8 березня, 2025
Сучасний ландшафт інноваційних технологій в оптимізації якості життя онкохворих
Чехун В.Ф.
Інтенсивний розвиток постгеномних технологій спонукає до перегляду сучасної стратегії подолання проблем онкологічних хворих. Нова парадигма ґрунтується на знаннях про можливості корекції молекулярно-генетичних процесів на основі засад прецизійної медицини. Ключова роль у реалізації такого підходу належить сучасним інноваційним можливостям, серед яких особливе місце посідають омікс-технології. Зародження симбіозу медико-біологічних і кібернетичних технологій, спрямованого на оброблення інформаційних баз даних, стає суб’єктом процесу пізнання функціонування складних біологічних систем. Сьогодні задля динамічного розвитку впровадження прецизійної медицини на інноваційних засадах варто сконцентрувати зусилля на глибокій консолідації трансдисциплінарних підходів, які здатні формувати алгоритм нового ринку медичних послуг, спрямованих на підвищення якості життя.
З огляду на інтенсивний розвиток постгеномних технологій гірка статистика про неухильний ріст онкопатології зобов’язує науковців та клініцистів переглянути сучасну стратегію приборкання однієї із найскладніших медико-біологічних проблем сучасності. За даними ВООЗ, підстав для оптимізму щодо зменшення захворюваності в найближчому майбутньому немає, а смертність від раку продовжуватиме істотно зростати [1].
В Україні цю проблему поглиблює Велика війна з агресором. Ризики зростання онкопатології посилюватимуться не лише через значне локальне забруднення довкілля канцерогенними сполуками внаслідок вибухових та численних пожежних процесів (екогеноцидні фактори), а й з огляду на дистрес воєнного часу, який тригерить механізми ментального і фізичного здоров’я, що індукує розвиток патологічних процесів. Уже сьогодні цей процес стрімко набирає нових обертів: онкопатологія вражає не лише літніх людей, її фіксують у молодшому віці, а агресивність перебігу хвороби зростає [2-4].
Неухильне прагнення вітчизняної та світової онкологічної спільноти обмежити розвиток негативних наслідків злоякісного процесу особливо чітко простежується протягом останнього пів століття. В 70-ті роки минулого століття великі сподівання покладались на швидке вирішення проблем раку після відкриття механізмів функціонування онкогенів, за яке автори цих досліджень Девід Балтімор, Ренато Дульбекко і Говард Темін 1975 р. отримали Нобелівську премію. Це дало підстави з високих трибун конгресів і з’їздів того часу зазіхнути на амбітне завдання – подолати цю хворобу до 2000 р. Однак, незважаючи на інтенсивні дослідження та значні зусилля науковців і лікарів, з’ясувалось, що ця мета виявилась недосяжною в зазначений термін. Згодом, у 2003 р., оголошення сенсації про розшифрування генома знову дало підстави для оптимізму. Хоча ця подія і поглибила розуміння окремих механізмів канцерогенезу, вона не призвела до революційних зрушень у своєчасній діагностиці та лікуванні раку. Аналогічна ситуація виникла і після завершення інших метапроєктів, пов’язаних із ідентифікацією онкогенома, мікробіому людини. Природа надзвичайно складного патологічного процесу стала зрозумілішою, однак нові відкриття не наблизили перемоги у вагомому протистоянні онкологічним захворюванням [5-8].
Послідовна низка «розчарувань» у подоланні раку та виникнення нових клінічних проблем, як-от резистентність до медикаментозних засобів, сприяли переосмисленню і перегляду чинних стратегій протиракової боротьби. Варто зазначити, що на початку ХХІ ст. стало зрозуміло, що мрія про перемогу над раком є поки недосяжною і потрібен концептуальний перегляд наявних пріоритетів. Замість наміру остаточно подолати хворобу фахівці дедалі частіше почали говорити про концепцію хронізації злоякісного процесу та концентрацію зусиль на покращенні якості життя (ЯЖ) пацієнтів.
Хоча ЯЖ – багатофакторна економіко-філософська категорія, що постійно еволюціонує і характеризує матеріальну та духовну комфортність існування людей, водночас однією із ключових одиниць її виміру є медико-біологічний термін – тривалість життя. Саме тому вважається, що ЯЖ – це міра, яка має об’єднувати тривалість і якість життя. ЯЖ охоплює всі людські відчуття від насолоди до страждань включно із впливом факторів довкілля [9].
