Фото: Gorodenkoff / Shutterstock

Онкологические заболевания сегодня — одна из самых распространенных причин смерти в мире. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) за 2020 год, от рака в мире умерли около десяти миллионов человек. Одним из ключевых приоритетов для ученых всего мира стало создание новых ранних способов выявления рака, лечения, а также его профилактики.

Новейшие исследования и разработки в этой сфере позволяют формировать оптимистичные прогнозы судьбы заболевания в XXI веке. «Лента.ру» рассказывает о многообещающих достижениях ученых в области диагностики и лечения онкологических заболеваний.

Факторы, провоцирующие развитие рака

На данный момент онкологи выделяют модифицируемые (физическое, биохимическое воздействие, различные виды излучения) и неизменяемые (генетика) факторы риска развития рака.

К первым можно отнести те, которые поддаются контролю. Например, одной из ключевых причин, провоцирующих меланому (рак кожи), является влияние солнечного света, а точнее облучение ультрафиолетовыми лучами типа В (UVB) и типа А (UVA). Первые способствуют появлению злокачественной опухоли в большей степени, но не способны проникать через стекло. Второй тип повышает риск базалиомы, плоскоклеточного рака и меланомы, а также может проходить через стекло и вызывает фотостарение кожи и преждевременное появление морщин. Жители горных районов и других областей с высокой солнечной активностью сильнее всего подвержены раку кожи. Курение и употребление алкоголя, неправильное питание, низкий уровень физической активности и загрязненный воздух также могут стать провокаторами онкологического заболевания. Кроме того, хронические инфекции и заболевания могут способствовать появлению злокачественных опухолей. Такие бактерии, как Helicobacter pylori, вызывающие гастрит, или вирус папилломы человека (ВПЧ), гепатит B, гепатит C и вирус Эпштейна-Барра увеличивают риск развития рака печени и шейки матки.

Пациент в больнице Алексиан Сент-Хедвиг в Берлине. 25 января, 2019 год. . Фото: Jörg Carstensen / DPA / Globallookpress.com

К неизменяемым факторам относятся семейный анамнез, а также различные мутации в генах. Рак толстой кишки может образоваться в случае, если у одного или нескольких родственников уже было такое заболевание. В одном из исследований описан случай, когда наличие одного или нескольких случаев колоректального рака у близких первой степени родства (к которым относятся родители, братья, сестры) увеличивало риск появления злокачественной опухоли в два раза. В другой работе были зафиксированы пациенты, у которых наблюдались случаи рака прямой кишки у родственников второй (дяди, тети, бабушки, дедушки) и третьей степени родства (двоюродные братья и сестры), — в таких случаях шанс обнаружить у себя опухоль возрастал до 33 процентов.

В недавней работе канадских специалистов из Альбертского университета были изучены основные факторы развития онкологии. Результаты показали, что наследуемые виды рака могут представлять от пяти до десяти процентов всех видов онкологических заболеваний. Остальные 90–95 процентов вызваны причинами в экспосоме (все, чему подвергается тело на протяжении жизни), которые и вызывают генетические мутации. Однако решающее значение имеет метаболом (все химические побочные продукты процесса метаболизма), поскольку генетически мутировавшие опухолевые клетки катализируются специфическим для раковых клеток метаболитом. В итоге рак — это в основном заболевание генетическое, но наличия одной только мутации в генах недостаточно.

Как обнаруживают злокачественные опухоли

Раннее выявление и последующая терапия онкологических заболеваний позволяют существенно снизить смертность. Чем на более ранней стадии был обнаружен рак — тем более благоприятным может быть прогноз лечения. Обеспечить диагностику на первых этапах болезни помогает прежде всего осведомленность населения о симптомах различных видов рака, а также своевременное обращение к соответствующим специалистам. С медицинской точки зрения выявление рака обеспечивается в виде программ по борьбе с онкологическими заболеваниями, контроля за анализами и в случае подозрений — скрининга. При обнаружении участков, вызывающих вопросы, врач может провести биопсию — взять небольшой образец ткани для дальнейшего исследования.

