Шамсудин Насаев, Основатель, Директор по науке Xelari, Эксперт Фонда генетических инноваций

Введение

Нобелевская премия 2024 года в естественных науках, повторяя традиции предыдущих лет, оказалась достаточно непредсказуемой. Интересный выбор в области физиологии и медицины, снова показывающий большую важность исследований РНК; неожиданное решение о присуждении премии по физике за разработку основ машинного обучения. Наконец, прекрасная премия по химии выдана Дэвиду Бейкеру за вычислительный дизайн белков, а также Демису Хассабису и Джону Джамперу за предсказание их структур (Рис. 1).

Рисунок 1 — Презентационная картинка Нобелевского комитета о вручении премии по химии в 2024 году.

На просторах сети можно встретить множество критики и обсуждений, связанных с присуждением премии по химии за методы моделирования, в том числе основанные на применении методов глубокого обучения. В действительности, премия 2024 года не является первой в данной области.

Предпосылки

Скорее всего, первым Нобелевским лауреатом, разработавшим метод моделирования, можно считать Роберта Малликена, который в 1966 году получил премию за разработку метода молекулярных орбиталей, позволившего описывать поведение электронов и проводить предсказания в молекулярных системах, состоящих из более чем двух атомов.

В 1998 году Уолтер Кон и Джон Попл получили премию за разработку принципов и методов квантовой химии, позволивших с помощью компьютерных расчетов описывать и предсказывать поведение молекул и систем.

В 2013 году за создание многоуровневых моделей сложных химических систем премию получили Мартин Карплус, Майкл Левитт и Арье Уоршел. Исследователи подружили классическую быструю ньютоновскую механику и чрезвычайно вычислительно дорогую квантовую механику для описания больших систем, это дало неслыханную ранее возможность производить расчеты сложных ферментативных реакций.

И вот в 2024 году снова моделирование. Но что за проблему решали на этот раз?

Проблема фолдинга белка

Еще в 1955 году Фредерик Сэнгер доказал, что белки состоят из аминокислот, соединенных в одиночные цепочки за счет пептидных связей. Последовательность аминокислот в белке называется первичной структурой.

Немногим ранее в 1951 году Лайнус Полинг и Роберт Кори предложили две важные модели вторичной структуры белков, а именно α-спираль и β-лист. В 1958 году Джон Кендрю и Макс Перуц полностью расшифровали пространственные структуры миоглобина и гемоглобина, экспериментально подтвердив модели Полинга и Кори.

Однако было понятно, что в природе белки сворачиваются в сложные пространственные структуры (третичные), за счет которых и выполняют свою функцию. Этот процесс называется фолдингом. В 1961 году Кристиан Анфинсен доказал, что белок принимает свою пространственную структуру за счет информации о первичной последовательности. Бычья панкреатическая рибонуклеаза, фермент, который использовался в исследовании, восстанавливал свою структуру после денатурации. Позднее были обнаружены белки, которым необходима помощь других белков в упаковке — так были открыты шапероны. А затем было показано существование неструктурированных белков (intrinsically unfolded proteins, IDPs), которые принимают несколько разных структур с равной вероятностью, но эти находки не нарушали идеи о связи первичной и третичной структуры. В своей статье 1973 года Кристиан Анфинсен писал: «Соображения о … корреляции между последовательностью и трехмерной структурой … начинают делать более реалистичной идею априорного предсказания конформации белка». С этого момента и можно вести отсчет так называемой «проблемы фолдинга белка» [10.1126/science.181.4096.223]. В 2005 году журнал Science опубликовал список из более чем ста крупнейших проблем современной науки, в котором, наряду с вопросами о природе гравитации и возможности существования сверхпроводников при комнатной температуре, указана и проблема белкового фолдинга [10.1126/science.309.5731.78b].

Неверным было бы предположить, что с 1973 года не было никакой возможности предсказывать третичные структуры белков. В действительности подобные методы разрабатывались постоянно. Их можно условно разделить на две группы:

1) ab initio («из первых принципов») — имея в арсенале огромные знания о физике сворачивания биополимеров, можно попробовать симулировать процесс фолдинга. Симулируя условия, требуемые для сворачивания, а также набор правил поведения молекул, можно произвести длительный расчет, позволяющий имитировать естественные процессы на компьютере. В действительности из-за размеров систем приходится прибегать к массе упрощений для проведения вычислений за адекватное время, в связи с чем падает и точность. Опустив интересную, но долгую историю изысканий, можно прийти к пику карьеры данной группы методов. В 2007 году группа под предводительством одного из героев статьи, Дэвида Бейкера, взялись за определение структуры белка с неизвестной функцией из бактерии Bacillus halodurans, предсказанной из анализа ее генома и состоящей из 112 аминокислот. Предсказав структуру 5 раз с помощью программы Rosetta (разработанной той же группой), исследователи установили участки, значительно отличающиеся между запусками расчетов. Их было принято считать ошибочными и перестроить отдельно. Для этого данные участки вырезали и исследовали широкое разнообразие их возможных конформаций, после чего выбирали наиболее энергетически выгодное состояние, и вставляли на место. Данный подход в 1 из 26 случаев позволил построить систему, невероятно схожую с экспериментально определенной структурой. Еще в 7 результатах конформации были не совсем правильными, но могли быть полезны в экспериментальной расшифровке структур. Для всего исследования были использованы мощности более 70 тысяч персональных компьютеров добровольцев из проекта Rosetta@Home, а также суперкомпьютер IBM Blue Gene/L.

Одной из очень неприятных проблем, связанных с предсказанием на основе ab initio методов, являются шапероны. Шапероны — это особый класс белков, которые играют ключевую роль в правильном сворачивании других белков. Некоторые из них не могут принимать правильную форму без шаперонов, из-за чего могут агрегировать внутри клетки и полностью терять свою функцию. И очевидно, что моделировать процесс взаимодействия данного белка с шапероном при ab initio построении чрезвычайно сложно, если не невозможно на текущем этапе.

Результат исследования лаборатории Бейкера 2007 года хоть и прорывной для отрасли в целом, но вряд ли способен впечатлить людей, не знающих таящихся за ним сложностей. Но не стоит хоронить ab initio методы совсем, отражение их идей мы еще обсудим позже.

2) Построение по гомологии — обратившись к основополагающим идеям биологии, а именно связи структуры с функцией, а также теории возникновения новых белков из других, мы сразу догадываемся, что, зная структуру некоторого количества белков, мы, фактически, способны достроить всех их родственников. Другими словами, если первичная структура (практически) однозначно сворачивается в какую-то третичную, то одинаковый или очень близкий по последовательности ее участок в двух разных белках должен сворачиваться единообразно. В принципе, в этом и заключается построение по гомологии. Мы можем произвести поиск последовательностей (например, с помощью алгоритма BLAST) гомологичных нашему белку среди структур, пространственная форма которых известна. Далее, используя эту информацию, мы можем построить структуру интересующего нас белка. Данная тривиальная идея большую часть 50-летней истории проблемы фолдинга белка являлась основным способом моделирования структур неизвестных белков. Ограничение данной группы методов также довольно тривиально: если у какого-то участка белка нет гомологов с разрешенной структурой, мы не можем его так построить, но с другой стороны, с этим уже можно работать.

Конечно, это не единственные подходы, но наиболее качественные результаты обычно выдавал подход построения по гомологии, иногда с достраиванием неизвестных участков с помощью ab initio методов.

И восстали машины из пепла…

Прогресс в предсказании структур белков пусть и сохранялся, но развивался с не очень привлекательной динамикой. Для отслеживания успехов в решении данной проблемы в 1994 году было учреждено соревнование CASP (Critical Assessment of techniques for protein Structure Prediction), которое на неопубликованных расшифрованных структурах белков проводило честное сравнение методов предсказания, предложенных разными разработчиками.

Если в 1994 году методы предсказания позволили правильно установить только около 15–26 % положений аминокислотных остатков в сложных белках, то к 2014 этот процент едва дотягивал до 35. И вот, наконец, в 2018 году появляется совершенно новый подход — AlphaFold.

Но давайте сначала углубимся в алгоритмы, стоящие за нашумевшей революцией.

Искусственные нейронные сети

Не окунаясь в историю искусственных нейронных сетей, мы попытаемся в упрощенной форме понять, что это за сущности.

Итак, начнем с простого:

Допустим, у нас есть некоторая математическая функция, которая описывает известное нам явление. Скажем, пускай это будет размножение кроликов в условиях заповедника. Легко догадаться, что эта функция чем-то похожа на экспоненту (на самом деле это не так, но это безумие выходит за рамки статьи), однако предположим, что мы этого не знаем. Вот мы как-то хотим вывести эту функцию из наблюдений за кроликами. К счастью, математика дает нам такую возможность, благодаря интерполяционному многочлену Лагранжа. Сразу должен отметить, что это всего лишь способ сделать некоторую наиболее простую в смысле используемых степеней функцию, которая попадает во все наблюдаемые нами точки. В нашем примере с кроликами мы будем добавлять в некоторую таблицу значения количества кроликов в каждый день, неделю или месяц наблюдений, после чего применим какую-то математическую магию и получим функцию, которая предсказывает численность кроликов в промежуточных этапах и, возможно, в будущем. Данная функция не является самым простым и точным описанием наблюдаемого явления, а лишь аппроксимирует (то есть приближенно отражает) это явление, поэтому и называется аппроксимирующей (Рис 2).

Рисунок 2 — пример интерполяционного многочлена Лагранжа для некоторой сложной функции.

А что, если мы не можем определить какое-то конкретное значение, которое численно можно записать? Математика нам намекает, что любую закономерность можно описать некоторой функцией. Но не всегда эта задача проста. Если популяцию кроликов мы можем условно представить как зависимость количества кроликов от времени (двухмерное пространство), то как себе представить зависимость фраз на английском языке от их перевода на русском? Данная закономерность явно не является простой, например двухмерной. В действительности для математиков не является проблемой навешивать любое количество размерностей для достижения цели, однако искать аппроксимирующую функцию в огромном количестве пространств крайне сложно. Здесь как раз в игру и вступают нейронные сети. Если описать идею нейронной сети двумя словами, то получится «универсальный аппроксиматор». Подобрав достаточное количество искусственных нейронов, являющихся по сути членами некоторой степени в том самом многочлене Лагранжа с дополнительными множителями перед ними, которые отражают их значимость (более известную как «вес»), мы можем «подогнать» любую функцию по наблюдаемым явлениям под предсказание промежуточных или близких вещей. Если какой-то нейрон не имеет значения и его вес равен нулю, то умножение любого значения данного нейрона на ноль не изменит результат. То самое «обучение», о котором много говорят последнее время, есть ни что иное, как подбор весов отдельных нейронов в процессе «подгонки» функции к наблюдаемым явлениям.

Что ж, звучит не так уж и страшно. Но теперь давайте подумаем, а как бы эту задачу прикрутить к чему-то сложному? Например, к переводу человеческой речи с одного языка на другой. Очевидно, размерность той самой функции здесь будет чудовищной. Мы все знаем, как одни и те же слова могут означать абсолютно разные вещи в разных контекстах. Скажем, «basic solution» может переводиться как «основный раствор» если вы химик, но в тоже время в другом контексте это может означать «базовое решение». И как с этим жить?

Attention!

В 2017 году Ашиш Васвани, Ноам Шазир, Илья Полосухин и другие авторы опубликовали в базе препринтов arXiv статью под названием «Attention Is All You Need», где подробно разобрали архитектуру разработанной ими модели трансформера для обработки информации, требующей понимания последовательности данных. Самой главной частью модели трансформера является механизм внимания (attention). Представим, что нам нужно читать некоторое очень большое предложение. Мы можем читать его слово за словом, но тогда в какой-то момент мы начнем забывать, с чего оно начиналось. С другой же стороны, мы можем посмотреть на общий контекст слов в предложении, а затем связать их между собой, что будет гораздо более простой задачей. Более того, мы без труда можем понять, какое слово имеет важное значение, а какое менее важно для данного предложения. Вернемся к модели трансформера. Итак, в процессе обработки большого количества текстов на разных комбинациях слов она обучается оценивать, какие слова имеют большее или меньшее значение. При этом посмотреть на важность разных слов можно «под разным углом», поэтому вместо одного такого механизма внимания можно добавлять несколько, что называется «многоголовый механизм внимания» или «multi-head attention». Удивительным образом этот простой механизм оказался чрезвычайно эффективным. Именно за счет трансформеров и появилось такое разнообразие дипломных работ (зачеркнуто) моделей, вроде GPT (Generative Pre-trained Transformer), Grok, Gemini и тд.

Обучив механизм внимания находить скрытые закономерности в словах, мы получили сложную функцию, описывающую естественный язык. Ее размерность невероятно большая. Если говорить грубо, то количество пространств этой функции равно количеству семантических значений слов во всех текстах, которые прошли через модель в процессе обучения. Ярким примером того, что закономерности были действительно изучены, является простое наблюдение. Если из всего семантического пространства мы вытащим такие слова как кот, кошка, мужчина и женщина, то заметим, что расстояния между мужчиной и женщиной, а также котом и кошкой будут одинаковыми, точно так же будут равными попарные расстояния между самцами и самками данных видов (Рис. 3). Более того, если мы попытаемся выяснить, как называется женщина кот, то нам будет достаточно добавить направление и расстояние между мужчиной и женщиной к коту, и мы точно попадем в кошку. Фантастика.

Рисунок 3 — результат обучения механизма внимания, приводящий к сохранению попарных расстояний между различными семантиками.

AlphaFold

Но если последовательностью можно считать любой набор символов, чем белки хуже? Собственно, Демис Хассабис и Джон Джампер подумали так же. В 2018 году они применили нейронную сеть к анализу взаимосвязей между аминокислотами в известных структурах белков. Вместо того чтобы предсказывать положения отдельных атомов аминокислот в белках, они предположили, что более эффективно будет использовать информацию о взаимных углах и расстояниях между аминокислотами в белках. В дополнение использовалась информация о множественном выравнивании последовательности искомого белка и всех известных структур белков на данный момент. И это сработало. В 2018 году AlphaFold внезапно показал медианную точность предсказания структуры на уровне около 58 %. В следующей версии, AlphaFold2, Хассабис и Джампер добавили анализ взаимосвязей между аминокислотами за счет модели трансформера. Модель уже запомнила все известные на тот момент белки и строить множественное выравнивание было не нужно. Более того, модель имела возможность многократно корректировать промежуточные состояния в процессе предсказания. И в 2020 году AlphaFold2 уже набрала 87 % медианной точности предсказания, а это, на секунду, сопоставимо по точности с экспериментальными методами расшифровки (Рис. 4).

Рисунок 4 — сравнение медианных точностей методов предсказания фолдинга белка в соревнованиях CASP с 2006 по 2020 годы (источник: [

Прогресс был настолько значимым, что такие базы данных как UniProt и PDB добавили структуры, предсказанные AlphaFold2 (и хранящиеся в AlphaFold Protein Structure Database), в дополнение к экспериментальным структурам.

AlphaFold2 оказался настоящим прорывом в решении проблемы фолдинга белков. Но в чем в действительности заключается его принцип работы?

Беря за основу информацию об известных структурах белков и находя сходства с ними, мы строим структуры исследуемых белков с помощью нейронной сети. Несложно догадаться, что данный подход является «нейронным» развитием метода построения по гомологии. И с ним не все так замечательно.

Большинство известных структур белков получены путем рентгеновской кристаллографии. Часть этих структур очень сложно расшифровать, например, потому, что они находятся внутри мембраны клетки, или слишком подвижные. И такие элементы обычно вырезаются из структур, загруженных в базу данных. К сожалению, из-за этого AlphaFold, который обучается на этих данных, понятия о таких структурах не имеет. Поэтому довольно часто AlphaFold выдает что-то невнятное, честно признаваясь «здесь мои полномочия все» (Рис 5). Нередки бывают случаи, когда структура гомолога представляла собой комплекс белка с другой молекулой, но AlphaFold игнорирует эту информацию и строит белок вне комплекса с точно такой же конформацией [10.1016/j.sbi.2022.102526].

Рисунок 5 — пример предсказания AlphaFold2. Четко видны области, для которых структуры были экспериментально разрешены ранее (синие), и области, у которых не было известных гомологов в обучающей выборке (оранжевые).

Однако в целом эти недостатки не так существенны, поэтому на основе полученных с помощью AlphaFold данных можно исследовать функции некоторых малоизученных или неизвестных белков, разрабатывать потенциальные лекарства и многое другое.

Что там с ab initio?

Существует необычная проблема нейронных сетей, когда им увеличивают «глубину». Если к одной группе нейронов подключить вторую, а затем третью и т.д., то с одной стороны это приведет к более сложным нелинейным зависимостям и улучшению возможностей нейронной сети, а с другой — потребует большего количества данных для ее обучения. Связан последний факт с так называемым затухающим градиентом. Проходя от слоя к слою, информация, которая используется для подбора весов, становится все менее значимой, и изменения становятся более слабыми. Чтобы решить эту проблему в 2015 году группа исследователей из Microsoft Research разработали модель ResNet, в которой информация может «перескакивать» через слой или несколько слоев для усиления.

