Найти пути лечения заболевания, оценить
эффективность препарата, может ли в этом помочь ЭВМ?
Компьютерные технологии достаточно широко распространены
в немедицинских исследованиях. Различные ситуации в
климатологии и геологии моделируются с помощью компьютеров,
инженеры проектируют сложные конструкции, используя
математическую симуляцию чаще, чем создание и тестирование
реальных прототипов. Только в области науки, связанные с
изучением человека, компьютерные технологии продвигались
очень медленно. Однако ситуация меняется на глазах, и
электронно-вычислительная техника находит все более широкое
применение в биомедицинских исследованиях.
Билл и Аллен - пациенты, страдающие бронхиальной астмой.
Несмотря на то, что они ни разу не были на приёме у врача,
на зависть другим больным они имеют возможность использовать
новейшие препараты и методики для лечения своей болезни.
Правда, в ходе лечения их состояние может значительно
ухудшиться, и они могут даже умереть, но эта проблема
поправима и решается она всего лишь одним щелчком
компьютерной "мышки", а все потому, что Билл и Аллен -
пациенты виртуальные. Работа с такими электронными больными
способна заменить собой крупные дорогостоящие исследования,
позволяет испытывать препараты, которых даже ещё не
существует в природе, не говоря уже о специальном разрешении
на их применение у человека.
Так же, как и настоящие, виртуальные больные могут
по-разному воспринимать назначенное лечение. Точное знание
различий между электронными пациентами позволяет лучше
учесть влияние большинства важных факторов на течение
болезни и развитие осложнений.
Поскольку бронхиальная астма - очень сложное и не до
конца изученное заболевание, в основе моделей виртуальных
пациентов лежат различные взгляды на его патогенез,
выбранные экспериментаторами. Так, при создании Билла
использовали гипотезу о том, что специальная сигнальная
молекула интерлейкин-5 избыточно стимулирует клетки
иммунной системы - эозинофилы, которые активируют процессы
воспаления, приводящие в конечном итоге к приступу астмы. У
Аллена же активация болезни происходит в том случае, когда
другие клетки иммунной системы - макрофаги - приводят
к нарушению проходимости дыхательных путей.
Билл и Аллен были специально созданы для проверки
возможности использования блокаторов интерлейкина-5 в
лечении и профилактике приступов астмы. Оказалось, что при
воздействии виртуальных аллергенов и без лечения приступ
астмы у Билла продолжался более длительное время, чем это
обычно бывает у реальных больных. Данный факт навёл
экспериментаторов на мысль, что механизм астмы Билла, судя
по всему, не является отражением действительности. Поскольку
же симуляция введения блокатора интерлейкина-5 предотвращала
развитие приступа у Билла, но не была эффективной у Аллена,
чья модель ближе к реальности, фармацевтическая компания
прекратила разработку таких препаратов для лечения астмы.
Это только один из примеров использования компьютерного
моделирования в биомедицинских исследованиях. Учёными
создаются и изучаются модели отдельных клеток, органов,
метаболических путей, разрабатываются алгоритмы оказания
медицинской помощи при различных заболеваниях. Множество
фактов свидетельствует о том, что компьютерные технологии в
дальнейшем все шире будут использоваться для изучения живых
систем, а не только при проектировании машин и моделей
одежды.
В то же время стоит обратить внимание на то, что любая
модель не является совершенной. Чем глубже представления о
проблеме, тем ближе симуляция к реальности, но при полном
отсутствии понимания смоделировать интересующую ситуацию
вовсе невозможно.
Science News 2002, Vol. 162, No. 24
По материалам
Science News Online
