просто новыми зубами а, например, настоящими боевыми клыками, потом — когтями, а там, может быть, и рогами (такие сюжеты в НФ мелькают давно). На эту тему мы заказали обзор и скоро узнаем последние результаты и прогнозы.

А из интервью с Александром Чубенко мы уже узнали, как мыслящие люди готовятся к наступлению новой эпохи.

И все-таки, несмотря на радужные перспективы генеральной линии, они еще очень долго останутся лишь перспективами. Тем более сильное впечатление производят успехи «обычных» технологий изготовления органов из подручных, так сказать, материалов. Несомненный хит прошедшего года — искусственное сердце Abiocor. Собственно, впервые этот девайс был имплантирован человеку еще 21 августа 2001 года (а началом программы по его созданию была инициатива тогдашнего президента США Линдона Джонсона, объявленная в мае 1964 года [В годы правления Джонсона его имя связывали в основном с политикой эскалации войны во Вьетнаме, начавшейся с инцидента в Тонкинском заливе 2 августа того же 1964 года и унесшей сотни тысяч жизней. А в наши дни Джонсон — тот, в честь кого назван космический центр НАСА, да еще и инициатор создания искусственного сердца. Иронично получилось]; в Японии аналогичная работа велась с 1960 года). Abiocor пока что помог лишь немного продлить жизнь четырнадцати безнадежным пациентам (лучшие результаты были у двоих — они прожили после операции десять и семнадцать месяцев, и лишь один был выписан из больницы домой). Устройство работает от батарейки, которую надо подзаряжать (индукционно, через кожу) каждый час. Однако очевидно, что это полностью имплантируемое искусственное сердце — лишь первый шаг. Фирма ABIOMED сейчас тестирует искусственное сердце второго поколения, которое, как предполагается, должно работать в течение пяти лет (нынешняя модель рассчитана на восемнадцать месяцев). Но что же произошло в сентябре прошлого года, спустя пять лет после первой операции? Почему этот момент был сочтен специалистами ключевым и широко освещался в СМИ всего мира?

По очень простой причине — причем не медицинской и не научной, а чисто экономической. Abiocor разрешили продавать.

Формально это звучит так: искусственное сердце, созданное ABIOMED, получило «одобрение для гуманитарного использования в исключительных случаях» (humanitarian device exemption) от Администрации по лекарствам и пищевым продуктам США (Food and Drug Administration, FDA). Под «гуманитарным использованием» понимают отнюдь не «использование для людей», как решили некоторые наши популярные ресурсы. Речь идет о применении в очень ограниченном объеме — операций не должно быть более четырех тысяч в год. А «исключение» состоит в том, что допускается ослабление обычных требований: вместо «безопасности и эффективности», которыми Abicor явно не обладает, достаточно «безопасности и вероятного улучшения». Кроме того, в правилах FDA прописано, что цена продажи чего угодно для гуманитарного использования должна в точности равняться затратам на разработку и изготовление. Сегодня само устройство стоит $250 тысяч, имплантация — еще $100 тысяч. Очень дорого, даже для Америки. «Нужно ли нам это необыкновенно дорогое лечение от очень распространенных болезней?» — пишут скептически настроенные обозреватели. Вопрос еще и в том, будут ли страховые компании и правительственные программы медпомощи оплачивать такое лечение.

Зато разработчики уверены, что одобрение FDA окажется решающим фактором для успешного создания последующих поколений искусственного сердца, что приведет к повышению его качества и снижению стоимости. Юкихико Носи (Yukihiko Nosе,), директор Центра разработки искусственных органов, ветеран не только американской программы Джонсона 1964 года, но еще и той самой японской программы, которая началась аж в 1960 году, пишет в январском номере журнала «Artificial Organs»: «Автор был несколько встревожен сообщениями о том, что ABIOMED Inc. отказывается от системы TAH (полностью имплантируемое искусственное сердце. — Л.Л.-М.) <…> Теперь же [ABIOMED] не будет испытывать финансовых трудностей и сможет завершить работу над Abiocor как коммерческим продуктом».

В конце 1960-х советский кардиохирург Николай Амосов написал замечательную книгу «Мысли и сердце», ставшую бестселлером и переведенную на многие языки. В ней были размышления на самые разные темы, от хирургической техники до кибернетических принципов работы сердца — на фоне все новых и новых трагических историй, где хирург оказывался бессилен помочь своим больным. Но вот об экономике в этой книге не было ни слова. В сегодняшней рыночной жизни все разговоры о прогрессе медицины мгновенно переходят на язык денег. Любопытно, что бы сказал Амосов, узнав, что важнейшим успехом в развитии программы искусственного сердца оказался прорыв на рынок — потому что за счет вырученных денег девайс, наверное, удастся довести до ума? А ведь он, дожив до 2002 года в прекрасном умственном здравии, продолжал в свои девяносто работать (не хирургом, конечно), много писал и, скорее всего, знал о первых опытах с Abiocor…

Но не будем гадать, а лучше посмотрим, что там с запчастями для наших встроенных информационных систем.

Вызов

Несмотря на прогресс в восстановлении периферических нервов, о «починке» спинного мозга речь пока не идет.