Данную модель использовали в 2019 году для обучения нейронной сети предсказывать взаимные расстояния между атомами в белке. Вместо того, чтобы обучать модель строить белки по гомологии, исследователи разделили белки на группы и обучали модель только на отдельных группах, а тестировали на тех, которые им не гомологичны. Так удалось обучить модель выявлять сложные зависимости взаимных расстояний между атомами в зависимости от первичной структуры, то есть модель буквально научилась «понимать» те самые «первые принципы». Данная модель показала 65,7 % медианной точности предсказания структур белков, для которых неизвестны гомологи.

В целом, опять можно сказать, что комбинация построения по гомологии и ab initio дает наиболее точные результаты, но в чем же революция? А дело все в том, что AlphaFold, не в последнюю очередь благодаря маркетингу, привлек внимание биологов к ранее редко упоминаемому в биологических кругах инструменту — языковым моделям. Так, уже в 2021 году появилась модель EMSFold, которая не использовала вообще никакого выравнивания и из голой аминокислотной последовательности строила модели с примерно той же точностью, что и AlphaFold2. Затем появилась похожая, но более быстрая модель EMBER3D. Сами авторы тоже не остановились на достигнутом и еще позднее в 2023–2024 годах появились AlphaFold3, AlphaProteo и AlphaFold-Multimer, но об этом позже.

Где же Бейкер?

Как истинный философ, Дэвид Бейкер (когда он поступил в Гарвардский университет, то сначала выбрал философию и социальные науки, но затем влюбился в молекулы и посвятил жизнь им) думал в другую сторону. «А что, если по пространственной структуре белка предсказать его последовательность?».

Вопрос неожиданный, но, с другой стороны, пространственная структура определяет функции, и если мы выберем интересную нам функцию, построим подходящую под нее структуру и получим воспроизводящую ее последовательность, то мы буквально сможем сделать полезный искусственный белок.

Стоит уточнить, что на самом деле идея была не новой. Еще в 1992 году в институте белков под авторством таких известных исследователей, как Финкельштейн и Птицын, вышла статья, в которой был спроектирован первый искусственный белок, не выполняющий какой-то интересной функции, но при этом и не встречающийся в природе. Он состоял из двух α-спиралей и одного β-листа, из-за чего получил вполне логичное название альбебетин [10.1016/0022-2836(92)90092-X].

Бейкер вряд ли знал об этом исследовании, но пошел по тому же пути. В 2003 году он с коллегами опубликовал работу, в которой также получил белок, у которого не было «родственников» в природе (Рис. 6). Белок top7 состоял из 97 аминокислот и тоже включал две α-спирали и один β-лист. Предсказание и последующая экспериментальная расшифровка оказались чрезвычайно близкими по своей структуре. Для данного предсказания использовалась программа RosettaFold, разработанная в той же лаборатории.

Рис 6 — структура белка top7, спроектированная с помощью программы RosettaFold в лаборатории Бейкера.

Название Rosetta отсылает к Розеттскому камню, на котором были написаны 3 идентичных текста на древнегреческом и двух разных египетских языках, благодаря чему стало возможным расшифровать египетские иероглифы. Собственно, именно эта мысль была заложена в программу RosettaFold — научиться переводить с языка аминокислот в белке на язык углов и расстояний в нем.

Получив первый дизайнерский белок, команда Бейкера не остановилась, и они замахнулись на новый рубеж — добавить белку функцию. Любые белки, специфически связывающиеся с малыми молекулами (лигандами), содержат определенные сайты для такого связывания. Немного упрощая концепцию, данные сайты можно представить некоторыми ямками в структуре белка, где аминокислоты ориентированы особым образом, чтобы по электростатическим, гидрофобным и геометрическим свойствам совпадать со структурой молекулы-лиганда. Исследователи лаборатории решили сделать следующее — собрать самые подходящие аминокислоты для связывания вокруг молекулы лиганда, а затем подобрать подходящие каркасы белков, чтобы эти аминокислоты объединить. Программа Rosetta была адаптирована под данную задачу и получила название RosettaMatch. Уже в 2008 году команда разработала фермент, способный стабилизировать переходное состояние в определенной химической реакции, за счет чего ускорить ее течение. Хотя в данной работе после проектирования была проведена т.н. in vitro эволюция, основой для нее было компьютерное предсказание структуры [10.1038/nature06879]. В 2017 году команда опубликовала статью, в которой разработала и проверила в лаборатории синтетический белок, способный специфически связывать фентанил. Полученный белок даже можно было использовать в целях определения данного наркотического средства в крови [10.7554/eLife.28909].

Конечно, создавать дизайнерские белки таким путем это в принципе отличное достижение, но Бейкеру и этого было недостаточно. Необходимость проведения экспериментальной доработки или не 100 % вероятность успеха при синтезе его не устраивали. И тогда он решил использовать глубокое обучение. Но его внимание упало не на языковые модели, а на способ генерации изображений или музыки — диффузионные модели.

Давайте снова отвлечемся от биологии и подробнее рассмотрим, что такое эти диффузионные модели. Диффузия — это неравновесный процесс перемещения частиц из области с высокой их концентрацией в область с низкой, что приводит к самопроизвольному выравниванию системы. Другими словами диффузия — это самопроизвольный процесс изменения положения частиц из более упорядоченного состояния в менее упорядоченное. В 2015 году Яша Соль-Дикштейн и соавторы опубликовали малозаметную работу под названием «Глубокое неконтролируемое обучение с использованием неравновесной термодинамики», в которой использовали идею диффузии, обращенной в противоположную сторону, для генерации чего-то упорядоченного [ Позже в 2019 и 2020 году было опубликовано 2 работы с очень похожим смыслом [10.5555/3454287.3455354][10.48550/arXiv.2006.11239]. Идея вот в чем: если взять какое-то упорядоченное состояние, скажем, порядок пикселей в изображении, и постепенно превращать их в шум, на каждом шаге обучая модель брать зашумленный вариант и превращать в менее зашумленный, то в результате можно получить довольно полезный инструмент. Конечно, сам по себе такой инструмент полезен разве что для снижения шума на видео, фотографиях или при рендеринге в каких-нибудь играх, однако если добавить ко всему этому текстовое описание исходной картинки, а также способ модели это текстовое описание понимать, то получится генератор изображений. А вот тут поподробнее.

Представим, что мы хотим получить изображение, например, котика, играющего на гитаре. Мы даем модели текст «котик играет на гитаре». Не будем вдаваться в подробности, как модель понимает эти слова, это процесс, который похож на описанные выше трансформеры или даже в точности повторяет их. Однако дальше наступает процесс генерации. Сначала обычный алгоритм создает шум, то есть случайный набор пикселей, затем нейронная сеть шаг за шагом начинает удалять этот шум особым образом, чтобы изображение все больше и больше напоминало котика, играющего на гитаре. А как нейронной сети понять, что она сделала именно котика с гитарой? Дело в том, что модель, обученная на огромном объеме изображений, включающем разные объекты, сцены и композиции, может по чуть-чуть удалять шум в направлении нужной картинки. Этот процесс чем-то похож на написание картины маслом, когда создаются большие и общие детали, тени, свет, а затем постепенно уточняются все более и более мелкие. Дополнительным улучшением в последнее время является необязательное использование классификаторов, способных оценивать результат на еще зашумленном варианте, а именно понимать, что там изображено. Так как учатся они в основном на продуктах человеческого творчества с искусственно добавленным шумом, этот процесс позволяет значительно улучшить качество получаемого изображения. В этом, в частности, кроется причина столь быстрого развития таких программ для генерации изображений как Midjourney, StableDiffusion и других.

Пришло время вернуться к белкам. Дэвид Бейкер, безусловно, не прошел мимо этой идеи и в апреле 2023 года опубликовал модель под названием RFDiffusion (Rosetta Fold Diffusion). Та же идея диффузии применялась для получения пространственных структур белков с заданной геометрией, после чего легко можно было восстановить их последовательность. Не нужно было искать подходящие каркасы белков, модель просто шаг за шагом строила их из случайного набора атомов в пространстве [10.1038/s41586-023-06415-8].

Идея заключается в том, что можно задать некоторое определенное положение аминокислот в пространстве, а вокруг насыпать огромную кучу атомов, входящих в состав аминокислот. Затем диффузионная модель постепенно меняет положение шумных атомов таким образом, чтобы восстановить структуру чего-то, что похоже на белок (Рис 7). Дополнительной оценкой занимается другая программа, которая на основании информации из эволюции белков, а также биофизики, вторичных структур и других факторов определяет, является ли полученная структура похожей на правду. Получив конечную структуру, можно с большой долей вероятности предположить, что при синтезе внутри клетки она будет свернута именно в такую форму. Бейкер даже не постеснялся — перевел полученные в ходе моделирования структуры в первичные, а затем предсказал их фолдинг с помощью AlphaFold2. Результат оказался чрезвычайно близким.

Рисунок 7 — пример построение структуры белка в процессе диффузии RFDiffusion (источник: [10.1038/s41586-023-06415-8]). Сначала получается что-то совсем не похожее на белки, но постепенно структура белка становится все более и более реалистичной.

Не обошлось, правда, и без проблем. Также как AlphaFold, RFDiffusion обучалась в большей степени на данных из PDB, в которой подавляющее большинство структур являются результатами применения рентгеновской кристаллографии. Такие структуры несколько отличаются по форме от нативного состояния, так как подвержены процессу высаливания (кристаллизации белков в упорядоченные, но вместе с тем слегка сжатые структуры). Конечно, данное явление приводит к ошибкам, хотя они вполне неплохо решаются с помощью расслабления в, например, молекулярной динамике. Также сложно использовать данный подход к получению комплексов белков — не учитываются посттрансляционные модификации и многое другое. Вместо применения просто хаотичного набора атомов более надежным является использование заранее подготовленных каркасов, которые уже и дорабатываются моделью, но их подбор требует больших затрат времени и ресурсов.

Тем не менее RFDiffusion позволила сделать ранее небывалые вещи. Одним из ее ярких достижений является доработка природных белков для придания им большей устойчивости при воздействии температур, изменения уровня pH, изменения их растворимости в различных средах и др [10.1021/jacs.3c10941]. Все эти изменения позволяют использовать белки вне живых организмов, например, на производстве, с меньшими трудностями, связанными с их выделением, хранением и подбором условий эксплуатации.

Давайте на секунду задумаемся: диффузионная модель RFDiffusion двигает структуры атомов и проверяет, насколько они совпадают с биофизическими и другими накопленными данными. С небольшой поправкой на направленность данного процесса несложно догадаться, что он является нейросетевым развитием идеи ab initio предсказания структуры белков. И снова мы возвращаемся к упомянутой идее — ни один из подходов предсказания структур не мертв, они лишь понемногу заимствуют все лучшее друг от друга.

Последующий прогресс

Помимо того, что Дэвид Бейкер не стеснялся использовать AlphaFold как метрику качества своей модели, Демис Хассабис и Джон Джампер также не стеснялись подсматривать идеи у Бейкера. Помимо самих белков, интересно ведь предсказывать и их комплексы с разными другими молекулами, такими как ДНК, гликаны, или, например, низкомолекулярные лиганды. В 2024 году на свет появилась AlphaFold3, в которой была добавлена диффузионная модель, способная подстраивать одни молекулы к другим и улучшать их геометрию в сомнительных или не очень точных местах. Не обошлось, конечно, без ложки дегтя — частенько данная модель начинала галлюцинировать и сшивать белки и другие молекулы в неожиданных местах, однако это явление совсем не снижает полезность данного инструмента.

Помимо непосредственно предсказания комплексов с другими молекулами, команда DeepMind, разрабатывающая AlphaFold, пошла дальше. В 2022 году AlphaFold2 был адаптирован под предсказания структур комплексов белков — AlphaFold-multimer. Достаточно ввести две или более последовательности белков, и программа предскажет их наиболее вероятный (с ее точки зрения) комплекс. Это действительно очень серьезная задача. Она позволяет исследовать механизмы сложных молекулярно-биологических явлений в клетках, когда два или более белков связываются в комплекс для совместного функционирования.

Но будто бы этого было мало. В 2024 году та же команда выпустила еще одну программу AlphaProteo. Ее основной целью стал de novo дизайн белковых структур, способных специфически связываться с заданными белками. А вот это уже совсем серьезная вещь. Подобные белки уже существуют, и исходя из их функции, похожей на функцию небезызвестных антител, их называют антителомиметиками. Однако антителомиметики часто имеют заранее выбранный каркас (например, DARPины используют в качестве основы повторы анкиринов и петли между ними для связывания других белков). Получаются антителомиметики с использованием направленной эволюции в таких сложных и дорогих методах, как фаговый дисплей. Из-за постоянства своих каркасов, не самого оптимального положения и состава петель в каждом отдельном примере, типичные антителомиметики показывают параметры связывания с мишенью хуже, чем антитела. AlphaProteo же не использует какой-то общий каркас, напротив, для каждого отдельного белка данная программа подбирает наиболее подходящую белковую структуру, которая с высокой вероятностью наоборот превзойдет антитела по своим характеристикам. У медицинской части читателей тут же встанет вопрос об иммуногенности получаемых структур, но эту сложную идею мы, пожалуй, оставим за скобками.

Что же дальше?

Мы с вами только что убедились, что выбор нобелевского комитета вполне себе достойный. Но что же нас ждет дальше?

Конечно, Бейкер не закончит на достигнутом и будет дальше совершенствовать свои алгоритмы. Сегодня базы данных экспериментально разрешенных структур белков пополняются все большим количеством данных криоэлектронной микроскопии, которая лишена проблем отклонения структуры от нативного состояния и игнорирования сложных участков рентгеновской кристаллографии, а также меньшей точности ядерного магнитного резонанса. Стало быть, дообучение перечисленных моделей на новых данных приведет к увеличению их точности, а также расширению сферы применения. То же самое касается Демиса Хассабиса и Джона Джампера. На базе достижений команды DeepMind под руководством их босса Alphabet Inc. (ранее Google) была сформирована компания Isomorphic Labs, которая занимается применением ИИ в биологии и медицине, а именно ускорением разработки новых лекарств, диагностических подходов и исследования сложных молекулярно-биологических механизмов.

Честно отвечая на вопрос «решена ли проблема фолдинга белка?», не получится однозначно ответить «да». Но использование технологий, разработанных и внедренных нобелевскими лауреатами по химии 2024 года, существенно продвинуло человечество в ее решении, а также создало абсолютно новые инструменты для прикладных задач.

Но давайте не будем забывать, что помимо белков существуют и другие важные молекулы, такие как ДНК, РНК, углеводы и др. В них таятся не менее сложные, важные и, что уж там, красивые механизмы. До сих пор не решена проблема фолдинга одноцепочечных нуклеиновых кислот, моделирования сложных гликанов на поверхностях белков, посттрансляционных модификаций, надежного предсказания комплексов разных молекул. Люди, о которых мы сегодня говорили, уже вступили на путь решения и этих проблем, однако их достижения пока далеки от идеала, и будет чрезвычайно интересно следить за тем, кто победит в других, не менее увлекательных гонках.

Чэнь с соавт. изучили связь между интервальным голоданием (ИГ) и здоровьем кожи, уделив особое внимание влиянию ИГ на рост волос. Ученые обнаружили, что во время ИГ регенерация волос тормозится.

Интервальное голодание (ИГ) — это диетическая методика, основанная на ежедневных длительных периодах голодания. Эта модель продемонстрировала свою универсальную эффективность для общего здоровья в экспериментальных моделях организмов, способствуя долголетию, здоровью кишечника и улучшению когнитивных функций [1]. Однако данные, недавно полученные на мышах и людей, усложняют представления науки об этом процессе [2–4]. Существование некоторых из предполагаемых положительных эффектов этой диеты связывали с регенерацией различных типов стволовых клеток по всему телу, таких как кишечные и гемопоэтические стволовые клетки [5]. Чень с соавт.[6] провели всестороннее исследование влияния ИГ на рост волос, контролируемого стволовыми клетками волосяного фолликула (СКВФ). СКВФ присутствуют в каждом волосяном фолликуле и необходимы для инициирования развития активного зародыша волоса, который затем создает новый растущий фолликул и стержень волоса. Чень с соавт. исследовали влияние ИГ на СКВФ и обнаружили связи между неврологическими сигналами, стимулированными голоданием, и ростом волос.

