Перспективы развития диагностических технологий в России: шанс на лидерство

03.09.2019

В медицине диагностика – и, в особенности, ранняя диагностика – является одним из важнейших условий успеха дальнейшего лечения. Все большее число появляющихся на рынке новых лекарственных средств являются персонализированными и нацеленными на определенную молекулярную мишень, т. е. таргетными. Поэтому назначение этих препаратов, использование и мониторинг эффективности, в принципе, не возможны без использования сопутствующих диагностических тестов, на английском – companion diagnostics. 

Лечение близких, на первый взгляд, симптомов часто нуждается в принципиально отличающихся друг от друга терапевтических стратегиях, потому что генетическая предрасположенность организма к возникновению заболеваний и молекулярные механизмы их возникновения могут значительно отличаться при внешней идентичности проявлений. Генетическая предрасположенность и изменения тоже не являются некоей константой.
По ходу лечения заболеваний, особенно онкологических, часто возникает устойчивость к применяемым препаратам за счет появления новых мутаций, которая делают опухоль нечувствительной к терапии, и это необходимо учитывать.

Таким образом, молекулярная диагностика и мониторинг профиля биомаркеров являются необходимыми инструментами персонализированной терапии. Назначение большинства новых лекарств без предварительного исследования биохимических и генетических биомаркеров не только бессмысленно, но и вредно.

Как обстоит дело в нашей стране с молекулярной диагностикой?

Начнем с тестов, позволяющих анализировать многие биомаркеры с использованием иммуноферментного анализа (ИФА).  Методические подходы ИФА были заложены в середине 60-х годов, когда в качестве высокочувствительной метки для идентификации антигенов в гистологических препаратах было предложено использовать молекулы ферментов.
Ферменты, будучи эффективными природными катализаторами, способны многократно усиливать сигнал путем наработки легко определяемого окрашенного продукта, что делает возможной детекцию веществ в малых концентрациях.

На протяжении последующих десятилетий подходы ИФА интенсивно развивались, что привело к разработке твердофазного иммуноферментного анализа, который в 1971 году был впервые применен Е. Энгвалом и П. Перлманом для анализа фракции иммуноглобулинов и К. Ван Вееменом и А. Шурсом для детекции эстрогенов. Позже такие тесты стали выполнять с использованием стандартных 96-луночных полистироловых планшетов, что позволило стандартизировать технические подходы и оборудование.

С той поры этот метод стал широко применяться. И, начиная с 90-х годов прошлого века, благодаря относительной дешевизне расходов на реагенты и приборное обеспечение, он стал общепринятым. На базе бывших советских НИИ стали появляться компании-разработчики ИФА-тестов, некоторые из которых со временем стали независимыми. Простота и дешевизна тестов, возможность анализировать при помощи стандартной платформы многие биомаркеры сделали такие тесты распространенными и в России, и во всем мире. ИФА-тесты до настоящего времени применяют для инфекционной диагностики, определения иммунного и гормонального профиля, выявления многих других биомаркеров. Метод ИФА находится в постоянном развитии и имеет пока устойчивые перспективы использования.

У меня есть собственный опыт разработки подобного теста. Он нацелен на выявление биохимических и иммунологических последствий черепно-мозговой травмы и ишемических повреждений мозга. Тест зарегистрирован в России в качестве изделия медицинского назначения и применяется для мониторинга состояния пациентов в период выздоровления. Расходы на его разработку и регистрацию были незначительны и не превысили 10 тыс. долларов.

Но, несмотря на перечисленные достоинства, ИФА-тесты имеют существенные ограничения: они практически бесполезны для диагностики генетических нарушений. Часть этих ограничений могут быть преодолены при использовании в диагностике метода полимеразной цепной реакции (ПЦР).

На текущий день ПЦР – это один из самых распространенных в мире и точных способов диагностики. Его разработчик Кэри Б. Мюллис был удостоен в 1993 году Нобелевской премии за это изобретение. Суть метода заключается в применении фермента термостабильной ДНК полимеразы, которые многократно копируют фрагменты ДНК, которые находятся в пробах биоматериала, например в крови.

У диагностики методом ПЦР много плюсов: высокая чувствительность, универсальность, оперативность, точность, невысокая стоимость. Сейчас наиболее распространенным способом проведения анализа является ПЦР в реальном времени. При помощи ПЦР-тестов можно выявлять в организме ДНК болезнетворных бактерий, простейших и вирусов, определять отдельные мутации, оценивать экспрессию генов.

Принципиальным ограничением ПЦР является возможность анализировать только заранее известные последовательности ДНК. Поэтому для более полного и точного анализа генетической информации применяют метод секвенирования ДНК, который позволяет читать полную последовательность нуклеотидов в генах, выявлять редкие мутации и перестройки генов. Именно этот подход становится основным современным инструментом, который делает возможным разработку, назначение и применение персонализированных лекарств. Стоимость секвенирования становится меньше с каждым годом, но затраты на реагенты и оборудование все еще на порядки превышают стоимость перечисленных выше диагностических подходов.

Место российских биомедицинских компаний и биобанков в процессах глобальной разработки диагностических тестов

Какие шансы есть у нас в этой области? Молекулярные диагностические технологии, на мой взгляд, являются одним из наиболее перспективных направлений развития отрасли в России, которая может не только иметь серьезный позитивный эффект для нашей страны, но и стать по-настоящему конкурентоспособной на международном уровне.