Особливого розуміння потребує оцінювання ЯЖ у хворих на рак на різних етапах їхнього лікування, коли фізичне, ментальне і соціальне здоров’я потрапляє в зону особливої турбулентності. Через це запроваджена низка додаткових параметрів, які значно ускладнюють його характеристику [10-12].
На сьогодні існує достатньо багато моделей, які дають змогу оцінювати ЯЖ пацієнтів, включно із індексами ВООЗ, Карновського, Вільсона і Клірі, Дейкерса та ін. [13]. Ці моделі охоплюють широкий спектр проблем пацієнтів включно з їхнім віком, статтю, симптомами хвороби, характеристиками навколишнього середовища, освіти, умов життя і праці, суспільства, соціальних факторів, фінансового становища, лікування тощо. Тобто кожний із зазначених факторів здатен суттєво позначитися на ЯЖ пацієнта, а нехтування будь-чим із цього переліку може значно впливати на виживаність і тривалість життя пацієнта і насамперед позначиться на якості його життя.
Вивчення зазначеної теми потребувало проведення аналізу динаміки кількості наукових публікацій у базах даних PubMed за пошуковим запитом «вимір ЯЖ». За останні два-три роки їхня чисельність зросла. Але це не стосується ЯЖ онкологічних хворих – тут загальна картина виявилась гнітючою (рис. 1). Так, згідно з даними A. Rizzo et al., у 2021 р. оцінювання ЯЖ в численних клінічних дослідженнях відсутнє частково чи взагалі, не обговорюється у 72,2% випадків [14].
Рис. 1. Наукові публікації у системі PubMed за пошуковими запитами
Саме тому постають аж ніяк не риторичні запитання щодо оцінювання ЯЖ, які здатні вплинути на зміну пріоритетного показника у боротьбі з викликами, що породжують злоякісні новоутворення:
- Чи можливо в еру зародження парадигми новітньої медицини, яка базується на прецизійних принципах, занижувати роль ЯЖ або ж ігнорувати взагалі цей один із ключових показників ефективності надання спеціалізованої медичної допомоги?
- Чи існують сучасні інструменти, здатні ефективно застосовуватись у формуванні мультидисциплінарної моделі ЯЖ?
- Чи спроможне людство наблизити терміни подолання проблем раку?
Важливо зазначити, що в основі сучасного тренду нової парадигми, з одного боку, закладені знання і можливості корекції молекулярно-генетичних процесів у конкретної людини, а з іншого боку, сучасна структура світової економіки вбачає в кожному індивідуумі носія бюджетоутворюючого процесу – прибутку. Збіг інтересів у залученні можливостей медицини і економіки піднімає на новий рівень значення показників ЯЖ.
Ключова роль у реалізації такого підходу належить сучасним інноваційним технологіям. Серед них особливе місце посідають омікс-технології, які здатні забезпечити отримання унікальних показників та провести аналіз перебігу молекулярно-генетичних процесів на різних рівнях системної біології [15, 16].
Якщо недавно параметри ЯЖ вимірювали на підставі даних історії хвороби, загальних клінічних обстежень, факторів ризику, рентгенографії тощо, сьогодні є можливості користуватись колосальним арсеналом стандартизованих параметрів, отриманих на засадах функціональної геноміки, епігеноміки, транскриптоміки, інтерфероміки, протеоміки, метаболоміки, глікоміки, ліпідоміки, біоміки, флексоміки, які дають змогу характеризувати структуру окремих білків, їхніх сайтів зв’язування, ініціацію та трансдукцію сигнальних каскадів тощо. Арсенал наявних інноваційних технологій як ключовий інструмент реєстрації функцій складних ієрархічних систем глибокої обробки і аналізу даних лежить в основі алгоритму впровадження прецизійної медицини [17, 18].
Дефініція терміна «прецизійна» чи «персоналізована» медицина визначає такий підхід до профілактики, діагностики і лікування пацієнта, як революційний стрибок, який ґрунтується на наукових знаннях про перебіг молекулярно-біологічних процесів.
Вважають, що введення цього терміна у сферу медичної діяльності відбулося в перехідний період – між ХХ і ХХІ ст., коли світ побачила монографія K.K. Jain «Personalized Medicine», видана 1998 р. [19]. Однак не зайве згадати найбільш відомого лікаря античності – Гіппократа, який в центр мистецтва лікування завжди ставив людину, а не хворобу.
Такий підхід сприяє значно ширшому розумінню природи злоякісного процесу, ідентифікації нових маркерів, а також потенційних мішеней впливу лікарських засобів. Фіксація якісних і кількісних мутацій, транслокацій та інші зміни, що проявляються у процесах гіпо- чи гіперекспресії окремих генів, формує унікальний молекулярний профіль пухлинного вогнища.