Авторы использовали два часто используемых режима ИГ: “16/8” и “чередующееся голодание”, оба из которых последовательно демонстрируют сходные эффекты на протяжении всего исследования. 16/8-ограниченное по времени питание заключается в том, что питаться можно лишь в течение 8-часового периода суток, а голодать необходимо в течение оставшихся 16 часов. Чередующееся голодание подразумевает чередование дней приема пищи и дней голодания (в эти дни сильно ограничивается количество калорий, например 500 ккал/сутки у человека). Авторы обнаружили, что у мышей, которых содержали в таких условиях наблюдался нарушенный рост волос, по сравнению с мышами с постоянным питанием. Интересно, что у мышей, вынужденных голодать, были обнаружены преимущества в отношении обмена веществ, хотя негативное влияние на рост волос все же было. Углубляясь в причину нарушения роста волос у голодающих мышей, авторы исследовали СКВФ у этих животных и обнаружили, что они подверглись апоптозу. Выяснилось, что более длительные периоды голодания приводили к увеличению количества гибнущих СКВФ, а для завершения цикла роста волос требовалось больше времени. Чтобы выяснить причину апоптоза СКВФ во время голодания, авторы для начала сосредоточились на сигнальных путях, которые восприимчивы к питательным веществам и важны для жизнедеятельности СКВФ. Однако оказалось, что такой важный внутриклеточный сенсор питательных веществ, как [путь] mTORC1, в этом процессе не задействован.

Затем Чень с соавт. исследовали связь с адипоцитами, поскольку голодание запускает расщепление жиров, а в коже содержится мощный слой адипоцитов, в том числе в нишах СКВФ или рядом с ними. И они, как известно, играют роль в росте волос и поддержании функционирования стволовых клеток. Возможно, адипоциты взаимодействуют с СКВФ и каким-то образом вынуждают их становиться апоптотическими. Во время голодания адипоциты подвергаются липолизу во время которого расщепляются триглицериды, высвобождая свободные жирные кислоты в нишу СКВФ. Применив ряд генетических нокаутов для управления процессом окисления жирных кислот, авторы обнаружили снижение степени апоптоза среди СКВФ при блокировании окисления жирных кислот. Чтобы проверить это, в кожу не голодающих мышей вводились свободные жирные кислоты. В результате, было обнаружено, что это вызывало апоптоз СКВФ. Более того, Чень с соавт. определили, что голодание стало причиной липолиза, который затем стимулировал апоптоз СКВФ. Хотя в ходе других исследований было показано, что слой адипоцитов в коже является ключевым регулятором гомеостаза СКВФ, ранее это не связывалось с липолизом и рационом питания [7].

Это побудило к тщательному исследованию роли надпочечников, которые, как известно, в ответ на голодание выделяют в кровь кортизол и адреналин. В ходе предыдущей работы команды лаборатории Сюй было показано, что эти гормоны оказывают сильное влияние на активацию СКВФ [8,9]. В данной работе Чень с соавт. выяснили, что оба гормона могут функционировать, стимулируя липолиз в коже, и содержание обоих гормонов повышалось во время голодания у мышей (рис. 1). Это интересно в контексте исследований, показывающих, что повышение кортизола во время стресса блокирует цикл роста волос. После инъекции кортизола и адреналина в кожу наблюдался широко распространенный липолиз в коже и апоптоз в СКВФ, что еще раз подтверждает прямую связь между этими гормонами и развивающимися эффектами, наблюдаемыми на протяжении всего исследования. Эти интересные результаты подчеркивают, что связь между несколькими органами может возникать в ответ на физиологические изменения, например,изменение рациона питания.

Затем Чень с соавт. исследовали способы предотвращения апоптоза СКВФ и алопеции. При выделении и проведении профайлинга СКВФ, полученных от голодающих мышей, в наибольшей степени оказались затронуты реакции на окислительный стресс, митохондриальные функции и апоптоз. Дальнейшее изучение этих клеток показало повышение содержания митохондриальных активных форм кислорода (АФК) в ответ на голодание. Антиоксиданты, такие как витамин E, способны противостоять окислительному стрессу, а топическое применение витамина E на коже голодающих мышей действительно эффективно предотвращало апоптоз СКВФ, а рост волос продолжался в той же степени, что и у мышей группы контроля. Хотя эти данные и были получены на животных моделях, очевидно, что существует живой интерес к пониманию того, как голодание влияет на волосяные фолликулы у людей. Авторы расширили это исследование посредством клинического исследования с участием добровольцев, которые практиковали ИГ, а затем задались вопросом, как волосяные фолликулы реагировали на такой режим питания. В этом клиническом исследовании были выявлены повышенные уровни липолитических гормонов и остановка роста волос, что соответствовало наблюдаемому у мышей. Авторам даже удалось выявить повышение уровня жирных кислот у людей, что согласуется с механизмом, выявленным у мышей.

Результаты этого замечательного исследования выходят за рамки эффектов голодания и касаются межорганной коммуникации и поддержания стволовых клеток. Для управления активацией СКВФ для потенциального стимулирования роста волос, необходимо дальнейшее изучение данных механизмов в условиях старения или алопеции. Хотя стволовые клетки в различных тканях могут по-разному реагировать на сигналы окружающей среды и изменение рациона питания, это исследование проливает свет на то, как изменения в общей физиологии могут воздействовать на выживание и активацию стволовых клеток. Стоит отметить, что резкая потеря массы тела при любых обстоятельствах также сопровождается выпадением волос, известное как телогеновая алопеция [10]. Авторы отметили эту корреляцию, но также и то, что потеря веса при ИГ ранее не сопровождалась алопецией. Крайне интересно выяснить, оказывает ли снижение веса в ответ на терапию агонистами ГПП-1 такой же стресс на СКВФ, поскольку телогеновая алопеция является известным побочным эффектом данных препаратов.

Аналогичным образом, другая группа ученых недавно показала, что ИГ также влияет на пролиферацию стволовых клеток и образование опухолей в кишечнике, что предполагает дальнейшее системное воздействие ограничения калорийности на стволовые клетки [11]. Матта с соавт. показали, что ИГ может нарушать созревание β-клеток в поджелудочной железе [2]. Известно, что и кето-, и высокожирная диеты стимулируют липолиз и увеличивают содержание свободных жирных кислот в кровотоке [12], и поэтому важно определить влияние иных режимов питания для более глубокого понимания их влияния на СКВФ и цикл роста волос, а также на стволовые клетки в других тканях. Эта новая область исследований развивает идею о том, что изменения в диете или физической активности потенциально могут оказывать влияние на любой орган. Поэтому, как ранее было уже показано в случае взаимосвязи между нейронами и физическими упражнениями, ИГ может влиять на функцию стволовых клеток в положительном или отрицательном ключе по всему организму.

Обсессивно-компульсивное расстройство (ОКР) характеризуется повторяющимися нежелательными мыслями, ощущениями и позывами (обсессиями) к совершению определенных навязчивых действий (компульсий), после которых приходит негативный эмоциональный опыт с облегчением состояния. Несоблюдение этих ритуалов и попытки игнорировать позывы приводят к значительной тревоге и страданиям пациента.

Необычный клинический случай описан в статье [1], в котором в терапии ОКР у 23-летнего мужчины в дополнение к терапии селективными ингибиторами обратного захвата серотонина (СИОЗС) врачи применили также и антиандрогенные препараты (какие конкретно, не сообщается).

Пациент на протяжении месяцев страдал от развивающегося нарушения настроения и тревоги на фоне эго-дистонических навязчивых идей, компенсируемых компульсивной мастурбацией и просмотром порнографических видео. Эта ситуация негативно сказалась на качестве жизни пациента, вынудив его обратиться за медицинской помощью.

Эго-дистоническое переживание относится к негативной оценке субъектом некоторых своих мыслей или эмоций в контексте сохраненного состояния сознания, а также других аспектов его социальной и внутриличностной жизни, которые остаются относительно нетронутыми.

После нескольких линий терапии СИОЗС и/или трициклических антидепрессанты (сертралин → пароксетин → кломипрамин → кломипрамин + СИОЗС), не показавшей эффективности на максимальных дозах, лежащие врачи обратились за помощью к эндокринологу, порекомендовавшему начать терапию антиандрогенами для снижения интенсивности навязчивых мыслей сексуального характера. Использование антиандрогенов способно вызвать инволюцию вторичных половых признаков и сексуального поведения со снижением сексуального влечения.

После нескольких недель терапии наблюдалось урежение проявлений обсессий и компульсивных ритуалов, однако после третьего месяца часть симптомов вернулась в неполном объеме. Авторы отметили выраженные побочные эффекты в виде инволюции половых проявлений, однако в итоге польза перевесила риски, показав ясное стойкое улучшение качества жизни пациента и продолжающийся психиатрический и эндокринологический контроль.

Имеются данные об эффективности применения антиандрогенов в терапии резистентного ОКР, при которых врачи использовали в основном такие лекарственные препараты, как трипторелин, флутамид и ципротерона ацетат. Так, мета-анализ от 2020 года говорит об эффективности флутамида при терапии ОКР у мужчин с синдромом Туретта, но его неэффективности при терапии только ОКР в РКИ [2].

Нерандомизированные КИ свидетельствуют об эффективности ципротерона ацетата и трипторелина в снижении выраженности симптомов ОКР у мужчин, однако авторы заявляют о в целом общем низком качестве исследований и объективности выводов по шкале GRADE, настаивая на необходимости проведении дополнительных исследований.

Потенциальный терапевтический эффект антиандрогенов у мужчин при ОКР может быть связан с половыми различиями мозга [3] на каждом уровне организации (морфологическом, нейрохимическом и функциональном). Различия формируются под действием разных концентраций половых гормонов в ранний период перинатального развития. Эти факторы также потенциально обуславливают и повышенную частоту проявления некоторых психических заболеваний среди определенного пола, таких как ГТР, агорафобии и панического расстройства. В случае терапии ОКР с применением СИОЗС эффект появляется лишь при дозах, значительно превосходящих обычные, причем зачастую к ним добавляют и D2-блокаторы (галоперидол, рисперидон, оланзапин и другие), поэтому внимание сместилось на половые гормоны.

Например, введение эстрадиола самкам крыс за сутки до теста на компульсивное поведение значительно снизило проявление компульсивных импульсов в сравнении с группой, получившей эстрадиол лишь за 1 час до тестирования. Вкупе с данными о значительном влиянии эстрогенов на нейропластичность и новой информацией о положительном эффекте нейростероидов и негативных эффектов андрогенов и про-андрогенов, а также о сомнительной эффективности антиандрогенов короткого действия и значимом эффекте у долгосрочных антиандрогенов, можно сделать вывод о превалировании влияния эстрогенов и их рецепторов в регуляции поведения при ОКР относительно андрогенов.

Для дополнительного подкрепления этой теории авторы обзорного исследования влияния половых гормонов приводят данные о повышении концентрации нейростероида аллопрегнанолона при терапии флуоксетином, что ассоциировалось с изменениями участках фронтостриарно-таламической нейронных цепях при проведении фМРТ. Эти участки связаны с контролем эмоций и поведением. Также исследователи обнаружили изменения в вентромедиальной префронтальной коре с обеих сторон при компульсивных паттернах гигиены (мытье рук из-за «грязи» и тому подобное) и правом хвостатом ядре. Эти структуры имели большие объемы у женщин, чем у мужчин, что подтверждает полово диморфизм в ОКР.

Таким образом, терапия ОКР с применением антиандрогенов и стероидов, включая их нейроактивные метаболиты (нейростероиды), может оказаться эффективным средством терапии этого зачастую устойчивого ментального расстройства и, более того, открыть новый гормональный стандарт терапии в психиатрии.

Источники:

1 Antiandrogenic treatment of obsessive compulsive neurosis: A case review | European Psychiatry | Cambridge Core

2 Comprehensive systematic review summary: Treatment of tics in people with Tourette syndrome and chronic tic disorders | Neurology

3 Gender differences in anxiety disorders: Prevalence, course of illness, comorbidity and burden of illness — ScienceDirect

Рисдиплам — низкомолекулярный препарат, который модулирует сплайсинг гена SMN2, повышает содержание белка SMN (т.н. белок выживаемости мотонейронов) у лиц со спинальной мышечной атрофией (СМА) и уменьшает выраженность симптомов заболевания [1,2]. Плоду с риском тяжелой формы СМА (СМА 1 типа), по причине наличия отягощенного семейного анамнеза (умерший старший брат с генетически подтвержденной СМА 1 типа), была проведена диагностика на наличие СМА с помощью амниоцентеза. В ходе анализа не были обнаружены копии SMN1 (что подтверждает диагноз СМА), однако были выявлены две копии SMN2 (что является предиктором СМА 1 типа) [3]. Согласно ранее полученным сведениям, рисдиплам переносится биологическими средами организма через плаценту, и, следовательно, существует возможность пренатального лечения [4]. 

Управление по контролю за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) США и местная комиссия по биомедицинской этике одобрили план исследования только с одним испытуемым пациентом. Родители предоставили письменное информированное согласие в консультации с независимым адвокатом. Компания F. Hoffmann–La Roche предоставила научное консультирование по безопасности пренатального влияния препарата и предоставила рисдиплам бесплатно в качестве исследуемого продукта в соответствии с соглашением о конфиденциальности со спонсором (St. Jude Children’s Research Hospital).

Мать ребенка принимала рисдиплам перорально в дозе 5 мг/сут в период между 32 неделями 5 днями беременности и родами (произошли на сроке 38 недель и 6 дней). Также она проходила еженедельный контроль на предмет акушерского здоровья и побочных эффектов, связанных с приемом препаратов, а плод подвергался УЗ-диагностике на предмет роста, активности и анатомического развития. Далее, спустя 8 дней после рождения, рисдиплам вводился младенцу перорально, что продолжалось ежедневно, вплоть до февраля 2025 года (суммарно — 30 месяцев).

Концентрация рисдиплама, а также содержание белка SMN и нейрофиламентов оценивалось в крови матери и младенца и амниотической жидкости при рождении. Устойчивые минимальные уровни рисдиплама в плазме у матери составляли приблизительно 14 нг/мл. По сравнению с концентрациями в плазме матери, концентрация препарата при родах составляла 33 % в амниотической жидкости и 69 % в пуповинной крови. Результаты серийных измерений содержания белка SMN в образцах крови, а также легких цепей и фосфорилированных тяжелых цепей нейрофиламентов в образцах плазмы, полученных от матери и младенца, обобщены в таблице 1.

Таблица 1. Фармакокинетические и фармакодинамические исследования у матери и младенца.*

* Значения получены из образцов периферической венозной крови, если не указано иное. LQ — нижняя граница определяемых концентраций в анализе; SMN — белок выживаемости мотонейронов.
† Образцы на 32 неделе 5 дней беременности были получены до введения первой дозы рисдиплама. Образцы на 32 неделе 6 дней беременности были получены через 23 часа после получения первой дозы.
‡ В исследовании FIREFISH, испытуемыми в котором были младенцы с симптомами спинальной мышечной атрофии (СМА), в медианном возрасте 6,7 месяцев (диапазон от 3,3 до 6,9), медианная концентрация белка SMN в цельной крови составила 1,31 нг/мл (диапазон от 0,58 до 4,82) в когорте низкой дозы и 2,54 нг/мл (диапазон от 1,10 до 6,40) в когорте высокой дозы [2].
§ Содержание нейрофиламентов, которое было зафиксировано у нормально развивающихся младенцев (в возрасте от 0 до 360 дней): легкая цепь — примерно до 20 пг/мл, фосфорилированная тяжелая цепь — примерно до 1000 пг/мл [5]. У младенцев с СМА, у которых были обнаружены гомозиготные по гену SMN2, типичные уровни следующие: легкая цепь — примерно до 1100 пг/мл, с приблизительным медианным уровнем 200 пг/мл; и фосфорилированная тяжелая цепь — примерно до 30 000 пг/мл, с приблизительным медианным уровнем 8000 пг/мл [5].

При рождении младенец выглядел нормальным, но после рождения у него был выявлен шум в сердце из-за дефекта межжелудочковой перегородки. Дефект разрешился самостоятельно. У младенца была также слегка снижена острота зрения с транзиторным фиксационным нистагмом, что объясняется гипоплазией зрительного нерва в обоих глазах, и легкий правый гемипарез, связанный с гипоплазией левой половины среднего мозга. На момент написания новости у младенца присутствовала глобальная задержка развития без регресса. Микрочиповое и секвенирование генома с длинным чтением не выявило другого такого генетического нарушения, как например, мутаций генов HESX1, OTX2 и SOX2, которые являются генами, связанными с развитием септооптической дисплазии и нейроэндокринными расстройствами.

Никаких признаков СМА, таких как гипотония, слабость, арефлексия или фасцикуляция, на момент написания статьи не выявлено. Исследования двигательной функции, УЗИ скелетных мышц и электрофизиологические исследования проводились каждые 6 месяцев: они показали соответствующее возрасту развитие периферических нервов и мышц.

Плод с СМА получал рисдиплам через пероральное введение матери. В последующем, препарат вводился ребенку вплоть до возраста в 30 месяцев, и отсутствие проявлений СМА было связано с лечением. Повышение содержания белка SMN и сниженные уровни нейрофиламентов подтверждают таргетное воздействие препарата и его влияние на развитие двигательных нейронов [2,5]. Согласно подсчетам исследователей, врожденные аномалии возникли на ранней стадии развития плода, до воздействия рисдиплама, и точная причина их не была выявлена; эти изменения не наблюдались у животных, которым вводили рисдиплам во время пренатального и постнатального развития [4]. Результаты этого отдельного случая не могут быть использованы для широкого обобщения, но могут стать основанием для рассмотрения пренатального лечения рисдипламом СМА, выявленной in utero.