Приходится признать, что развитие таких областей, как инновационное медицинское оборудование и создание оригинальных лекарственных средств в России, хоть и крайне желательно, но мало реалистично по причине необходимости огромного финансирования, существующего дефицита кадров и отсутствия необходимой материальной базы. Эта ситуация может быть исправлена, но потребует огромных инвестиций и десятилетий стабильной работы. Да, одиночные успехи в этих областях возможны и уже имеют место. Однако они вряд ли смогут повлиять на ситуацию кардинальным образом. Впрочем, смысл развития этих направлений – стратегический: то есть уход от почти тотальной зависимости от импорта. Поэтому очевидно, что развивать их нужно обязательно в любом случае.

Тем не менее, с большим удовлетворением можно отметить, что существуют области развития, где Россия может стать успешной с точки зрения эффекта на национальное здравоохранение, а также добиться конкурентоспособности на международном уровне. Первой среди них может стать разработка диагностических средств нового поколения, в том числе и в первую очередь – предназначенных для ранней диагностики, прогностики и мониторинга терапии онкологических заболеваний. Эффект от успешного внедрения таких диагностических средств соизмерим и, возможно, даже превосходит эффект от создания инновационных лекарственных препаратов. Более того, во многих случаях своевременная диагностика является важной комплементарной частью разработки новых лекарственных средств. То есть, даже если мы не можем лидировать в разработке оригинальных лекарственных средств как таковых, мы способны успешно участвовать в этом процессе, формируя диагностическую составляющую новых методов лечения.

В принципе, разработка новых диагностических средств, в том числе сложных, требует на порядки меньших финансовых вложений, предъявляет значительно меньше требований к физической исследовательской инфраструктуре, представляет меньшие трудности для получения или создания необходимой кадровой экспертизы, требует в разы меньше времени для выведения на рынок конкурентного продукта, – и, что очень важно, сопровождается гораздо меньшим риском неудачи, по сравнению с выводом на рынок инновационных лекарственных препаратов. Одна из ключевых требуемых для разработки современных диагностических средств экспертиз – информатика и анализ данных, существует в России на вполне конкурентоспособном международном уровне. Также в нашей стране уже существует достаточно адекватная основа ресурсной базы, необходимой для исследований и разработок современных диагностических средств.

Тем не менее, даже для этой деятельности остро необходим доступ к современным молекулярным технологиям, успешно разрабатывающимся за рубежом и пока отсутствующим в России. Исходя из нашего опыта, хороший диагностический продукт вполне можно создать на основе уже существующей молекулярной технологии, не пытаясь воспроизвести или создать её с нуля самим (причем после создания всей необходимой для этого физической и кадровой инфраструктуры). При этом ценность диагностического средства, как с точки зрения эффекта, оказываемого на здравоохранение, так и с чисто финансовой точки зрения, определяется в первую очередь его клинической эффективностью, а не технологией, на основе которой он создан. Ключевыми факторами успеха являются опыт и компетенции команды в собственно разработке клинико-диагностических продуктов.

В этом отношении для структурирования процесса однозначно будут полезны такие контрактные исследовательские биобанки, как «Национальный БиоСервис» (НБС). За время своего существования НБС создал инфраструктуру, которая, собственно, призвана и способна обеспечить ресурсную базу для разработки диагностических средств. Это включает в себя:
• действую партнерскую сеть клинических учреждений, обеспечивающую сбор образцов биологических материалов, абсолютно необходимых для поиска биомаркеров и разработки диагностических средств, а также площадку для их последующей валидации и превращения в полноценные диагностические продукты;
• лабораторную базу, необходимую для обеспечения обработки и изучения биологических материалов;
• ключевые кадры, обладающие важными компетенциями, иногда уникальными для России.

Выполняя работу по создании национальной сети биобанкирования в рамках задач дорожной карты Хелснет, НБС приобрел ценный, уникальный для России опыт взаимодействия с биофармацевтическими и диагностическими компаниями в качестве участника проектов R&D и наладил важные контакты, в том числе с их ключевыми экспертами. «Национальный БиоСервис» также приобрел неоценимый опыт в выполнении сложных тестов, основанных на самых современных молекулярных технологиях: он является абсолютно необходимым условием для успешной разработки тестов, эффективных в реальных условиях клинической практики.

Команда НБС обладает уникальным для России и признанным на международном уровне опытом и компетенцией в разработке современных, сложных диагностических тестов, включая технические, организационные и регуляторные, причем в приложении к мировому рынку. Благодаря международному опыту и существующим контактам в действующих диагностических компаниях, НБС способен получить доступ и принести в Россию самые современные технологии – через лицензирование или создание совместных предприятий с компаниями-разработчиками таких технологий.

Из всех возможных векторов стратегического развития медицинских биотехнологий в России наиболее перспективным видится создание инновационных диагностических средств, в первую очередь для ранней диагностики онкологических заболеваний. Это направление работы и наиболее выполнимо в наших условиях, и использует наиболее сильные и развитые стороны отечественной науки. И может иметь наибольший эффект как на отечественное здравоохранение, так и на позицию Россию как экспортёра инновационных технологий в здравоохранении. Для НБС оно является логичным продолжением развертывания национальной сети биобанкирования и обладает правильным балансом амбициозности и реалистичности, что мы считаем очень важным. Работа требуется масштабная и серьёзная, но результат вполне достижим.

Мы уже начали это делать. В ближайших публикациях на ntinews.ru я расскажу об одном таком проекте – PANDX, который наша команда сейчас запускает при поддержке Фонда Сколково. Цель его – разработка теста для ранней диагностики рака панкреатической железы, смертельного в случае поздней постановки диагноза. В перспективе 3-5 лет эта технология может стать реальностью.