Виникнення змін в рівні експресії генів значною мірою обумовлене порушенням в програмі їхнього епігенетичного регулювання завдяки зміні статусу метилювання ДНК, що супроводжуються і гіпометелюванням генома загалом, і гіперметилюванням промоторів окремих генів [20]. Модифікація експресії генів є не лише однією із причин злоякісної трансформації клітин, але і фактором, що впливає на інвазію, метастазування та відповідь на медикаментозну терапію. На сьогодні доведено, що варіабельність цих процесів впливає на формування екстрацелюлярного матриксу, структуру стромальної компоненти пухлин, васкуляризацію, кількість і типи клітин імунної системи, фактори мікрооточення, метаболічні особливості, які одночасно можуть стримувати і провокувати прогресію злоякісного процесу [21-24]. Стрімкий прогрес в дослідженнях механізмів епігенетичної регуляції дав змогу ідентифікувати унікальність регуляторних можливостей мікроРНК. Доведено, що ці малі некодуючі молекули РНК формулюють проліферативну активність клітин, їхнє диференціювання, процеси сигнальної трансдукції, апоптичної програми і навіть поводяться як диригенти глобалізації взаємовідносин пухлини та організму [25-27].
Індивідуальні варіабельності процесів пухлинного мікрооточення та активності метаболічних процесів в організмі загалом значною мірою можуть впливати на ефективність фармакотерапевтичних засобів. Відомий вислів англійського поета Александра Поупа, що «кожна людина відрізняється від іншої і з кожним днем відрізняється сама від себе», має стати визначальним в дотриманні принципів прецизійної медицини.
Значний вплив на формування та прогресію пухлинного вогнища відіграє функціональний мікробіом, що останнім часом здобув таємниче визначення «блукаючий орган», який містить в собі значну кількість додаткових маркерів і мішеней, що можуть бути спрямовані на удосконалення технологічних інновацій в онкологічних дослідженнях дорожної карти ЯЖ пацієнта [8]. K.R. Khondarar et al. розробили технологію низькоінвазивного і водночас високотехнологічного виявлення біомаркерів раку. Їхня ідентифікація за допомогою мікрофлюїдного чіпування, явища, запозиченого з довколишнього світу природи, трансформує фантастику в реальність [16].
Сьогодні інноваційні технології стають рутинним інструментом доказової медицини, заповнюючи простір інтуїтивної медицини, яка переважно базувалась на засадах симптомокомплексів та інтегральних методів діагностики. Рух у напрямку переваг інноваційних технологій є лише проявом роботи злагодженого механізму, який базується на молекулярно-генетичних омікс-технологіях і є предтечею розвитку і впровадження парадигми прецизійної медицини, що здатна долати численні проблеми на шляху покращення ЯЖ хворим [28-30].
Завдяки омікс-технологіям доступними є не лише характеристика структурно-функціонального стану білків, ліпідів та їхньої кооперативної взаємодії, але і визначення імунного репертуару в пухлинному вогнищі, який здатен створити передумови для прецизійної імунотерапії завдяки активації власної імунної системи пацієнта, спрямованої на знищення ракових клітин. Проте досі не враховувались співвідношення численних клітинних, хемокіноактивних ростових та інших факторів, на основі яких виникла можливість розділяти новоутворення на «холодні» та «гарячі» їхні варіанти. «Холодні» пухлини характеризуються низькою імуногенністю і мляво реагують на імунотерапію, тоді як «гарячі» пухлини більш чутливі до індукторів протипухлинного захисту. Оскільки імунотерапія є високовартісним методом, то це має значення для підвищення ЯЖ не лише завдяки вибірковості дії препарату, але і для економічної ефективності лікування [31].
В контексті персоніфікованого підходу у загальній стратегії оптимізації лікування особливо актуальним стає питання індивідуалізованого харчування онкологічних хворих, оскільки вікові параметри і фактори ендогенної та екзогенної інтоксикації можуть суттєво впливати на фармакокінетичний прогрес. Відомий вислів Теофраста Парацельса щодо їжі як ліків або отрути набуває особливого значення для онкологічних хворих. На сьогодні існує чимало рекомендацій щодо профілактичного харчування, однак бракує специфічних дієтичних раціонів для пацієнтів при різних нозологічних формах раку, стадіях розвитку злоякісного процесу та особливо в умовах дії засобів терапії. Ігнорування значення харчового раціону для онкологічних хворих викликає додаткові турбулентні процеси, що провокує виражені метаболічні стреси в організмі хворого. Розроблення і впровадження індивідуальних харчових стратегій може значно впливати на ефективність лікування та якість життя пацієнтів [32-34].