Трансплантация костного мозга на сегодняшний день представляет из себя активно развивающуюся область медицины, на которую хотели поставить крест в середине XX века. Ежегодно проводится более 20 тысяч трансплантаций в США [1], 46 тысяч трансплантаций в Европе [2], а суммарное число проведенных процедур за всю историю с середины XX века превысило 1,5 миллиона. В России тем временем за 2023 год было проведено около 2700 трансплантаций костного мозга [3]. Суть методики состоит в трансплантации костного мозга/гемопоэтических стволовых клеток пациентам, предварительно подготовленных с помощью химиотерапии с целью избежания отторжения донорского костного мозга. Однако на пути развития этой области медицины возникало множество препятствий.

Ключевыми вызовами, с которыми столкнулись первые исследователи, были отторжение трансплантата и реакция трансплантат-против хозяина (РТПХ). РТПХ представляет из себя генерализованную провоспалительную реакцию, которая осуществляется донорскими иммунокомпетентными клетками, попавшими в организм реципиента. Основными органами, которые поражаются при РТПХ, являются кожа, ЖКТ, суставы и респираторный тракт [4].

История трансплантации костного мозга

Обратимся к истокам, чтобы лучше понять текущее состояние трансплантации костного мозга. Всю историю, начиная с первой успешной трансплантации костного мозга, можно уместить в промежуток длинной чуть более 50 лет. Однако путь к этим успехам прокладывался с конца XIX века. W.E. Quine впервые опубликовал обзор различных методов применения костного мозга с целью лечения заболеваний крови у людей в 1891 г. [5], но в данных случаях костный мозг был животным и применялся перорально.

В 1895 г. Вильгельм Рентген открыл ионизирующее излучение. В будущем именно влияние радиации на живые клетки очень сильно подтолкнет развитие трансплантации костного мозга. В том же 1895 году двое немецких ученых H.E. Albers-Schönberg и H. Frieben начали изучать эффекты рентгеновского излучения на сперматогенез у кроликов и морских свинок [6-8]. В период между 1904 и 1905 годами Бергонье и Трибондо опубликовали свои первые наблюдения об облучении яичек крыс [9]. Так, в 1906 году был постулирован закон Бергонье и Трибондо — «Чем быстрее клетки размножаются, чем продолжительнее у них фаза митоза и чем менее они дифференцированы, тем более эти клетки чувствительны к облучению». Эти открытия заложили основу для дальнейших открытий в радиобиологии и трансплантации костного мозга.

Новый виток в исследованиях трансплантации костного мозга начался только после Второй мировой войны. В августе 1945 г. атомные бомбы, сброшенные на Хиросиму и Нагасаки, принесли огромные разрушения. Эти бомбардировки не только завершили Вторую мировую войну, но и принесли объект для изучения — радиационные эффекты на живые организмы.

Многие из тех, кто пережил момент взрыва, стали проявлять тяжелые симптомы лучевой болезни. Одним из самых тяжелых эффектов было нарушение кроветворения, которое сопровождалось анемией, лейкопенией и тромбоцитопенией.

События в Японии подтолкнули научное сообщество к дальнейшему изучению влияния ионизирующего излучения на живые организмы. Исследования ранних эффектов радиации начала XX века, обрели новый смысл и актуальность.

В 40–50 гг. XX века Леон Якобсон обнаружил, что у мышей при защите селезенки, головы, конечностей и печени свинцом, в случае облучения всего тела, симптомов лучевой болезни не возникало [10,11]. Эгон Лоренц с коллегами доказали эффективность внутривенного введения костного мозга после воздействия ионизирующего излучения для предотвращения лучевой болезни в опытах на морских свинках [13]. В связи с этим было выдвинуто предположение о наличии «гуморального» фактора, который находится в костном мозге или селезенке и защищает организм от радиации [12,14].

Дальнейшие исследования на мышах подтолкнули клиницистов к первым попыткам проведения трансплантаций костного мозга среди людей, что привело к ужасным результатам, в связи с которыми возникло подозрение, что преодолеть трансплантационный барьер между разными людьми не удастся. Первые исследования среди людей были проведены Томасом в 1955–1957 гг. Из 6 пациентов добиться хотя бы транзиторного донорского гемопоэза удалось лишь в 1 случае. В 1990 году Томас совместно с Д. Мюррейем получили нобелевскую премию по физиологии и медицине «за открытия, касающиеся трансплантации органов и клеток при лечении болезней». В итоге, к концу 1960 гг. многие врачи и биологи отказались от дальнейших исследований в этом направлении [15].

В 1958 году Жан Доссе обнаружил молекулы главного комплекса гистосовместимости (MHC) на лейкоцитах человека, которые впоследствии были названы Human Leukocyte antigen (HLA). Дальнейшие исследования позволили идентифицировать целую группу генов и антигенов, составляющих систему HLA, которая играет ключевую роль в иммунной системе человека, особенно в распознавании «своих» и «чужих» клеток. В 1980 году Жан Доссе, совместно с Джорджем Снеллом и Барухом Бенасеррафом, был удостоен Нобелевской премии по физиологии или медицине «за открытия в области генетически определяемых структур на поверхности клеток, регулирующих иммунологические реакции».

За следующее десятилетие были разработаны новые методы выделения костного мозга, проведения иммуносупрессии у реципиентов, а также появились первые in vitro модели проверки гистосовместимости. Эпштейн и соавторы в 1958 году выявили, что чем выше совместимость донора и реципиента, тем выше частота приживления донорского костного мозга и ниже частота РТПХ [16]. В это же время РТПХ оставалась тяжелым осложнением после трансплантации костного мозга. В 1970 году Строб и Эпштейн предложили применение метотрексата для профилактики РТПХ после трансплантации, что в будущем стало стандартом на многие годы [17]. Несмотря на эти трудности, упорные исследования привели к значительному прогрессу. С развитием технологий и накоплением опыта были определены различные виды трансплантации и показания к ним.

Классификация и показания к трансплантации гемопоэтических стволовых клеток (ТГСК)

Аутологичная трансплантация костного мозга (поддержка аутологичными стволовыми клетками/stem cell rescue)

Аутологичная ТГСК (ауто-ТГСК) — метод, в основе которого лежит применение высокодозной химотерапии с последующем введением гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) («stem cell rescue»), заранее собранных у самого реципиента (при условии отсутствия опухолевых клеток в костном мозге по данным миелограммы). В этом случае основной лечебный эффект достигается за счёт высокодозной химиотерапии, которая ведет к долгой миелосупрессии и вероятным отсутствием восстановления собственного кроветворения без поддержки ГСК. Ауто-ТГСК применяется при злокачественных заболеваниях: множественной миеломе, герминогенно-клеточных опухолях, образованиях ЦНС, лимфомах, опухоли Вильмса, нейробластоме, саркоме Юинга и некоторых других видах сарком [18].

Аллогенная трансплантация костного мозга (алло-ТГСК)

Данный метод заключается в пересадке ГСК/костного мозга от донора и применяется преимущественно при заболеваниях с непосредственным поражением клеток костного мозга. Связана с большими рисками инфекционных и иммунных осложнений. В случае аллогенной ТГСК помимо начала кроветворения донорскими клетками, возникает эффект «трансплантат против лейкемии» (Graft versus leukemia effect, GVL), заключающийся в реакции донорских Т-клеток на опухолевые клетки реципиента [19,20]. Отдельным видом аллогенной ТГСК является сингенная трансплантация ГСК/костного мозга от однояйцевого близнеца.

Основными заболеваниями, при лечении которых применяется алло-ТГСК — это гемобластозы, к которым относятся: острый миелобластный лейкоз, острый лимфобластный лейкоз, хронический миелобластный лейкоз. Помимо этого, алло-ТГСК применяется при лечение незлокачественных заболеваний и состояний, к которым относятся различные варианты миелодиспластического синдрома, иммунодефициты, апластические анемии, талассемия, серповидно-клеточная анемия, болезни обмена (дефицит липополисахаридазы), редкие генетические синдромы (синдром Швахманна-Даймонда, анемия Фанкони, анемия Даймонда-Блэкфана и другие).

Источники гемопоэтических стволовых клеток

Выбор источника гемопоэтических стволовых клеток играет ключевую роль в успехе трансплантации. Существует несколько основных источников для получения стволовых кроветворных клеток: непосредственно костный мозг, периферические стволовые кроветворные клетки и пуповинная кровь.

Нативный костный мозг

Традиционно основным источником ГСК была костномозговая ткань, собранная напрямую. Нативный костный мозг в отличие от других источников содержит меньшее количество зрелых Т-клеток, что снижает риски развития РТПХ, но с другой стороны снижает эффект «трансплантат против лейкемии». Также в случае забора костного мозга возникают риски со стороны донора, связанные с наркозом и инвазивным вмешательством.

В 1990 г. были предложены новые источники ГСК — периферические стволовые кроветворные клетки (ПСКК) и пуповинная кровь. Несмотря на многие различия при использовании этих источников ГСК, результаты их применения сравнимы с применением нативного костного мозга [21,22].

Периферические стволовые кроветворные клетки (ПСКК/PBSC)

При использовании периферических стволовых клеток сразу же бросаются в глаза положительные отличия для донора: отсутствие необходимости в наркозе, возможность сбора стволовых клеток без необходимости госпитализации [23,24]. Для реципиента основным отличием от применения костного мозга является более раннее приживление и начало донорского кроветворения. Также в ПСКК содержится большее количество Т-клеток, ведущих к усилению эффекта «трансплантат против лейкемии», но также увеличивающих риски развития РТПХ [23, 25].

Пуповинная кровь (cord blood)

Первые попытки применения пуповинной крови были связаны, в первую очередь, с отсутствием доноров для некоторых пациентов. У первых реципиентов пуповинной крови отмечалась высокая летальность, связанная с тяжестью состояния и большими сроками приживления донорских ГСК [26]. Главным плюсом применения пуповинной крови в качестве источника кроветворных клеток является большая возможность её применения от частично совместимых доноров. Так, в случае костного мозга и ПСКК оптимальным числом совпадающих аллелей являются 8-–10 из 10, но при применении пуповинной крови число совпадений может быть 6 из 10 [27-29]. Также важным ограничением применения пуповинной крови является абсолютное число ГСК, которые можно выделить из материала, поскольку необходимое количество клеток зависит от веса реципиента [30].

Таблица 1 | Виды ТГСК

Подбор донора

Успех проведения алло-ТГСК сильно зависит от совместимости донора и реципиента по человеческим лейкоцитарным антигенам (HLA), так же известным как главный комплекс гистосовместимости I класса (MHC I class). Сейчас существует огромное количество регистров доноров костного мозга, в которых содержатся данные об аллелях HLA у потенциальных доноров, прошедших HLA-типирование.

Оптимальным донором костного мозга считается полностью HLA-совместимый сиблинг. К сожалению, далеко не все пациенты имеют такую возможность. В связи с этим, следующим шагом является поиск неродственного донора. С этой целью с конца XX века создаются и расширяются регистры доноров костного мозга, которые позволяют производить поиск подходящих доноров. На сегодня в международных базах данных имеется информация о более чем 40 миллионах доноров [31]. В России есть несколько отдельных регистров доноров костного мозга. В 2021–2023 году был создан Федеральный регистр доноров костного мозга, объединивший в себе данные о донорах из других российских регистров [32]. На 2024 год в нем содержится информация о более чем 300 тысячах потенциальных доноров [33].

Рисунок 1 | Алгоритм выбора донора костного мозга.

Секвенирование 10 аллелей в 5 участках — HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DR и HLA-DQ является золотым стандартом определения совместимости доноров и реципиентов при проведении алло-ТГСК. При неродственной трансплантации совместимость донора должна быть на уровне 9–10/10 [34].

Кондиционирование перед ТГСК

Кондиционирование перед трансплантацией гемопоэтических стволовых клеток представляет собой подготовку организма пациента с помощью химиотерапии и/или лучевой терапии и преследует 2 основных цели: эрадикация опухолевых клеток, иммуносупрессия реципиента с целью профилактики отторжения трансплантата [35].

Режимы кондиционирования

Режимом кондиционирования является высокодозная химио- и/или иммунотерапия, целью которой является разрушение костного мозга реципиента совместно с подавлением его иммунной системы. Они разделяются на миелоаблятивные (Myeloablative conditioning, MAC) и режимы пониженной интенсивности (Reduced intensity conditioning, RIC).

В основе кондиционирования лежит совместное применение иммуносупрессивных препаратов и миелоаблятивных препаратов. Первые используются с целью подавления донорской иммунной системы для профилактики отторжения трансплантата, к ним относятся циклофосфамид, флударабин, антитимоцитарный глобулин, некоторые таргетные препараты. Вторые препараты представляют из себя преимущественно алкилирующие агенты, направленные на разрушение донорского костного мозга, например, бусульфан, треосульфан[36]. Также существуют препараты, совмещающие обе функции, к ним можно отнести мелфалан и тотальное облучение тела (в зависимости от дозы).

Миелоблятивные режимы кондицинирования представляют из себя высокотоксичные схемы терапии. Основным их отличием является наличие выраженной панцитопении и невозможность восстановления донорского кроветворения после терапии и, как следствие, необходимость применения стволовых кроветворных клеток для восстановления гемопоэза. Применение MAC ведет к быстрому приживлению трансплантата, но высокая токсичность и частота РТПХ связаны с высокой летальностью ассоциированной с трансплантацией (Transplant-related mortality, TRM) [37].

Немиелоаблятивными режимами кондиционирования являются схемы химиотерапии и/или облучения со снижением доз, при которых возможно восстановление донорского кроветворения без трансплантации гемопоэтических стволовых клеток и при которых не отмечается выраженной цитопении [38].

К RIC относятся режимы кондиционирования, не попадающие под определение миелоаблятивных и немиелоаблятивных [39].

Таблица 2 | Примеры режимов кондиционирования, отмечены суммарные дозы.

Несколько особняком стоят режимы кондиционирования при солидных новообразованиях и лимфомах.

Профилактика РТПХ

Основные проблемами после алло-ТГСК являются: рецидив исходного заболевания, реакция трансплантат против хозяина (РТПХ) и инфекционные заболевания [7–10]. Для улучшения результатов алло-ТГСК предпринимались попытки решения этих проблем за счет более ранней диагностики осложнений и применения профилактической терапии. Это привело к значительным изменениям в технологии проведения алло-ТГСК, лечении и отборе пациентов и доноров. В частности, введение в начале 1980-х годов комбинации циклоспорина и метотрексата значительно снизило случаи тяжелых форм острой РТПХ и улучшило выживаемость [40].

В настоящее время для профилактики РТПХ на ранних сроках используются введение циклофосфамида (PTCy), ингибиторов кальциневрина, микофенолата мофетила (ММФ), альфа-/бета-деплеция трансплантата, применение руксолитиниба. Основной целью данной терапии является снижение активности донорских Т-клеток, которые являются причиной развития РТПХ.

Стандартным режимом профилактики РТПХ является комбинация циклоспорина А и короткого курса метотрексата [41]. Позднее появились схемы профилактики, в которых циклоспорин А заменялся на такролимус или сиролимус [42, 43].

Посттрансплантационный циклофосфамид (PTCy) является современным и распространенным методом профилактики РТПХ. Его введение проводится в первые дни после ТГСК, одновременно с этим используются другие иммуносупрессоры, например, циклоспорин А. Именно этот метод позволил снизить смертность при неполностью совместимых трансплантациях [44, 45].

Более современным методом профилактики РТПХ является α/β-деплеция трансплантата, в ходе которой из него удаляются донорские Т-лимфоциты. В основе метода лежит применение иммуномагнитной селекции клеток, которые удаляются из трансплантата.[46]. С одной стороны это ведет к снижению и тяжести частоты РТПХ, но с другой стороны уменьшается эффект трансплантата против лейкемии, что остается открытым вопросом [47].

Применение новых пероральных иммуносупрессоров становится все более распространенным методом профилактики РТПХ. Так, в последние годы руксолитиниб — ингибитор JAK-киназ — все чаще находит применение у пациентов проходящих ТГСК [48,49].

Профилактика инфекционных осложнений

Сама процедура трансплантации гемопоэтических стволовых клеток подразумевает длительный период цитопении у пациентов, длительное применение иммуносупрессоров и регулярные трансфузии компонентов крови. В период проведения ТГСК важен регулярный мониторинг микрофлоры у пациента во всех локусах: регулярные бактериологические и микологические исследования, а также ПЦР диагностика вирусных инфекций. После проведения ТГСК важен тщательный контроль вирусных инфекций у пациентов. Проводится мониторинг следующих инфекций: ЦМВ, ВЭБ, ВГЧ-1, 2, 6, БК-вирусы, аденовирус [50]. В случае бактериальных инфекций проводятся регулярные посевы со слизистых, кожи, также как посевы мочи, кала, крови. При необходимости проводятся посевы из других локусов.