Вот лишь одно из последних сообщений о технологиях, которые сегодня тестируются для восстановления поврежденных нервов. Только что созданная компания Neurotex при лондонском университете Queen Mary собирается коммерциализировать методику восстановления поврежденных нервов при помощи шелкового волокна под названием Spidrex. Это волокно, в свою очередь, запатентовано созданной в 2002 году компанией Oxford Biomaterials. Оно прокладывается вдоль поврежденного нерва и, по идее, должно послужить каркасом для его прорастания по исходной траектории (конструкция сложнее, там есть и волокно, и опорный каркас, но здесь не место для деталей). Прямая цель — починка периферической нервной системы.

Ну а совсем радикальная перспектива «внутреннего инфотеха» — механизация наших мозгов, переход на другую элементную базу. Речь не о подключении чипов к синапсам для управления роботами или восстановления утраченных функций мозга — эти замечательные эксперименты идут широким фронтом, но истинные энтузиасты видят иную перспективу. Совсем не медицинскую в узком смысле слова.

Известно, что даже теоретическая возможность имплементации человеческого мышления компьютерными средствами крайне сомнительна — как минимум. К счастью, желающих бросить вызов самой трудной из мыслимых задач меньше не становится. Но успеха пока не достиг никто. Вот одна из недавних попыток — Linux-кластер из пятисот узлов (тысяча процессоров), моделирующий 20 млрд. нейронов. Что авторы считали нейронами — похоже, просто транзисторы, — неважно, так как последняя новость на сайте компании датирована 2005 годом.

Но идея, без сомнения, никуда не денется, и мы увидим новые шаги в этом направлении — возможно, более впечатляющие, если учесть, какими кластерами сегодня обладают хотя бы гиганты интернет-бизнеса.

Тем более что бизнес-перспективы тут колоссальные: пересадка личности в компьютер (общение с миром — через датчики, актуаторы, роботов, к тому же и виртуальный мир можно сделать покруче настоящего) устранит необходимость в тех устройствах, которым посвящен этот материал, — да и вообще в медицине как таковой.

Один из наших авторов, биолог Александр Чубенко, главред сайта «Коммерческая биотехнология», на всякий случай сделал запас личных стволовых клеток.

Когда, как и почему пришла вам идея сдать стволовые клетки в банк?

— Несколько лет назад наша биотехнологическая компания, производящая наборы для иммуноферментного анализа, организовала дочернее предприятие — одно из десяти в РФ, имеющих лицензию на банкирование стволовых клеток. Всем сотрудникам предложили бесплатно сдать свои клетки на хранение. К тому времени про стволовые клетки мы уже многое знали и почти все, не раздумывая, согласились.

Больно было?

— Не больно, но неприятно. Примерно как кровь из вены, но чуть пострашнее. Сделали местный наркоз в области грудины. А потом врач здоровенной иглой — хрусь! (смеется). Кость у грудины тонкая, но когда ее прокалывают, звук по костям отдается в уши. «Ну, — говорит — сейчас душу из тебя тянуть буду». И действительно, ощущение, будто что-то из тебя высасывают. Но дело это секундное, объем пробы — всего 5—10 граммов, и в целом — пустяковина.

И что потом?

— Потом из забранного костного мозга с помощью высоких технологий выделили стволовые клетки, провели через несколько циклов деления и довели их количество до нескольких десятков миллионов. Клетки из питательного раствора осадили, заморозили в жидком азоте, и теперь хранят у нас же на фирме, в криобанке.

Как может вам послужить эта страховка?

— Теоретически — спасти в самых разнообразных случаях: тяжелый перелом, инфаркт, инсульт… возможностей много — вплоть до выращивания запасных органов, если доживу до отлаженной технологии на нашей базе. Ну а пока — я предложил себя в качестве подопытного по общеоздоровляющему эффекту стволовых клеток. Но получил отказ — потому что такое сейчас на законных основаниях делается только в клинических экспериментах.

Клетки не испортятся, пока подоспеют с экспериментами?

— Нет. Их срок хранения неограничен.

Есть ли какая-нибудь страховка на случай того, что их захотят использовать не по назначению? Можно ли их использовать для другого человека?

— Другому они подойдут, как и любой донорский орган, — с вероятностью около 1:10 000.

Как еще можно их использовать не по назначению — не представляю. Разве что какие-нибудь злодеи захотят сделать мой клон, но это пока — фантастика.

Что-нибудь изменилось в вашем мироощущении после сдачи клеток в банк?

— Нет. Разве что появилась надежда: ежели петух клюнет, вылечат эффективнее — авось в таком случае коллеги-доктора не побоятся нарушить букву закона. Тонкость в том, что ни в России, ни в остальном мире еще не утверждены правила применения стволовых клеток как метода лечения, хотя в тысячах экспериментов с их помощью вылечили, наверное, десятки тысяч больных, в том числе совершенно безнадежных, а инфаркт-инсульт подкрадываются незаметно — не успеешь с формальностями. А от тех полуподпольных фирм, которые предлагают «полечиться клеточками», лучше держаться подальше. Сама же процедура такова: в первые дни после травмы или болезни в зону поражения вводятся предварительно размороженные стволовые клетки. Погибшие клетки пораженных органов от этого не оживают, но их заменяют новые.

Ну, а обычными способами — спорт, закалка — вы себя оздоравливаете?

— Ха! Сижу за компьютером по двенадцать часов в день, о здоровом образе жизни даже не мечтаю. Увы.

Марина Еленина,

Леонид Левкович-Маслюк