Диагностика онкологического заболевания.. Фото: Roman Zaiets / Shutterstock

Последние наработки в области ранней диагностики позволят сканировать злокачественные новообразования заблаговременно — когда лечение может быть максимально эффективным. Из инноваций в сфере выявления рака — определение по анализам мочи, крови, слюны или даже по дыханию. Технология диагностики рака головного и спинного мозга по анализам мочи основана на биомаркерах опухоли, представленных в виде микроРНК, продуцирующих раковыми клетками. Для этого было разработано специальное устройство, состоящее из 100 миллионов нанопроволок оксида цинка. По анализам крови также стало возможно заметить меланому. Инженеры Мичиганского университета представили аппарат OncoBean, работающий на определении циркулирующих опухолевых клеток (ЦОК) в крови. Такой метод планируют также использовать для послеоперационного мониторинга остаточных клеток.

Обнаружить рак реально и по слюне. Международная команда ученых под руководством россиянина Александра Аполонского воспользовалась методом спектроскопии, позволяющим выявить специфические следы различных молекул. Этот способ достигает 95-процентной точности, сообщают исследователи. Австралийские ученые из Квинслендского университета представили новый вид диагностики, основанный на определении ВПЧ методом ПЦР. Из 523 испытуемых, 501 из которых уже проходил онкологическое лечение, 43 процента получили положительный результат.

Кроме того, недавно российские ученые в сотрудничестве с китайскими коллегами создали способ обнаружения опухоли с помощью применения органических наночастиц из синтезированной смеси из аминокислот (цистеина, фенилглицина, триптофана и глутатиона). Следующим открытием в области диагностики онкозаболеваний стала молекула, полученная из гемолимфы дальневосточного морского моллюска Modiolus kurilensis. Благодаря ее использованию стало возможным разработать новые методы диагностики и терапии раковых заболеваний, а за счет снижения вредного влияния токсичных лекарственных препаратов применение этого способа позволяет уменьшить негативное воздействие на организм и повысить эффективность лечения.

Возможно ли жить с раком?

Успех излечения онкологических заболеваний зачастую зависит от стадии, на которой опухоль была обнаружена, и от органа, на котором была выявлена карцинома. Например, у пациенток с первой стадией рака молочной железы терапия может быть только хирургической, и чаще всего лечение проходит благоприятно. Однако медикам сложно дать гарантии, что заболевание не вернется вновь в виде метастаз.

Если после проведенной комплексной терапии пациент прожил без признаков наличия опухоли 5 лет и более, то он излечен

Елена Викторовна Ткаченкокандидат медицинских наук, заведующая отделением краткосрочной противоопухолевой лекарственной терапии НМИЦ онкологии имени Петрова

Некоторые виды рака поддаются большей вариативности лечения, с определенными диагнозами пациент способен прожить много лет (например, с лимфопролиферативными злокачественными новообразованиями; герминогенными опухолями; раком молочной железы; раком толстой кишки; платиночувствительным раком яичников; раком предстательной железы; раком щитовидной железы; базальноклеточным раком).

Современные медики обладают широким спектром методов воздействия на опухоль, среди них хирургия, химиотерапия, лучевая терапия, гормональная терапия, иммунотерапия, таргетная терапия, генная инженерия. Такой арсенал позволяет вылечить многих пациентов, а в случае, когда это невозможно — существенно продлить жизнь и облегчить болезненные симптомы или избавить от них.

Научные прорывы дают возможность улучшить прогноз течения рака для многих пациентов и даже излечить от тех видов образований, которые ранее считались неизлечимыми. Среди таких — рак поджелудочной железы или рак легких. Еще несколько лет назад не существовало никаких благоприятных методов их лечения, сейчас же появилась неоадъювантная лекарственная терапия (дооперационная) и адъювантная лекарственная терапия (послеоперационная), появляются препараты, к которым есть чувствительность. Редкие виды злокачественных образований сложнее вылечить не только потому, что существует мало способов, но и потому, что медики имеют меньше опыта работы с ними.

Раковая клетка.. Изображение: SciePro / Shutterstock

Международная группа ученых недавно выделила эффективный препарат трастузумаб дерукстекан, позволяющий бороться с HER2-положительным раком молочной железы. Он представляет собой комбинацию антитела и химиотерапевтического вещества. В ходе испытаний соединение продлило жизнь 500 пациенткам, не давая опухоли развиваться дальше (развитие метастатического рака было приостановлено примерно на десять месяцев), и улучшило выживаемость (на шесть месяцев) по сравнению с участницами, получавшими стандартную химиотерапию. Отечественные ученые из Курчатовского института также представили свое эффективное средство от рака груди. В ходе исследований было выявлено, что свинец-212 в процессе своего распада повреждает опухоль с помощью радиоактивного излучения. По мнению разработчиков, этот метод можно будет использовать для лечения злокачественных новообразований любого типа.