Профилактика вирусных инфекций

В первую очередь проводится профилактика цитомегаловирусной (ЦМВ) инфекции, от контроля которой зависит выживаемость пациентов после ТГСК. В качестве профилактики у пациентов высокого риска на данный момент рекомендовано применение летемовира в течение 3 месяцев после ТГСК [51]. В случае развития ЦМВ инфекции возможна терапия ганцикловиром, валганцикловиром и фоскарнетом. При неэффективности терапии возможно исследование генов резистентности ЦМВ к данным препаратам. Также важен контроль за ВЭБ-инфекцией, которая может привести к возникновению посттрансплантационных лимфом [52]. Для профилактики ВГЧ-1,2 инфекции применяется ацикловир со дня после трансплантации и до восстановления абсолютного количества CD4+ лимфоцитов до 200 кл/мкл [53]. В случае с другими вирусными возбудителями необходим мониторинг их наличия у пациента.

В случае с грибковыми инфекциями применяется профилактика с целью предотвращения инвазивных микозов. Основные грибковые возбудители при ТГСК — плесневые и дрожжевые грибы, к которым относятся кандиды, аспергиллы, мукор, фузариум. Для профилактики микозов у пациентов применяются флуконазол, позаконазол, микафунгин, амфотерицин В. Выбор противомикотического препарата зависит от группы риска пациента и данных резистентности в конкретном трансплантационном центре [54]. Для подтверждения микоза у пациентов необходимо проведение микологического исследования. Однако при подозрении на инвазивный микоз пациентам назначается эмпирическая терапия.

Профилактика бактериальных инфекций

Длительная тяжелая нейтропения, предлеченность, а также применение центральных венозных катетеров обуславливают высокую частоту бактериальных инфекций у пациентов, проходящих через ТГСК. К самым частым бактериальным инфекциям относятся инфекции кровотока, пневмонии, мукозиты и кишечные инфекции. К самым распространенным возбудителям относят различные кокки (стрептококки, стафилококки), микроорганизмы кишечной группы (Enterobacteriaceae, энтерококки, P. aeruginosa, K. pneumoniae). Все еще рассматривается необходимость профилактического назначения антибактериальной терапии у данных пациентов [55]. Основной причиной назначения антибиотиков у пациентов при ТСГК является развитие нейтропенической лихорадки (не менее чем двукратное за сутки повышение температуры тела >38,0°С или однократное повышение температуры >38,3°С при содержании нейтрофилов <0,5·10⁹/л). В случае ее возникновения назначение антибактериальной терапии основывается на данных конкретного центра, данных о резистентности флоры в конкретном отделении, локализации инфекции, результатах предыдущих высевов у пациента. В основе терапии лежит использование деэскалационной стратегии назначения стартовой эмпирической терапии по результатам определения чувствительности возбудителя к антибиотикам [56]. Зачастую стартовыми препаратами выбора являются комбинации цефалоспоринов 4 поколения с амингликозидами. В случаях нестабильной гемодинамики рекомендовано назначение антибиотиков резерва с последующей деэскалацией терапии.

Реабилитация

После проведения ТГСК у пациентов остается большое число проблем, связанных с заболеванием, предшествующим лечением и самой процедурой трансплантации. В предтрансплантационный период проводится комплексная оценка физического и психологического состояния пациента, информирование о процессе трансплантации, возможных осложнениях и важности реабилитации, а также реализация программ пре-реабилитации для улучшения физической подготовки, состояния питания и психологической устойчивости до трансплантации. В острую фазу, во время госпитализации, осуществляется физическая реабилитация для устранения осложнений, связанных с иммобилизацией, таких как атрофия мышц, жесткость суставов и выносливость, посредством индивидуализированных программ упражнений. Эрготерапия помогает пациентам поддерживать деятельность повседневной жизни и адаптироваться к функциональным ограничениям, а психосоциальная поддержка включает консультирование и помощь в управлении тревогой, депрессией и стрессом, связанными с госпитализацией и лечением [57].

В посттрансплантационный период осуществляется продолженная физическая терапия для восстановления силы, выносливости и мобильности, когнитивная реабилитация для устранения когнитивных нарушений, таких как «chemo brain», влияющих на память, внимание и исполнительные функции, а также профессиональная реабилитация для помощи в возвращении к работе или адаптации к новым профессиональным ролям.

Помимо проведения физиотерапии для восстановления подвижности в посттрансплантационном периоде возникает проблема контроля хронической РТПХ. Необходимо тщательно контролировать снижение иммуносупрессивной терапии, продолжать профилактику вирусных и бактериальных инфекций [58]. Немаловажным является проведение профилактической вакцинации при условии восстановления числа иммунокомпетентных клеток [59, 60].

Заключение

Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток (ТГСК) представляет собой одну из наиболее значимых и динамично развивающихся областей современной медицины, способствуя выживанию и улучшению качества жизни пациентов с различными гематологическими, онкологическими и иммуннологическими заболеваниями. С момента первых попыток проведения трансплантации костного мозга в конце XIX века до современных высокотехнологичных методов достигнут значительный прогресс, обусловленный развитием иммунологии, генетики и технологий иммуносупрессии.

Несмотря на значительные успехи, ТГСК остается сопряженной с рядом серьезных осложнений, таких как реакция трансплантат-против-хозяина (РТПХ) и инфекционные заболевания, которые требуют постоянного внимания и совершенствования профилактических и терапевтических подходов. Развитие методов профилактики РТПХ, включая использование посттрансплантационного циклофосфамида и селективной деплеции Т-лимфоцитов, существенно снизило частоту и тяжесть этого осложнения, однако сохраняются вызовы, связанные с балансировкой иммунной толерантности и антитуморным эффектом трансплантата.

Выбор источника гемопоэтических стволовых клеток и подбор донора остаются критически важными аспектами, влияющими на успех трансплантации и выживаемость пациентов. Современные регистры доноров и методы гистосовместимости позволяют расширить возможности подбора подходящих доноров, однако необходимость дальнейшего увеличения числа зарегистрированных доноров и улучшения методов типирования остается актуальной задачей.

Кондиционирующие режимы, адаптированные под индивидуальные потребности пациентов, а также интеграция новых иммуносупрессоров и антибактериальных препаратов, способствуют повышению эффективности трансплантации и снижению трансплантационно-ассоциированной смертности. Тем не менее длительный иммунодефицит и риск инфекционных осложнений требуют дальнейших исследований и разработки более безопасных и эффективных терапевтических стратегий.

Реабилитация после ТГСК является неотъемлемой частью комплексного ухода за пациентами, способствуя восстановлению физического и психологического состояния, улучшению качества жизни и успешной реинтеграции в общество. Многопрофильный подход к реабилитации, включающий физиотерапию, эрготерапию, когнитивную и профессиональную реабилитацию, позволяет эффективно решать многочисленные проблемы, возникающие после трансплантации.
Будущие направления в области ТГСК включают развитие персонализированных схем терапии, появление новых препаратов и методик для профилактики РТПХ, применение CAR-T терапии на базе ТГСК. Но самым главным направлением должно быть увеличение доступности этих видов терапии и технологий для большего числа пациентов.

Таким образом, трансплантация гемопоэтических стволовых клеток продолжает оставаться ключевым инструментом в лечении ряда тяжелых заболеваний, сочетая в себе высокую эффективность и сложность проведения. Интеграция передовых медицинских технологий, совершенствование профилактических и терапевтических методов, а также всесторонняя реабилитация пациентов являются залогом дальнейшего успешного развития этой области медицины и повышения выживаемости и качества жизни реципиентов.

Источники:

1. https://bloodstemcell.hrsa.gov/data/donation-and-transplantation-statistics/transplant-activity-report
2. https://www.ebmt.org/sites/def… SW, Levine JE, Ferrara JL. Pathogenesis and management of graft-versus-host disease. Immunol Allergy Clin North Am. 2010 Feb;30(1):75-101. doi: 10.1016/j.iac.2009.10.001. PMID: 20113888; PMCID: PMC4141413
3. Quine WM, E. The remedial application of bone marrow. JAMA. 1896;26:1012.
4. Hoerni B, Bergonié J. Paris: Glyphe; 2007.
5. Albers-Schönberg H, Frieben A. Hodenveränderungen bei Tieren nach Röntgenbestrahlungen. München Med Wschr. 1903;50:2295.
6. Heilmann HP. Radiation oncology: historical development in Germany. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1996;35(2):207–217.
7. Bergonié J, Tribondeau L. Actions des rayons X sur le testicule du rat blanc. C R Soc Biol (Paris). 1904;57:400–402.
8. Jacobson LO. Evidence for a humoral factor (or factors) concerned in recovery from radiation injury: a review. Cancer Res. 1952;12:315–325.
9. Jacobson LO. Hematopoietic responses to radiation injury. Annu Rev Med. 1956;7:345–352.
10. Ford CE, Hamerton JL, Barnes DW, Loutit JF. Cytological identification of radiation-chimaeras. Nature. 1956;177:452–454.
11. Lorenz E, Uphoff D, Reid TR, Shelton E. Modification of irradiation injury in mice and guinea pigs by bone marrow injections. J Natl Cancer Inst. 1951;12:197–201. [PubMed] [Google Scholar].
12. van Bekkum DW, de Vries MJ. Radiation Chimaeras. Edited by Rijswijk, Z. H. Logos Press Limited, London; 1967.
13. Thomas ED, Lochte HL Jr, Lu WC, Ferrebee JW. Intravenous infusion of bone marrow in patients receiving radiation and chemotherapy. N Engl J Med. 1957;257:491–496.
14. Epstein RB, Storb R, Ragde H, Thomas ED. Cytotoxic typing antisera for marrow grafting in littermate dogs. Transplantation. 1968;6:45–58.
15. Storb R, Epstein RB, Graham TC, Thomas ED. Methotrexate regimens for control of graft-versus-host disease in dogs with allogeneic marrow grafts. Transplantation. 1970;9:240–246.
16. Majhail NS, Farnia SH, Carpenter PA, Champlin RE, Crawford S, Marks DI, et al. Indications for Autologous and Allogeneic Hematopoietic Cell Transplantation: Guidelines from the American Society for Blood and Marrow Transplantation. Biol Blood Marrow Transplant. 2015 Nov;21(11):1863-1869. doi: 10.1016/j.bbmt.2015.07.032. Epub 2015 Aug 7. PMID: 26256941; PMCID: PMC4830270.
17. Remberger M, Ackefors M, Berglund S, et al. Improved survival after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation in recent years: a single-center study. Biology of Blood and Marrow Transplantation. 2011;17(11):1688–1697. [PubMed] [Google Scholar]
18. Zane Chiad, Chojecki A. Graft versus Leukemia in 2023. Best Pract Res Clin Haematol. 2023;36(3):101476. doi: 10.1016/j.beha.2023.101476.
19. Holtick U, Albrecht M, Chemnitz JM, Theurich S, Shimabukuro Vornhagen A, Skoetz N, et al. Comparison of bone marrow versus peripheral blood allogeneic hematopoietic stem cell transplantation for hematological malignancies in adults—a systematic review and meta-analysis. Crit Rev Oncol Hematol. 2015;94:179–188. doi: 10.1016/j.critrevonc.2014.12.007.
20. Chen YH, Xu L, Liu D, Chen H, Zhang X, Han W, et al. Comparative outcomes between cord blood transplantation and bone marrow or peripheral blood stem cell transplantation from unrelated donors in patients with hematologic malignancies: a single-institute analysis. Chin Med J. 2013;126:2499–2503.
21. Dreger P, Glass B, Uharek L, Schmitz N. Allogeneic peripheral blood progenitor cells: current status and future directions. J Hematother. 1996;5:331–337. doi: 10.1089/scd.1.1996.5.331.
22. Eapen M, Le Rademacher J, Antin JH, Champlin RE, Carreras J, Fay J, et al. Effect of stem cell source on outcomes after unrelated donor transplantation in severe aplastic anemia. Blood. 2011;118:2618–2621. doi: 10.1182/blood-2011-05-354001.
23. Wu S, Zhang C, Zhang X, Xu YQ, Deng TX. Is peripheral blood or bone marrow a better source of stem cells for transplantation in cases of HLA matched unrelated donors? A meta-analysis. Crit Rev Oncol Hematol. 2015;96(1):20–33. doi: 10.1016/j.critrevonc.2015.04.0.
24. Laughlin MJ, Barker J, Bambach B, Koc ON, Rizzieri DA, Wagner JE, et al. Hematopoietic engraftment and survival in adult recipients of umbilical-cord blood from unrelated donors. N Engl J Med. 2001;344:1815–1822. doi: 10.1056/NEJM200106143442402.
25. Milano F, Boelens JJ. Stem cell comparison: what can we learn clinically from unrelated cord blood transplantation as an alternative stem cell source? Cytotherapy. 2015;17:695–701. doi: 10.1016/j.jcyt.2015.03.003я.
26. Avery S, Shi W, Lubin M, Gonzales AM, Heller G, Castro-Malaspina H, et al. Influence of infused cell dose and HLA match on engraftment after double-unit cord blood allografts. Blood. 2011;117:3277–3285. doi: 10.1182/blood-2010-08-300491.
27. Rocha V, Gluckman E. Improving outcomes of cord blood transplantation: HLA matching, cell dose and other graft- and transplantation-related factors. Br J Haematol. 2009;147:262–274. doi: 10.1111/j.1365-2141.2009.07883.x.
28. Lund TC, Boitano AE, Delaney CS, Shpall EJ, Wagner JE. Advances in umbilical cord blood manipulation—from niche to bedside. Nat Rev Clin Oncol. 2015;12:163–174. doi: 10.1038/nrclinonc.2014.215.
29. https://statistics.wmda.info/
30. https://rdkm.rusfond.ru/registr/692
31. https://www.interfax.ru/russia/955583
32. Tiercy J. The role of HLA in HSCT. In: Apperley J, Carreras E, Gluckman E, editors. Haematopoietic Stem Cell Transplantation – EBMT Handbook. (2024). p. 111-124
33. Boglarka Gyurkocza, Brenda M. Sandmaier; Conditioning regimens for hematopoietic cell transplantation: one size does not fit all. Blood 2014; 124 (3): 344–353. doi: https://doi.org/10.1182/blood-2014-02-514778
34. Hagin D, Burroughs L, Torgerson TR. Hematopoietic Stem Cell Transplant for Immune Deficiency and Immune Dysregulation Disorders. Immunol Allergy Clin North Am. 2015;35(4):695–711. doi: 10.1016/j.iac.2015.07.010.
35. Bacigalupo A, Sormani MP, Lamparelli T, Gualandi F, Occhini D, Bregante S, Raiola AM, di Grazia C, Dominietto A, Tedone E, Piaggio G, Podesta M, Bruno B, Oneto R, Lombardi A, Frassoni F, Rolla D, Rollandi G, Viscoli C, Ferro C, Garbarino L, VanLint MT. Reducing transplant-related mortality after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation. Haematologica. 2004 Oct;89(10):1238–1247.
36. Bacigalupo A, Ballen K, Rizzo D, Giralt S, Lazarus H, Ho V, Apperley J, Slavin S, Pasquini M, Sandmaier BM, Barrett J, Blaise D, Lowski R, Horowitz M. Defining the intensity of conditioning regimens: working definitions. Biol Blood Marrow Transplant. 2009 Dec;15(12):1628-1633. doi: 10.1016/j.bbmt.2009.07.004. Epub 2009 Sep 1. PMID: 19896087; PMCID: PMC2861656.
37. Atilla E, Ataca AP, Demirer T. A Review of Myeloablative vs Reduced Intensity/Non-Myeloablative Regimens in Allogeneic Hematopoietic Stem Cell Transplantations. Balkan Med J. 2017 Jan;34(1):1-9. doi: 10.4274/balkanmedj.2017.0055. Epub 2017 Jan 5. PMID: 28251017; PMCID: PMC5322516.
38. Ringden O, Horowitz MM, Sondel P, et al. Methotrexate, cyclosporine, or both to prevent graft-versus-host disease after HLA-identical sibling bone marrow transplants for early leukemia? Blood. 1993;81:1094-1101.
39. Storb R, Deeg HJ, Pepe M, et al. Methotrexate and cyclosporine versus cyclosporine alone for prophylaxis of graft-versus-host disease in patients given HLA-identical marrow grafts for leukemia: long-term follow-up of a controlled trial. Blood. 1989;73:1729-1734.
40. Storb R, Raff RF, Appelbaum FR, et al. FK-506 and methotrexate prevent graft-versus-host disease in dogs given 9.2 Gy total body irradiation and marrow grafts from unrelated dog leukocyte antigen-nonidentical donors. Transplantation. 1993;56(4):800-807.
41. Elmariah H, Otoukesh S, Kumar A, Ali H, Arslan S, Shouse G, Pourhassan H, Nishihori T, Faramand R, Mishra A, Khimani F, Fernandez H, Lazaryan A, Nieder M, Perez L, Liu H, Nakamura R, Pidala J, Marcucci G, Forman SJ, Anasetti C, Locke F, Bejanyan N, Al Malki MM. Sirolimus Is an Acceptable Alternative to Tacrolimus for Graft-versus-Host Disease Prophylaxis after Haploidentical Peripheral Blood Stem Cell Transplantation with Post-Transplantation Cyclophosphamide. Transplant Cell Ther. 2024 Feb;30(2):229.e1-229.e11. doi: 10.1016/j.jtct.2023.11.010. Epub 2023 Nov 11. PMID: 37952648.
42. Ruggeri A, Labopin M, Bacigalupo A, et al. Post-transplant cyclophosphamide for graft-versus-host disease prophylaxis in HLA matched sibling or matched unrelated donor transplant for patients with acute leukemia, on behalf of ALWP-EBMT. J Hematol Oncol. 2018;11(1):40.
43. Kanakry CG, Tsai HL, Bolaños-Meade J, et al. Single-agent GVHD prophylaxis with posttransplantation cyclophosphamide after myeloablative, HLA-matched BMT for AML, ALL, and MDS. Blood. 2014;124(25):3817-3827.
44. Sahasrabudhe K, Otto M, Hematti P, Kenkre V. TCR αβ+/CD19+ cell depletion in haploidentical hematopoietic allogeneic stem cell transplantation: a review of current data. Leuk Lymphoma. 2019 Mar;60(3):598-609. doi: 10.1080/10428194.2018.1485905. Epub 2018 Sep 6. PMID: 30187806; PMCID: PMC6764418.
45. Biernacki MA, Sheth VS, Bleakley M. T cell optimization for graft-versus-leukemia responses. JCI Insight. 2020 May 7;5(9):e134939. doi: 10.1172/jci.insight.134939. PMID: 32376800; PMCID: PMC7253012.
46. Morozova EV, Barabanshikova MV, Moiseev IS, Shakirova AI, Barhatov IM, Ushal IE, Rodionov GG, Moiseev SI, Surkova EA, Lapin SV, Vlasova JJ, Rudakova TA, Darskaya EI, Baykov VV, Alyanski AL, Bondarenko SN, Afanasyev BV. A Prospective Pilot Study of Graft-versus-Host Disease Prophylaxis with Post-Transplantation Cyclophosphamide and Ruxolitinib in Patients with Myelofibrosis. Acta Haematol. 2021;144(2):158-165. doi: 10.1159/000506758. Epub 2020 Apr 23.
47. Penack O, Marchetti M, Aljurf M, Arat M, Bonifazi F, Duarte RF, Giebel S, Greinix H, Hazenberg MD, Kröger N, Mielke S, Mohty M, Nagler A, Passweg J, Patriarca F, Ruutu T, Schoemans H, Solano C, Vrhovac R, Wolff D, Zeiser R, Sureda A, Peric Z. Prophylaxis and management of graft-versus-host disease after stem-cell transplantation for haematological malignancies: updated consensus recommendations of the European Society for Blood and Marrow Transplantation. Lancet Haematol. 2024 Feb;11(2):e147-e159. doi: 10.1016/S2352-3026(23)00342-3. Epub 2024 Jan 3. PMID: 38184001.
48. Annaloro C, Serpenti F, Saporiti G, Galassi G, Cavallaro F, Grifoni F, Goldaniga M, Baldini L, Onida F. Viral Infections in HSCT: Detection, Monitoring, Clinical Management, and Immunologic Implications. Front Immunol. 2021 Jan 20;11:569381. doi: 10.3389/fimmu.2020.569381. PMID: 33552044; PMCID: PMC7854690.
49. César T, Le MP, Klifa R, Castelle M, Fournier B, Lévy R, Chbihi M, Courteille V, Moshous D, Blanche S, Alligon M, Leruez-Ville M, Peytavin G, Frange P, Neven B. Letermovir for CMV Prophylaxis in Very High-Risk Pediatric Hematopoietic Stem Cell Transplantation Recipients for Inborn Errors of Immunity. J Clin Immunol. 2023 Dec 20;44(1):6. doi: 10.1007/s10875-023-01617-1. PMID: 38117473.
50. Swerdlow SH, Campo E, Pileri SA, Lee Harris N, Stein H, Siebert R, et al. The 2016 revision of the World Health Organization classification of lymphoid neoplasms. Blood (2016) 127(20):2375–90. 10.1182/blood-2016-01-643569
51. de Berranger E, Derache AF, Ramdane N, Labreuche J, Navarin P, Gonzales F, Abou-Chahla W, Nelken B, Bruno B. VZV Prophylaxis After Allogeneic Hematopoietic Stem Cell Transplantation in Children: When to Stop?. Cancer Rep (Hoboken). 2024 Nov;7(11):e70015. doi: 10.1002/cnr2.70015. PMID: 39506838; PMCID: PMC11541057.
52. Миронова Д. А., Клясова Г. А., Кузьмина Л. А., Дроков М. Ю., Паровичникова Е. Н. ПРОФИЛАКТИКА ИНВАЗИВНЫХ МИКОЗОВ У ПАЦИЕНТОВ ПОСЛЕ ПЕРВОЙ ТРАНСПЛАНТАЦИИ АЛЛОГЕННЫХ ГЕМОПОЭТИЧЕСКИХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК В ПЕРИОД НЕЙТРОПЕНИИ // Гематология и трансфузиология. 2023. №S2.
53. Neuerburg CKF, Schmitz F, Schmitz MT, Rehnelt S, Schumacher M, Parčina M, Schmid M, Wolf D, Brossart P, Holderried TAW. Antibiotic Prophylaxis During Allogeneic Stem Cell Transplantation—A Comprehensive Single Center Retrospective Analysis. Transplant Cell Ther. 2024 Sep 17:S2666-6367(24)00664-X. doi: 10.1016/j.jtct.2024.09.011. Epub ahead of print. PMID: 39299503.
54. Balletto E, Mikulska M. Bacterial Infections in Hematopoietic Stem Cell Transplant Recipients. Mediterr J Hematol Infect Dis. 2015 Jul 1;7(1):e2015045. doi: 10.4084/MJHID.2015.045. PMID: 26185610; PMCID: PMC4500472.
55. Takekiyo T, Morishita S. Effect of rehabilitation in patients undergoing hematopoietic stem cell transplantation. Fukushima J Med Sci. 2023 Aug 10;69(2):73-83. doi: 10.5387/fms.2022-33. Epub 2023 May 11. PMID: 37164764; PMCID: PMC10480509.
56. Malard F, Mohty M. Updates in chronic graft-versus-host disease management. Am J Hematol. 2023 Oct;98(10):1637-1644. doi: 10.1002/ajh.27040. Epub 2023 Jul 22. PMID: 37483142.
57. Методическое руководство “Вакцинация пациентов после ауто- и алло- ТГСК”, 2019г, Москва
58. Reynolds G, Hall VG, Teh BW. Vaccine schedule recommendations and updates for patients with hematologic malignancy post-hematopoietic cell transplant or CAR T-cell therapy. Transpl Infect Dis. 2023 Nov;25 Suppl 1(Suppl 1):e14109. doi: 10.1111/tid.14109. Epub 2023 Jul 29. PMID: 37515788; PMCID: PMC10909447.