Однак стрімке зростання знань про молекулярно-генетичні та загально-біологічні процеси потребує глибокого аналізу та синтезу отриманої інформації і розроблення алгоритму їхнього ефективного застосування. Оптимальна модель використання ресурсу, який формується на стику системної біології і теорії складних систем, особливості яких складно пояснити з погляду окремих компонентів, можлива лише за умов залучення сучасних технологій штучного інтелекту (ШІ). ШІ здатен поєднати та гармонізувати результати омікс-технологій (геноміки, епігеноміки, транскриптоміки, інтерфероміки, протеоміки, метаболоміки, біоміки) і визначити ієрархію алгоритму прецизійної медицини на нинішньому етапі розвитку і знань міждисциплінарної кооперації. Можна стверджувати, що умовно шляхи Гіппократа, Арістотеля, Рене Декарта, винахідника Роберта Гука, дослідника Альберта Кунса, автора і засновника сучасної кібернетики і науки управління Норберта Вінера перетнулись на етапі реалізації раціонального цілеспрямованого бачення системи управління функціональним станом людини [35-37].
Зародження симбіозу медико-біологічних і кібернетичних наук, спрямованого на обробку інформаційних баз даних, завдяки імітаційним програмам одночасно сприймається і як об’єкт досліджень, і як суб’єкт процесу пізнання функціонування складних біологічних систем. Такі можливості дають змогу обробляти великі обсяги баз даних, уникати втрати інформації, непомітної для людського ока, та генерувати значно більші обсяги інформації, необхідної для пошуку оптимального рішення. Поєднання можливостей інструментів ШІ із кількісною та якісною ідентифікацією молекулярно-генетичних і структурно-функціональних особливостей клітинних компонентів може бути гарним прикладом оптимізації діагностики злоякісного процесу та ефективності вибору прецизійної терапії. Саме тому вдосконалення діагностики новоутворень, моніторингу їхнього перебігу та вибору засобів терапії в площині використання сучасних інструментів ШІ стає надзвичайно перспективною інноваційною технологією в клінічній практиці. Сьогодні засоби цифрової патології – технологічна вимога в розвитку персоніфікованої медицини, яка зосереджена на продовженні тривалості та покращенні ЯЖ пацієнтів. В структурі дизайну обстеження та вибору стратегії прецизійної медицини обсяг досліджень із залученням ШІ стрімко збільшується. Завдяки впровадженню інноваційних технологій значно зростають можливості проведення скринінгу виникнення злоякісного процесу на етапах його доклінічного прояву, створення роботизованих технологій дистанційного нагляду, покращення рівня ефективності терапії і розширення платформи впровадження пілотних проєктів підвищення тривалості та якості життя [38-40].
Прецизійна медицина на засадах ШІ до 2030 р. охоплюватиме великі популяції населення, що дасть змогу завдяки дизайну та аналізу результатів клінічної геноміки, можливо, уже на основі оновлених версій 3D-формату виважено оцінювати стан пацієнта та спокійно ухвалювати ефективні рішення, щоб тривалість і якість життя подолали показники гіркої статистики нинішнього часу [41].
За даними досліджень, ринок прецизійної медицини Північної Америки, Європи, Азіатсько-Тихоокеанського регіону у 2023 р. становив біля 50%, а розмір його обсягів у попередньому році – 70 млрд дол. За прогнозами дослідників, до 2032 р. він має сягнути понад 180 млрд дол. Показники зростання ринку на 10,6% свідчать про стрімку динаміку впровадження парадигми прецизійної медицини (рис. 2) [42].
Рис. 2. Поточний стан і прогнози зростання ринку прецизійної медицини в наступному десятилітті
CAGR – зведений річний темп зростання [42].
Сьогодні задля динамічного розвитку впровадження прецизійної медицини на засадах інноваційних технологій варто сконцентрувати зусилля на глибокій консолідації трансдисциплінарних підходів, які здатні формувати алгоритм нового ринку медичних послуг високої ЯЖ онкологічних хворих. В цьому проєкті варто передбачити розвиток шляхів досягнення мети завдяки залученню широкого кола стейкхолдерів, імплементації і використанню сучасних інструментів, а також забезпечити глибоку аналітику і оцінювання можливих перспектив та наявних бар’єрів для ухвалення виважених рішень.
Тематичний номер «Онкологія. Гематологія. Хіміотерапія» № 1 (94) 2025 р.