Препарат трастузумаб дерукстекан приостановил развитие метастаз на десять месяцев и улучшил выживаемость на шесть месяцев у 500 пациенток

В Медицинском колледже Бэйлора предложили свои сильнодействующие высокоспецифические соединения, подавляющие развитие рака с меньшими побочными эффектами. BET BD1-ингибиторы связываются с белками, имеющими бромодомен (взаимосвязаны с раком, воспалением, инфекционными заболеваниями и нарушениями обмена веществ).

Занятия спортом позволяют увеличить терапевтический эффект при раке.. Фото: Graham Mansfield / Unsplash

Преодолеть устойчивость опухолевых клеток к химиотерапии стало возможно благодаря работе врачей из Института химической биологии и фундаментальной медицины (ИХБФМ) сибирского отделения Российской академии наук. Там отключить защитную функцию организма (препятствующую эффективности лечения) решили с помощью модифицированных олигонуклеотидов (коротких синтетических фрагментов ДНК). Этот метод планируют применять при раке матки, простаты, меланомы и молочной железы.

Активные занятия физической культурой позволят повысить эффективность терапии, считают американские ученые из Медицинской школы Гроссмана при Нью-Йоркском университете. Испытуемые, выполняющие аэробные (полтора часа в неделю) и силовые (час в неделю) упражнения, имели общую пятилетнюю выживаемость на 50 процентов выше по сравнению с контрольной группой.

На 50 процентов увеличивают занятия спортом пятилетнюю выживаемость онкобольных

Увеличить случаи успешного излечения от рака последние наработки позволят в скором времени, после завершения всех стадий испытаний и повсеместного внедрения в клиническую практику.

Как нейросеть поможет в диагностике и лечении рака?

Ускорить процесс исследования по поиску новых препаратов, способов терапии и диагностики онкозаболеваний ученым помогают новейшие технологии, такие как использование искусственного интеллекта (ИИ), машинного и глубокого обучения. Алгоритмы компьютера уже зачастую применяются для поиска новых лекарственных соединений. Перспективность и эффективность ИИ объясняется просто: компьютер способен обработать гораздо больше информации и заметить то, что человек может пропустить (что может быть фатальным в случае диагностики рака).

Нейросеть активно внедряется в медицинскую сферу. . Фото: Gorodenkoff / Shutterstock

Российские специалисты из Сеченовского университета разрабатывают цифровой алгоритм для обнаружения опухолевых клеток на основе компьютерной томографии (КТ) легких. Все подозрительные зоны на КТ нейросеть распознает и затем подсвечивает, а непосредственно выводы и диагноз делает, конечно, врач. В будущем ученые хотят усовершенствовать свое устройство, чтобы компьютер также мог производить оценку опухоли и предлагать оптимальные варианты лечения.

А команда международных исследователей придумала, как выявить 50 видов рака только по простому анализу крови. Для этого ученые создали специальный алгоритм, который анализирует паттерны метилирования ДНК из тысяч образцов крови. Нейросеть обучили на основе образцов крови 1521 онкобольного и 1531 здорового человека. Программа смогла запомнить характерные критерии больных раком. Однако пока что эта технология нуждается в доработке: ее общая точность составила 44 процента, при этом зависит она от стадии заболевания (на ранней стадии до 18 процентов точности, а на поздних — практически 100 процентов). В работе других ученых алгоритм смог достигнуть 86-процентной точности в исследовании по диагностике рака поджелудочной железы.

86-процентной точности достигли алгоритмы нейросети по диагностике рака поджелудочной железы

Проблему недостаточно полных баз биомаркеров нейросетей по выявлению злокачественных опухолей отмечали ранее и в других испытаниях. Большинство из методов нуждаются в дополнительных экспериментах и доработках, но тем не менее они уже смогли изменить подход и эффективность интерпретации данных заболевания. Многие разработки еще не могут полноценно использоваться для помощи онкологам, но это — пока.