Совместно со Школой практической онкологии, мы подготовили эксклюзивный материал про обучение онкохирургов. О своем пути в профессию рассказывают врачи разных специализаций: хирургия опухолей головы и шеи, торакальная хирургия, онкогинекология, онкоурология, хирургия верхних отделов ЖКТ. Дмитрий Фаткуллин (Челябинск), Малик Агасиев (Москва), Елизавета Саркисянц (Новосибирск), Альберт Измайлов (Москва) и Максим Попов (Санкт-Петербург) — резиденты Школы практической онкологии имени Андрея Павленко, это некоммерческий образовательный проект для выпускников ординатуры, который помогает тысячам пациентов с диагнозом рак в разных городах страны.

Специализация «Онкогинекология»

Елизавета Александровна Саркинсянц
Врач онколог-гинеколог, акушер, Новосибирский областной клинический онкологический диспансер, резидент Школы Павленко (Новосибирск).

Занимается диагностикой, терапией и профилактикой заболеваний гинекологического профиля. Дифференцирует доброкачественные и злокачественные опухоли вульвы, влагалища, матки, яичников, фаллопиевых труб. Лечит эктопию и дисплазию шейки матки, аднекситы, сальпингиты, оофориты, кольпиты, вагиниты, вульвиты и другие патологии женских половых органов.

Опишите путь онкохирурга: сколько лет занимает учебы и из каких этапов она состоит?

Медицина — это область, в которой ты учишься долго и постоянно совершенствуешься, даже когда уже стал специалистом. Путь этот долгий, но безумно интересный и насыщенный. Мой путь был таков. Сначала 6 лет медицинского университета на факультете «Лечебное дело», далее интернатура по акушерству и гинекологии. Работала в операционной гинекологического отделения, в акушерстве, на базе роддома — вела беременных, принимала роды и работала в операционной. Спустя 5 лет я получила образование по специальности «Онкология» и уже работала в амбулаторном звене по двум специальностям. Мне довелось работать в центре репродукции, готовила пациенток к ЭКО, после удачных протоколов вела эти сложные беременности и совмещала работу в стационаре. Параллельно получила специализацию по ультразвуковой диагностике, но со временем мне стало это неинтересно — поняла, что не мое.

Затем долгое время работала в частной клинике по двум специальностям — гинеколог и онкогинеколог. Отличный опыт в связи с совмещением двух специальностей, это требовало постоянного обновления знаний, посещения вебинаров, обучений и конференций.

Какие теоретические дисциплины важны для хирургов и почему?

Все важно! Всегда выручают знания общеклинические и из смежных специальностей. Базовые, безусловно, это анатомия, физиология, патофизиология, анестезиология и реаниматология и другие.

Как получать практику, пока учишься в ординатуре? Расскажите, как вы устраивались на практику в отделения?

Я верю, что дорогу осилит идущий. Иногда вижу, как современные ординаторы нехотя познают практические навыки и не всем вообще интересна хирургия. Но я застала еще то время, когда истории писали от руки, к каждому ординатору «приставлялся» врач из отделения, который загружал работой, а в ответ на исполнение, давали делать руками все, что было возможно. Поэтому кто хочет, тот всегда найдет возможности, ну и не забываем про принцип «win-win», ведь в одни ворота играть неинтересно.

В хирургии очень важно найти своего наставника. Расскажите, как вы искали? Как проходила работа с наставником?

Я вымолила своего прекрасного учителя и наставника. Работая в частной клинике, я уже практиковала «малые» операции в гинекологии, но мне хотелось большего. И каждый день, когда я ехала с работы (а путь от работы домой занимал 20км), я говорила: «Господи, дай мне, пожалуйста, учителя, наставника, протяни мне руку в мир “большой” хирургии».

И в какой-то момент коллега сказала, что мой нынешний наставник может взять меня к себе в отделение. Счастью не было предела!

Мне несказанно повезло с наставником, я благодарна за его труд, терпение и то, что он вкладывает в меня. Пока есть связь «наставник-ученик», медицина живет.

Сейчас я нахожусь в команде моего наставника уже в рамках Школы практической онкологии имени Андрея Павленко, где принцип наставничества является ключевым.

За первый год обучения в Школе Павленко мой наставник Вираб Гегамович Сисакян (заведующий гинекологическим отделением в Новосибирском онкодиспансере) научил меня выполнять все объемы малых операций, а из мира большой хирургии — диагностические лапароскопии, циторедуктивные операции при раке яичников (лапаротомия), расширенная вульвэктомия.

Как онкохирург может практиковать мануальные навыки?

Таких возможностей много на сегодняшний день.

Во-первых, лапбоксы — их можно купить на маркетплейсе и тренировать навыки лапароскопии и пространственного мышления в домашних условиях. Даже если нет возможности приобрести, я видела уроки на YouTube, где лапбокс сделан из ведра с отверстиями, нужны только хирургические инструменты, шовный материал и фотокамера на телефоне.

Еще можно ездить в симуляционные центры, если такие есть в вашем городе. у нас в городе есть центр, я езжу туда.

У нас в отделении есть лапаробокс, и в свободное время мы тренируемся на нем. Оперблок отдал нам отработанные инструменты, в детском магазине купили конструктор, счетные палочки и так тренируем координацию и мелкие движения.

Есть множество разных силиконовых наборов, на которых можно дома отрабатывать навыки шитья, такие наборы можно найти там же, на маркетплейсах.

Можно еще шить мясо свиньи и курицы.

Когда я работала в частной клинике, в операционную привезли новый аппарат для электрохирургии, и, чтобы понять его режимы работы, мы укладывали куриное филе на операционный стол, подкладывали пассивный электрод (отводит ток от ткани) и разными насадками пробовали оперировать. Это, наверное, смотрится забавно, но в то же время очень правильно, чтобы знать, как поведет себя электроинструмент уже на живой ткани, во время реальной операции.

Что необычного из практических занятий было во время обучения? Когда я обучалась гистероскопии в Санкт-Петербурге, на курсе мы учились удалять «миомы» на мочевом пузыре свиньи, в слизистую которой было специально зашито куриное сердце.

Наука. Зачем ходить на конференции? Что дают научные доклады? Как вообще совмещать науку и практику в операционной?

Конференции — это возможность услышать выступления коллег по новым исследованиям, интересные доклады о личном опыте лечения и, конечно же, нетворкинг. Можно с кем-то познакомиться, наладить связи, обсудить какие-то важные моменты. Я люблю ездить на конференции, это всегда мини-путешествие, возможность сменить обстановку с пользой для профессии.

Видеоатлас для хирурга / видео операций именитых хирургов. Расскажите реальный случай из практики, когда он вам помог?

Я смотрела на YouTube очень много интервью знаменитых хирургов РФ. И все они говорили о важности наставника на их пути. У некоторых из них есть каналы, где они делятся опытом, видео операций, интересными клиническими случаями. Я стараюсь смотреть все новые видео среди моих подписок. Что-то бывает полезным, появляется насмотренность, также можно посмотреть, как работают руки других хирургов, какие инструменты они используют, в каких комбинациях. Одно из самых интересных — видеть отличную от твоей технику и удивляться, что так тоже можно.

Специализация «Абдоминальная хирургия»

Максим Сергеевич Попов

Врач-онколог, хирург Ленинградской областной клинической больницы, резидент Школы Павленко (Ленинградская область)

Занимается лечением злокачественных новообразований верхних отделов желудочно-кишечного тракта. Самостоятельно оперирует опухоли желудка, тонкой, толстой кишки, печени, пищевода, поджелудочной железы, желчного пузыря, забрюшинного пространства, малого таза. За время работы выполнил почти 300 самостоятельных операций в абдоминальной онкологии, а в течение последних 6 месяцев большая часть операций была выполнена лапароскопическим методом. Соавтор паблика в ВК и телеграм-канала по онкохирургии The Pincet (доказательная хирургия и онкология).
https://t.me/thepincet
https://vk.com/thepincet

Путь к профессии и необходимые качества и навыки
Одно из распространенных заблуждений о становлении онкохирурга — это представление о том, что обучение оперативной технике начинается в ординатуре или на старших курсах медицинского университета. На самом деле, анализируя свой путь ретроспективно, я понимаю, что он начался гораздо раньше — в детстве. Развитие в онкохирургии, как и в любой сложной хирургической специальности, требует не только глубоких медицинских знаний, но и определенного склада личности и наработанных навыков.

Важны склонность к кропотливой работе, усидчивость, внимательное отношение к деталям — качества, которые, казалось бы, мало связаны с хирургией в классическом представлении. Это особенный характер увлечений, развитая мелкая моторика, интерес к механике и технике. В моем случае важную роль сыграли занятия музыкой, которые укрепили кисти рук и развили точность движений пальцев. Я играл на гитаре и балалайке )
Сила, выносливость, координация и ловкость, так необходимые хирургу, закаляются спортом. Помимо физической подготовки, спорт учит терпению, помогает преодолевать чрезмерные физические и эмоциональные нагрузки, а они — неотъемлемая часть нашей работы.

Именно наличие этих предпосылок и наработанных с детства навыков значительно упрощает начало пути в хирургии. Сегодня этот путь всё чаще начинается в специализированных хирургических кружках. Лично я с огромным удовольствием посещал такие занятия. Мы собирались вечерами и по выходным в анатомическом зале или в неформальной обстановке, учились шить и препарировать органы на настоящих тканях, вязали хирургические узлы на ножках стульев во время лекций, обсуждали этапы операций и историю хирургии. За год таких занятий можно основательно погрузиться в мир хирургии, проникнуться ею, ощутить её дух.

