Что такое прецизионная медицина и какую роль в ней играют большие данные
Медицина всегда ищет баланс между стандартизацией и индивидуальными методами лечения. С одной стороны, важно создавать воспроизводимые общие протоколы лечения, которые позволяют повышать качество врачебной помощи. С другой — нужно учитывать личные особенности каждого человека, чтобы терапия была наиболее эффективной. Последнее возможно в рамках прецизионной медицины.
В чем суть прецизионной медицины
Это направление, когда в лечении и профилактике заболеваний учитывают все индивидуальные особенности конкретного человека. В частности, генетику, обмен веществ, психическое состояние и условия окружающей среды. Такая комплексная терапия считается высокоточной и достаточно действенной.
Прецизионная медицина — новая область, но ее зачатки появились много столетий назад. В древности люди замечали, что одни и те же снадобья действуют на каждого человека по-разному. В Средневековье, в период эпидемий, доктора обращали внимание, что некоторые пациенты болеют не так, как остальные. В новое время появилась практика индивидуального подхода. Например, возникла идея истории болезни — когда каждый медицинский случай рассматривали как комбинацию наследственных факторов и истории жизни человека.
Как развивалась прецизионная медицина
Временем рождения непосредственно самого направления считается конец 20 века. Тогда специалисты заговорили о важности создания многофакторной базы данных на каждого пациента. В этом массиве информации должны учитываться разные нюансы: исследования на молекулярном уровне, анализ работы различных систем организма, описание всех полученных ранее видов лечения, психологические особенности человека.
Сначала прецизионной медициной особенно заинтересовались онкологи. Ясно, что злокачественные опухоли возникают из-за генетических «поломок», но чем они вызваны, — не всегда очевидно. У каждого конкретного пациента свой набор первопричин и предрасполагающих факторов, и чтобы бороться с болезнью эффективно, важно все их знать. Позже новая область медицины привлекла и других врачей. Прецизионная медицина может задать новую модель для всего здравоохранения. Его главная цель — предотвратить или максимально отсрочить заболевание.
Чем занимается прецизионная медицина
Профилактика и ранняя диагностика заболеваний. Алгоритмы анализируют историю здоровья пациента, находят похожие медицинские карты других людей и определяют риски развития определенных патологий. Это позволяет человеку скорректировать образ жизни так, чтобы болезнь не наступила.
Генетическая коррекция. Современные технологии типа CRISPR позволяют редактировать геном взрослого человека. В организм внедряют вирус, который разрезает ДНК и «показывает» клеткам образцовый фрагмент цепочки. Тогда удаленный участок восстанавливается уже без ошибок. Благодаря технологиям прецизионной медицины возникающие в коде мутации быстро обнаруживают и подбирают наиболее эффективные методы редактирования.
Создание таргетных лекарств. Алгоритмы анализируют данные о пациенте и определяют, к какой терапии он будет наиболее чувствителен. Если болезнь обусловлена генетическими факторами, можно целенаправленно уничтожать клетки с мутациями — это особенно актуально, если речь идет о различных формах онкологии.
Как большие данные подтолкнули развитие прецизионной медицины
Идея того, что можно накапливать и анализировать важные сведения о пациентах, выводить из них полезные закономерности, долго казалась утопической, но с развитием технологии Big Data начала обретать реальные черты.
- Информацию перевели из аналогового в цифровой формат, а бумажные медицинские карты — в электронные.
- Появились серверы с достаточным объемом памяти для хранения большого массива информации о пациентах.
- Технология сжатия данных значительно ускорила их передачу.
- Способы защиты информации стали сложнее и надежнее.
- Нейросети позволили быстро и эффективно анализировать структурированную и неструктурированную информацию.
Что такое биоинформатика
Чтобы алгоритмы могли обрабатывать большие данные, их нужно этому научить. Последним занимаются специалисты по биоинформатике. Это междисциплинарная область на стыке информатики, математики, биологии, химии, физики.
Биоинформатику впервые использовали, когда занялись расшифровкой генома различных организмов. Информацию, которая в него «упакована», можно представить как очень длинный текст из нескольких миллиардов символов. Охватить этот массив одному человеку или даже группе ученых практически невозможно. Тогда биологи обратились за помощью к программистам, и те разработали специальное ПО для анализа данных. Направление развивалось, к работе с массивами начали привлекать нейросети.
Сейчас биоинформатику применяют в прецизионной медицине. Алгоритмы выводят закономерности в развитии различных заболеваний. А следовательно, помогают просчитать риск их развития у каждого конкретного пациента и подобрать индивидуальную схему лечения.