Одна из профессиональных страстей для меня — это лапароскопия. Она открывает самые широкие возможности в хирургии. Сначала это были простые манипуляции: перекладывание спичек, продевание колечек и работа ножницами. Со временем я научился шить и вязать узлы. Когда у нас не было специальных инструментов для тренировок и лапароскопического бокса, мы использовали картонную коробку из-под физраствора, проделывали в ней отверстия и приезжали в экстренную операционную одной из городских больниц. Там, к счастью, дежурные врачи, видя наше усердие, предоставляли нам инструменты и разрешали тренироваться.

Но помимо умелых рук необходимо иметь голову. Один из способов тренировки интеллекта и памяти — просмотр операций ведущих хирургов. Я часто пересматриваю видеозаписи, запоминая хитрости и нюансы, которые затем применяю в своей работе. Всегда сложно сделать что-то новое, но, видя работу топовых хирургов, становится легче решиться на перемены и двигаться вперед. Один из таких ютьюб-каналов — это 4SurgeonsClub. Во время онлайн-заседаний клуба ведущие хирурги в неформальной обстановке, за бокалом вина обсуждают этапы операций, делятся опытом и видеозаписями своих операций, дискутируют. Такие эфиры в открытом доступе. То есть, если ты хочешь развиваться, слушать именитых, активно практикующих экспертов, видеть их работу, у тебя нет преград. Во многом именно этот канал вдохновил меня на онкохирургию.

Еще одной особенностью онкологии является работа в специализированных учреждениях, где отсутствуют круглосуточные терапевтическая, кардиологическая, нефрологическая и другие службы (за исключением крупных онкологических центров). Это означает, что нам приходится самостоятельно решать все возникающие проблемы, связанные с пересечением разных медицинских дисциплин. Поэтому онкохирург должен обладать широким кругозором, уметь распознать различные заболевания и правильно направить пациента, если обнаружен не онкологический диагноз.

В нашей специальности невероятно важно найти наставника, а лучше нескольких. Они помогут избежать распространенных ошибок на начальном этапе и болезненного опыта, направят, сэкономят время и силы. Каждый опытный хирург передает вам 20–30 лет своих знаний, позволяя избежать долгих блужданий и сосредоточиться на изучении других аспектов онкохирургии.

Сегодня существуют различные пути к профессии онкохирурга. Мне повезло: сразу после ординатуры по онкологии я стал онкохирургом. Однако многие молодые врачи проходят более длинный путь через ординатуру по общей хирургии с последующим переучиванием. На мой взгляд, это не самый эффективный подход.

Онкохирурги сильны тем, что знают несколько вариантов лечения, не всегда отдавая предпочтение оперативному вмешательству.

И даже завершение ординатуры и работа в онкохирургическом отделении — это еще не гарантия самостоятельной оперативной деятельности. Молодым хирургам часто приходится ждать несколько лет, прежде чем им позволят работать за операционным столом. Это обусловлено сложностью онкологических операций, высокой ценой ошибки и множеством других факторов.

Я вывел для себя несколько принципов, которые, как мне кажется, ускоряют путь к самостоятельной работе:

1. Предсказуемость и надежность. Хирург, чьи действия непредсказуемы, вряд ли получит возможность даже участвовать в отдельных этапах операции. Это большая ответственность для руководителя. На начальном этапе не стоит рассчитывать на быстрый доступ к оперативному полю. Старшим коллегам, прежде всего заведующему, важно убедиться в вашей надежности.

2. Усердие и инициативность. Приходите в операционную заранее, помогайте готовить пациента к операции, тщательно изучайте историю каждого больного, читайте ход операции накануне или смотрите видео. Такой подход повышает ваш авторитет среди коллег и показывает ваше неравнодушие к процессу.

3. Ответственность. Хирургу, который не выполняет свои обязанности должным образом, не доверят ответственные задачи. Точность, внимательность к деталям и безупречное выполнение поручений — залог доверия и профессионального роста.

Специализация «Опухоли головы и шеи»

Дмитрий Маратович Фаткуллин

Хирург-онколог, специалист по опухолям головы и шеи Челябинского областного клинического центра по онкологии и ядерной медицине, резидент Школы Павленко (Челябинск).

Занимается лечением всех видов опухолей головы и шеи. Оперирует на органах головы и шеи: кожа, слюнные железы, щитовидная железа, полость рта, гортань, глотка.

​Как вы пришли в хирургию? Опишите путь онкохирурга: сколько лет учиться, какие этапы?
Еще на первом курсе понял, что стану хирургом, когда был на практике в операционной и не упал в обморок. Увидел вживую мастерство хирургов и почувствовал, что хирургия — самая интересная для меня работа.

Это о хирургии в целом. А связать свою жизнь именно с онкохирургией я решил, когда работал медбратом в онкоцентре, в реанимации. Там понял для себя, что онкохирургия — это та дисциплина, которая сочетает в себе и серьезную, интересную работу, и ремесло, и науку. А меня все время интересовало это сочетание ремесла и науки. Поэтому я нашел себя в онкохирургии.

Путь в онкохирургию. Во-первых, база это 6 лет университета. Далее тебя ждут два года в ординатуре по онкологии или хирургии.

Практики, конечно, всегда не хватает, это такая профессия, в которой практика нужна как воздух: чем больше, тем лучше. Поэтому очень важно найти подходящую клиническую базу и наставника, так как это позволит активно и плодотворно обучаться.

Для тех, кто хочет большего, всегда есть возможности для развития. После ординатуры я поступил в Школу Павленко. Это аналог международного fellowship (специализации) по хирургической онкологии, который за счет наставничества и большого количества практики позволяет хирургу с базовым опытом стать за два года самостоятельным хирургом-онкологом по определенной локализации.

Какие теоретические дисциплины важны для хирургов и почему?

Безусловно, здесь важны все дисциплины, наука онкология таит в себе такую интересную идею, глубину, что нам нужно знать практически всё. Понятно, что всё знать невозможно, но мы должны всегда стремиться к этому, потому что все дисциплины важны в этой сложной профессии.

Для хирурга самое важное — это анатомия, особенно топографическая. Моя специализация — опухоли головы и шеи, это значит, что для нас важно знать и понимать: ЛОР-болезни, челюстно-лицевую, пластическую и реконструктивную хирургии. Мы должны знать и норму, и патологию.

Как получать практику, пока учишься в ординатуре? Расскажите, как вы устраивались на практику в отделения?

С третьего курса много времени уделял безвозмездной работе, волонтерству в экстренных больницах. Это были ночные дежурства. Волонтерил в разных больницах нашего города, выбирал разных хирургов, подход которых мне больше нравился, которым больше доверяли, и с ними ходил на дежурства. Иногда это было по 2–3 раза в неделю. Побывал практически во всех больницах скорой помощи в нашем городе.

Так я постепенно учился шить, параллельно с этим погружался и в теорию, учил анатомию. Но, самое основное, ты приближаешься к практике, узнаешь патологию изнутри. Уже знаешь четко и прицельно, что хочешь читать и ради чего. У тебя появляется большое желание осваивать. С 3 по 5 курс я побывал во множестве больниц.

Работая уже в онкоцентре, я познакомился с врачами моего нынешнего отделения. Мне предложили побывать на операции по поводу опухолей головы и шеи, и я оказался в этом отделении. Вот так началась моя история в этой специальности.

С 5 курса я все свободное время старался ходить на операции, договаривался, чтобы меня брали в операционные. Сначала много смотрел, учился, со временем ассистировал. Дома читал, учился, изучал сначала анатомию, потом осваивал эти знания на практике. Днем на операциях была практическая часть, а дома я перечитывал, разбирал, правильно ли я все понял. На следующий день всё снова. Отпрашивался с пар, бывало. С преподавателями мне везло, они вставали в положение, всегда помогали мне, видя стремление. Я объяснял, что будет серьезная операция,что я хочу стать хирургом. И чаще всего меня отпускали.

После студенчества, уже в ординатуре, я прошел все хирургические отделения нашего онкологического центра, не только опухолей головы и шеи, знал патологию разных специализаций. Затем, после ординатуры, поступил в Школу Павленко, в рамках обучения продолжаю работать в отделении и ежедневно получать практику под руководством наставника, Александра Олеговича Гузя (заведующий отделением опухолей головы и шеи Челябинского онкоцентра). На данный момент освоил или попробовал все объемы операций, которые делаются в нашем отделении.

В хирургии очень важно найти своего наставника. Расскажите, как вы искали? Как проходила работа с наставником?

Так как я с 3-го курса понял, что хирургия — это мое, то стал сразу задаваться этим вопросом. Видел, что есть разные хирурги, к ним нужен разный подход.

Кто-то ругается, кто-то не ругается; кто-то не подпускает тебя к операционному столу, кто-то дает тебе больше свободы.

В отделение опухолей головы и шеи Челябинского онкодиспансера, где я сейчас учусь и работаю, сначала меня привел мой первый учитель-наставник, я везде хвостиком за ним ходил, задавал вопросы, а он мне объяснял. Возвращаясь домой я читал, а после вновь задавал глупые вопросы, что-то было странно было, что-то непонятно.

Сейчас мои наставники — это, в первую очередь, заведующий нашим отделением Александр Олегович Гузь и все врачи отделения, потому что ты учишься не только у своего непосредственного учителя, но и берешь что-то у всех старших коллег.

В обучении я очень настойчивый человек, задаю миллион вопросов, чтобы всё досканально понять, и это не всем может нравиться. А в этом отделении я встретил людей, которые терпеливо отвечали на все мои вопросы. Я мог приходить в любое время. Никогда меня не отправляли, не отказывали, поддерживали в этом. Постепенно начал делать уже практические шаги, мне начали давать манипуляцию за манипуляцией, когда чувствовали, что я что-то осваиваю, давали все больше, больше, больше этапов и тем самым появлялась и уверенность. Да, на этом пути были и проблемы и свои разочарования, но это нормально. Эти вопросы также решались наставниками в диалоге, подсказывали, выступали в качестве психотерапевтов. Очень важно найти человека, схожего с твоим настроем, по твоим амбициям, темпераменту.

Мне повезло найти такого человека, таких людей, учителей. И теперь я пытаюсь внедрить это дальше, ординаторам нашего отделения, сейчас я уже сам учу, начинаю обдумывать преподавательскую методику. Научиться быть наставником это тоже работа, тяжелая и большая.

Как онкохирург может практиковать мануальные навыки?

В нашей профессии база — это вязание узлов. В студенческие годы я был в кружке по оперативной хирургии, с ребятами мы участвовали в знаменитой в нашей стране хирургической олимпиаде, ездили в Москву, участвовали в других конкурсах. Нашим самым любимым занятием было вязание узлов. Вязали узлы повсюду: на всех парах, на стульях, на коленках. Везде, где возможно, мы вязали узлы, отрабатывали скорость, как базовый навык, усложняли, надевали перчатки, в перчатках вязали узлы, я намазывал руки салом, мылом, чтобы было скользко. Шитье начинаешь на губке, да, действительно, затем приобретали свиные ножки, куриные ножки. Всё, что можно было сшить, я шил.

За всем этим практическим на мой взгляд должна следовать очень огромная проделанная работа дома. Тренировка. Навык не на человеке. И в последствии ты должен идти уже подготовленным, у тебя руки должны быть развитыми. А также до сих пор считаю, что важно руки всегда поддерживать в физической форме. Я каждый день стараюсь с утра делать гимнастику для рук и пальцев, эластичность, растяжку. У меня существует комплекс. Ну и различная физическая активность позволяет развивать силу в руках, ну и вообще в организме в целом.

В нашей специализации, опухоли головы и шеи, также очень важны навыки микрохирургии. Почти всё свободное, нерабочее время я проводил за микроскопом. Покупал куриное бедро, выделял сосудистый пучок и разрезал, сшивал сосуды. Постоянно, постоянно, постоянно шил на фруктах: срезал верхнюю кожицу, сшивал кожу виноградинки, мандаринки, тоже с тоненькой ниткой, которую используют в микрохирургии под микроскопом.

И до первой своей реальной операции, наверное, я очень много курочек перешил. Но опять же мой главный постулат, который я теперь передаю ординаторам: перед тем, как что-то сделать в операционной, вам предстоит большая, огромная работа дома — ментальная, мануальная. Надо отработать, продумать всё. Всё должно быть доведено до автоматизма, руки должны быть идеальные.

Также я слежу за мастерами хирургии в сети: обожаю смотреть интервью или кадры их работы. Смотрю и пытаюсь в точности повторять интересные манипуляции с ножницами. Например, смотрел, как работает торакоабдоминальный хирург Андрей Борисович Рябов, наставник Школы Павленко.

В операционной я до сих пор обращаю внимание на то, как оперируют более старшие коллеги, копирую без фанатизма, но все время присматриваюсь. Важна насмотренность, ты смотришь чужие операции и уже в свою технику берешь лучшее от других хирургов, пытаешься применить в своей практике.

Еще я периодически тренируюсь с зажимами и ножницами делать различные движения. Это позволяет развивать необходимую хирургическую пластичность, скорость, динамичность в операции.

Наука. Зачем ходить на конференции? Что дают научные доклады? Как вообще совмещать науку и практику в операционной?

Наша работа в больницах во многом рутинная, довольно-таки однотипная. А наука позволяет нам развиваться в разном и всегда быть в тонусе, интересоваться новым, быть более пластичным, вносит разнообразие. Наша профессия прекрасна тем, что мы можем развиваться постоянно. И в хирургии, и в науке — это все нас обогащает. Всегда есть что почитать, посмотреть, сделать. Участие в научно-практических конференциях помогает анализировать свою работу, делиться ей, обсуждать и узнавать, что делают другие. Помогает понимать, правильно ли мы делаем, главное, для чего мы это делаем.

Все-таки хирургия – больше, чем ремесло. Если в работе сочетать развитие мануальных навыков с научным подходом, думаю, что для здоровья наших пациентов это будет только на пользу. Да, совмещать довольно тяжело, но это необходимо. Хирургия — всегда жертвенная специальность, мы всегда чем-то жертвуем, но для этого хирургия и создана. Это всегда поиск баланса между всеми аспектами своей профессиональной и личной жизни. Найти свой баланс для меня значит оставаться счастливым в этой тяжелой хирургической жизни.

Почему хирурги любят журнальные клубы? Почему они так востребованы у молодых врачей? Плюсы такого формата?

В медицине (и не только в ней, конечно) есть такой формат обучения — журнальные клубы, они позволяют развить научные и аналитические навыки. Например, как это устроено в Школе Павленко: мы с нашими наставниками и преподавателями собираемся в зуме каждые две недели по средам и обсуждаем заранее выбранную научную статью.

Журнальные клубы позволяют глубже понять обсуждаемую тему. Приобрести под руководством опытных врачей, онкологов, хирургов, специалистов смежных специализаций навык правильного чтения или анализа статей. Когда молодой врач учится этому в одиночку, то проходит более длинный путь. Нельзя сказать, что это неправильный путь, просто более длинный, но тоже вполне эффективный (самостоятельная работа с научными публикациями). В формате журнального клуба дискуссии помогают этот процесс все-таки здорово ускорить.

Видеоатлас для хирурга / видео операций именитых хирургов. Расскажите реальный случай из практики, когда он вам помог?

Видеоатлас — это такое образовательное пособие. В хирургии это как правило, видео ключевых этапов операций с параллельным комментарием эксперта, именитого хирурга. Пока по нашей специализации таких видеоатласов нет. Конечно, в мировой сети масса разных видео по опухолям головы и шеи, от разных специалистов, но это всё несколько разрозненно. Нет видео некоторых этапов операций и нет их четких разборов с комментариями. В Школе Павленко мы мечтаем сделать такой образовательный материал и по опухолям головы и шеи (по колоректальной хирургии, хирургии желудка, панкреато-билиарной и бариатрической хирургии такой атлас уже сделан силами экспертов школы, он лежит в бесплатном доступе). Так что моя мечта — начать снимать видео для атласа по нашей специализации, по опухолям головы и шеи.

Лично мне просмотр таких видео очень помогает в работе. Еще в ординатуре я каждый день просматривал операции. Даже когда у нас родилась дочь и я оставался с ней сидеть, то включал видео операций, отсматривал их вместе с дочкой, это было очень забавно со стороны, конечно. Но я постоянно смотрел, смотрел по несколько раз одно и тоже и каждый раз замечал какую-то деталь, которую потом применял в практике. Интересовался, читал сам и спрашивал у старших коллег, стоит ли так делать по их опыту. До сих пор периодически я стараюсь пересматривать свой собранный за это время архив, свою большую личную видеобиблиотеку на ютьюбе. В современном мире видеоатласы, видеозаписи операций действительно важный ресурс для развития онкохирурга.

Специализация «Торакальная онкохирургия»

Малик Вагифович Агасиев

Врач-хирург Московской городской онкологической больницы №62, выпускник Школы Павленко (Москва)

Занимается диагностикой и лечением онкологических заболеваний грудной клетки: оперирует на лёгочной ткани, бронхах, трахее, средостении, пищеводе, вилочковой железе. Участник профильных конференций в Сингапуре-2023 и Сан-Диего 2024.

Путь в онкохирургию

Сначала, когда только начинаешь заниматься хирургией, львиную долю времени отдаешь отработке мануальных навыков: вяжешь узлы на стуле, вообще на всех возможных поверхностях. На любую подходящую поверхность привязываешь лигатуру — и вперед. Сначала работаешь над качеством, потом можешь делать уже на скорость. Зашивали кожу на курицах, как и все, наверное.
Затем ты отрабатываешь навыки уже в операционной – это, конечно же, главное место для получения практического опыта. И тут очень важна этапность. Я не сразу всему научился. Поначалу мне давали зашивать какую-то одну структуру. Затем чуть побольше. Затем позволяли отработать отдельно какие-то этапы операции. И только после наработанного со временем объема ты делаешь операцию полностью от начала до конца, и то под присмотром своего наставника, конечно же.

Путь хирурга-онколога — это отдельная тема. К онкохирургии я пришел не сразу, начинал с экстренной хирургии. Там я занимался разными хирургическими проблемами, например, травмы при ДТП, ножевые ранения, аппендициты, патологии брюшной полости.
В торакальную хирургию я попал во время одного из своих дежурств, уже будучи доктором. К нам поступил пациент с ножевым ранением в грудную клетку. Я планировали пойти на торакотомию, но в том случае обошлось без неё. Мы просто задренировали плевральную полость, кровотечение остановилось, и всё закончилось благополучно.

В тот момент я понял, что, если бы пошел на торакотомию, то, наверное, я бы чувствовал себя неуверенно, некомфортно и, вероятно, не очень хорошо справился бы с этой задачей. Тогда я начал ходить в отделение к торакальным хирургам, отделением в нашей тюменской больнице тогда заведовал Дмитрий Даниилович Сехниаидзе. Я начал постоянно приходить, смотрел операции, старался получше узнать анатомию грудной клетки. В целом посмотреть, как вообще в этой специализации проводятся операции, какие есть особенности. И мне всё это так сильно понравилось! По сути, в этом отделении первыми в Тюмени начали делать торакоскопические операции (через проколы).

Так я и приходил сюда каждый свободный день. Мной всегда двигал интерес. Ставок в отделении тогда не было, я это знал и сильно не рассчитывал на место, но мне просто всё очень сильно отзывалось, плюс я мог что-то перенять в свою экстренную хирургию. А потом чудесным образом один доктор из отделения перешел в другую больницу, место освободилось, и мне предложили попробовать.

Если разложить путь онкохирурга по этапам, то, когда я учился, это было так, сейчас могло что-то измениться. Проходишь 6 лет медвуза. Затем 2 года ординатуры, например, по специальности «Общая хирургия». Затем тебе нужен сертификат по онкологии, если ты хочешь именно в онкохирургию. Если больница заинтересована в тебе как в сотруднике отделения, тебе помогают устроиться на первичное обучение (около полугода), для получения сертификата по онкологии на кафедре онкологии, соответственно. И ты после работы ходишь на эти лекции. После прослушанного курса сдаешь экзамен, получаешь сертификат.

Сейчас для будущих торакальных хирургов, насколько я знаю, нет этой первички в 4–6 месяцев, нужен отдельный сертификат именно по торакальной хирургии, то есть это полноценные еще два года обучения.

Какие теоретические знания важны
Помимо профильных знаний для онкохирурга важно понимать химио- и радиотерапию. То есть нужно быть не только хорошим хирургом, но и понимать основы лекарственного лечения. Важны основы реаниматологии, потому что пациенты после операции, особенно после операции на пищеводе — это тяжелые пациенты. И в таком случае ты усиленно проводишь нутритивную поддержку, инфузионную терапию и все прочее.

Да, если это какой-то сложный случай, то ты, разумеется, можешь посоветоваться с реаниматологами. Но, если случай простой (например, надо посчитать водный баланс), то ты можешь это сделать сам, не привлекая реаниматологов.

В идеале, конечно, быть эрудированным специалистом, потому что пациенты поступают со всевозможной патологией помимо. То есть это может быть человек с онкологическим диагнозом, при этом страдающий диабетом. Или пациент после инфаркта и с аритмиями. И тебе нужно хотя бы общее представление об этих болезнях, чтобы понимать, кому ты можешь провести операцию, кому нет. Какие критические показатели, где порог операбельности/ неоперабельности.

Наставничество в хирургии
Как рассказал выше, я пришел в отделение торакальной хирургии тюменского онкодиспансера к Дмитрию Сехниаидзе практически случайно, так он стал моим наставником. Когда он уже в Москве стал наставников Школы Павленко, и был открыт набор на бесплатное обучение, я подал заявку, прошел сложный отбор и попал, как и хотел, к нему. Сейчас, уже выпустившись из школы, я продолжаю работать в МГОБ №62 под его руководством.

Так что Дмитрий Даниилович стал моим наставником тогда и остается им по сегодняшний день. Наверное, в учителе ты ищешь родственную душу, того, кому всё интересно в этой сфере, кто горит своим делом.

Еще для молодого онкохирурга важно, чтобы наставник не мешал. Дмитрий Даниилович просто прекрасный пример наставника, который доверяет, дает свободу, не давит на тебя. Он стоит за спиной и смотрит. Что называется, под руку никогда не говорит. Но, если видит, что нужна помощь, он сразу же помогает. Например, ты не можешь никак вену или артерию выделить. Спрашиваешь, очень четко дает два-три точных совета, и у тебя сразу все получается. Такой опыт ты запоминаешь на всю жизнь. Это очень важно в наставнике.

Специализация «Онкоурология»

Альберт Аделевич Измайлов

Врач-онколог, онкоуролог Московской городской онкологической больницы №62, резидент Школы Павленко (Москва).

Занимается диагностикой и лечением злокачественных новообразований органов мочеполовой системы. Лечит различные виды злокачественных опухолей: рак почки, простаты, мочеточника, мочевого пузыря, яичка, уротелиальный рак, рак полового члена.

Телеграм-канал

Путь онкохирурга

Медицинские вузы не выпускают готовых онкохирургов как таковых. Как правило, это специалисты с двумя сертификатами. Сначала нужно получить базовое медицинское образование – это шесть лет. Далее, в течение двух лет пройти ординатуру (во многих других странах нет ординатуры, есть только резидентура, которая длится около пяти лет). Например, у вас первый или второй сертификат онколога и один из сертификатов — сертификат узконаправленного специалиста. Например, если возьмем нашу специальность, онкоурология, то во всем мире онкоурологией занимаются урологи, и им не нужен второй сертификат онколога, чтобы заниматься онкоурологией.

Теоретические знания
Теоретически дисциплины в обучении хирургов важны практически все: нужно базовое медицинское образование, нужны знания анатомии, патологической анатомии, топографической анатомии. Важно понимать, как идут биохимические процессы в организме, чтобы оценивать, как идет реабилитация пациентов после операции. По моему мнению, важны все дисциплины, потому что хирург, особенно онкохирург, это не просто человек, который работает руками, это прежде всего человек, который работает головой. Голова уже передает навык на руки.

Получить практику во время обучения
Получить практику, пока учишься в ординатуре, можно. Все зависит от твоих стремлений и задач. Если заведующий и команда отделения видят, что ты стремишься обучаться, то со временем, постепенно какие-то этапы операции ты будешь выполнять самостоятельно.

Наставничество в хирургии
Наставничество в хирургии, как и, наверное, в любой специальности — это очень важно, так передаётся личный опыт, передаются все hard и soft skills, которые есть у наставника, в том числе и навыки общения с пациентами.

Искать наставника мне не пришлось, Школа Павленко выполняет эту функцию, все наставники проекта это ведущие специалисты в своих сферах.

Как онкохирургу можно тренировать мануальные навыки
Есть очень интересное исследование, которое показывает, что PlayStation позволяет улучшить мануальные навыки хирургов. В Японии в ординаторских комнатах хирургов даже стоят эти приставки — для развития мелкой моторики.

Также известный факт: игра на музыкальных инструментах позволяет улучшить мануальные навыки, как и любые виды искусства, связанные с мелкой моторикой.

Непосредственно хирургические упражнения — это может быть работа на эндобоксах, лапбоксах. В домашних условиях многие молодые онкохирурги постоянно тренируются на лапбоксах. Я начал работу с лапбоксом со второго курса, практиковал навыки шитья и вязания. Но здесь очень важна регулярность. Если тренируешься на нем раз-два в неделю, в этом особо нет смысла. Нужно регулярно практиковать навыки, постоянно оттачивать мастерство.

Глобально в хирургическом мире происходит переход на роботическую хирургию. Непосредственно в робот встроены все тренажеры для оттачивания своих мануальных навыков.

Важно понимать, что есть навык, его можно наработать, но хирургия не сводится только к мануальным навыкам, это понимание слоев и понимание анатомии.Только оттого, что у тебя очень хороший навык шитья или вязания узлов, не стать великолепным хирургом. Великолепным хирургом тебя сделают прежде всего глубокое понимание анатомии, хода операции и, естественно, твои мануальные навыки.

Наука, конференции
Научно-практическая конференция — это прежде всего нетворкинг. Ты общаешься с коллегами, получаешь знания. Это очень важно, потому что у всех есть свои, так называемые, фишки, которые каждый использует, определенные техники хирургии. Важно не зацикливаться на одной технике, а видеть разные, чтобы брать лучшее от каждой в свою практику.

Если мы возьмем онкологию, то мы вообще обязаны посещать конференции, потому что знания в онкологии обновляются, меняются в течение нескольких лет, и ты обязан иметь представление обо всех тех исследованиях, которые выходят, обязан знать эти препараты, понимать лекарственное лечение.

Есть журнальные клубы, они позволяют отсеивать зерна от плевел в научной среде, потому что очень много исследований выходит с очень низким уровнем доказательности. И если просто читать conclusion, то есть заключение, всегда вывод будет положительным, но, на самом деле, если обратиться к полному тексту статьи, то не всегда и не во всех группах эти исследования продемонстрировали эффективность. Поэтому журнальный клуб прежде всего позволяет получить представление о медицинской статистике. Понять, как она используется в исследованиях и как можно интерпретировать результаты этих исследований.

Все более возрастающий массив данных свидетельствует о том, что ухудшение сна связано с повышенным риском развития ожирения. Недавно Лин-Ци Се с соавт. (отделение эндокринологии, Медицинская школа Сянъя Центрального Южного университета, г. Чанша, КНР) обнаружили новый гормон, раптин, который выделяется в мозге во время сна, что способствует уменьшению набора веса путем регуляции аппетита.

Согласно последним данным о характере сна, полученным в режиме реального времени, в очередной раз была подтверждена связь плохого качества сна с высокой массой тела и развитием ожирения [1]. В ходе этого нового продленного исследования характера сна с помощью коммерческих портативных устройств удалось точно выявить связь короткой продолжительности сна (< 6 ч) и нарушений сна с повышенным риском возникновения ожирения. Понимание точных механизмов, лежащих в основе этих наблюдений, имеет первостепенное значение, поскольку плохое качество сна и ожирение все больше оказывают влияние на население мира, а также связано с многочисленными нарушениями обмена веществ. По всей видимости, в силу фундаментальной роли в контроле гомеостаза (в том числе, сна и пищевого поведения) [2,3], именно гипоталамус является ключевым местом возникновения наблюдаемой дисрегуляции этих процессов. В гипоталамусе расположен центральный циркадный пейсмекерный механизм — супрахиазматическое ядро ​​(СХЯ) — клеточная активность которого определяется сменой дня и ночи; в свою очередь, СХЯ синхронизирует различные физиологические функции, такие как цикл сна и бодрствования [4]. Кроме того, в гипоталамусе расположены ключевые типы нейронов, которые контролируют гомеостаз питания, массу тела и нейроэндокринную систему. Одним из важных ядер гипоталамуса, в структуре которого находятся популяции нейронов, регулирующие пищевое поведение и, как следствие, влияющие на развитие ожирения, является паравентрикулярное ядро (ПЯ) гипоталамуса [5]. Однако, несмотря на известную роль СХЯ и ПЯ в контроле циркадного ритма и питания, соответственно, остается неясным, связана ли сочетанная дерегуляция этих ядер с развитием ожирения в ответ на нарушения сна.

В новом исследовании, опубликованном в Cell Research, Се с соавт. [6] воспользовались методикой фрагментации сна для идентификации регулируемых белков в гипоталамусе мышей. Авторы определили, что у животных, лишенных сна, наблюдалась сниженная регуляция ретикулокальбина-2 (RCN2). Этот локализованный в эндоплазматическом ретикулуме кальций-связывающий белок в первую очередь экспрессировался в нейронах ПЯ, а во время сна наблюдалась его усиленная экспрессия, что выражалось в циркадном ритме. Поскольку в ПЯ содержатся нейроны, которые опосредованно секретируют гормоны в кровоток, авторы определили содержание продуктов расщепления RCN2 и идентифицировали короткий фрагмент — раптин. Интересно, что пиковые концентрации этого белка в плазме также наблюдались во время сна и у мышей, и у людей. Это свидетельствует о том, что раптин является консервативным гормоном, секреция которого из гипоталамуса индуцируется во время сна. Используя методики вирусного картирования на мышах, авторы обнаружили, что нейроны СХЯ действуют как вышестоящие регуляторы активности нейронов ПЯ, которые экспрессируют RCN2 для стимуляции высвобождения раптина (рис. 1).

Чтобы оценить роль раптина в регуляции массы тела, авторы вводили этот гормон в мозг мышей, у которых наблюдалась фрагментация сна и его низкое содержание. Это уменьшало набор веса тела (потому что снижалось потребление пищи). В соответствии с подавляющим аппетит действием раптина, повышенная экспрессия RCN2 в ПЯ снижала потребление пищи и набор веса у мышей с фрагментированным сном, тогда как сайт-специфический генетический нокаут увеличивал потребление пищи и вес тела. С точки зрения механизма авторы обнаружили, что раптин снижает потребление пищи, воздействуя на метаботропный глутаматный рецептор GRM3 (mGluR3), активируя нейроны в ПЯ и желудке. Следовательно, раптин, по-видимому, оказывает свое действие по снижению веса тела, действуя как центрально, так и периферически. Наконец, для подтверждения клинической значимости своих выводов авторы изучили функционал раптина у людей. Наблюдалась четкая корреляция пониженного содержания раптина, наблюдаемая у мышей с фрагментацией сна и повышенной массой тела, со сниженным уровнем раптина у людей с ожирением, особенно у лиц с низкой эффективностью сна. Кроме того, у пациентов с ожирением и бессонницей, прошедших курс когнитивно-поведенческой терапии, наблюдалось повышение уровня раптина, снижение потребления пищи и снижение массы тела. Более того, с помощью генетического скрининга авторы выявили трех пациентов с ожирением, обладающих дисфункциональным вариантом гена RCN2, которые страдали синдромом ночного питания (форма расстройства пищевого поведения, характеризующаяся частыми эпизодами потребления пищи среди ночи после пробуждения от сна).

Обнаружение такого вещества, как раптин, несет в себе ряд важных последствий для клинической практики. Во-первых, сильная корреляция между низким уровнем раптина и увеличением веса тела предполагает потенциальный подход к выявлению нарушений сна у пациентов с ожирением. Раннее выявление лиц из группы риска и поощрение их участия в программах КПТ поможет смягчить долгосрочные последствия пагубных сопутствующих заболеваний, связанных с ожирением. Это ставит вопрос о потенциале оценки содержания раптина кровотоке в общеклинических условиях, и будет ли обладать определение раптина в кровотоке какими бы то ни было преимуществами перед методами, используемыми в настоящее время для оценки нарушений сна? Во-вторых, как было установлено на примере мышей, раптин действует центрально и периферически, активируя разные типы нейронов посредством рецептора GRM3. Поскольку терапия раптином улучшила характер питания и остановила набор веса у мышей с фрагментацией сна, обнаружение данного сигнального пути, связанного с G-белком, может служить базой для разработки терапевтических средств для лечения ожирения. Однако, учитывая, что GRM3 широко экспрессируется в мозге и периферических органах, в том числе, и в жировой ткани, потребуются дальнейшие исследования для детализации специфичности и безопасности воздействия на ось раптин-GRM3, особенно в контексте проведенных ранее генетических исследований, в ходе которых были выявлены связи между геном GRM3 и фенотипами, ассоциированными с шизофренией [7]. Наконец, имеются важные наблюдения, что нейроны СХЯ взаимодействуют с нейронами ПЯ, и что стимуляция этого контура приводит к повышению уровня раптина в плазме. Несколько удивительно, что содержание животных в темноте не оказывало влияния на ритмичность секреции раптина. В ходе будущих лабораторных исследований необходимо выявить, как воздействие света на активность СХЯ не влияет на секрецию раптина, и существует ли связь между нерегулярным световым воздействием и циркадным нарушением пищевого поведения. Тем не менее поскольку ожирение представляет собой проблему для здравоохранения из-за ряда метаболических сопутствующих заболеваний, обнаружение раптина будет способствовать разработке новых стратегий, которые помогут людям, страдающим от плохого сна, поддерживать здоровый вес тела.