Исследователи из Медицинской школы Стэнфордского университета и шести других учреждений разработали новый диагностический инструмент для редкого и смертельного аутоиммунного заболевания, поражающего кожу и внутренние органы.
Измеряя активность генов в крошечных образцах кожи, исследователи смогли предсказать прогрессирование заболевания у пациентов на год раньше, чем врачи, которые использовали стандартные методы оценки пациентов.
Исследование будет опубликовано в декабре. 22 в JCI Insight. Ведущими авторами являются Шейн Лофгрен, научный сотрудник Стэнфордского университета, и Моник Хинчклифф, доктор медицины, доцент медицины Северо-Западного университета. Старший автор – Пурвеш Хатри, доктор философии, доцент медицины в Стэнфорде.
Системный склероз, также называемый склеродермией, представляет собой аутоиммунное заболевание, которое вызывает утолщение кожи и внутренних органов, таких как почки и легкие, в виде рубцов. По словам Хинчклиффа, системный склероз поражает около 100 000 человек в США.
Лучшее испытание
Причина системного склероза неизвестна, и нет одобренных Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США лекарств для его лечения. Многим пациентам назначают препараты, одобренные для использования при других заболеваниях, но каждый препарат клинически эффективен только у части пациентов.
Чтобы узнать, реагирует ли пациент на лечение, врачи используют тест, называемый модифицированной шкалой кожи Роднана, в которой врач зажимает кожу, чтобы увидеть, насколько она толстая. Для теста врач сжимает кожу пациента в 17 местах, оценивает толщину каждой полоски кожи по шкале от 0 до 3 и складывает баллы, чтобы получить максимальный балл 51.
"Это очень грубая мера," Хатри сказал. Он отметил, что, несмотря на тщательную подготовку, врачи могут ставить одному и тому же пациенту разные оценки.
По словам Хинчклиффа, разные врачи, оценивающие одних и тех же пациентов, могут соглашаться только в 60-70% случаев. "Меня всегда смущало ущипнуть кожу пациента в 17 областях, чтобы попытаться точно оценить степень фиброза кожи. В наши дни, кажется, нам следует быть более точными," она сказала.
По словам Хатри, поскольку показатели прогрессирования заболевания неточны, врачам может потребоваться два года, чтобы убедиться в том, оказывает ли данное лечение какой-либо эффект. Давно требовалось более точное измерение прогрессирования болезни.
Команда использовала общедоступные данные о пациентах, предоставленные больницами по всей территории США, для поиска набора генов, активность которых будет отмечать прогрессирование системного склероза, или SSc.
Экспрессия генов – это процесс, с помощью которого клетки извлекают информацию из генов и преобразуют ее в молекулы белка или РНК. Клетки обладают способностью экспрессировать больше или меньше каждой молекулы, создавая паттерн экспрессии, который изменяется в зависимости от наличия инфекций или аутоиммунных заболеваний, таких как SSc. Хатри и его команда идентифицировали 415 генов, экспрессия которых изменилась в соответствии с закономерностью, указывающей на то, насколько серьезным стал ССД человека. Исследователи смогли использовать эти паттерны экспрессии генов в качестве основы для теста, который они назвали SSc Skin Severity Score, или 4S. Они использовали данные пациентов SSc из двух клинических центров, чтобы идентифицировать 415 генов, и наборы данных пациентов из пяти дополнительных центров, чтобы подтвердить новый тест. Они также включали данные здоровых участников, которые служили контролем.
По словам Хатри, было легко отличить данные об экспрессии генов, относящиеся к образцам здоровой кожи, от данных для образцов пораженной кожи. "Данные для всей здоровой кожи упали в один пузырь," он сказал, "в то время как все данные по пациентам со склеродермией укладывались в другой."
Получение результатов годом ранее
Команда изучила данные когорты пациентов Северо-Западного университета, которые неоднократно тестировались с помощью теста на защемление кожи во время лечения препаратом. Тест 4S, примененный к этому ранее существовавшему набору данных о пациентах, мог отличить пациентов, у которых улучшалось состояние, от тех, кому не было 12 месяцев после начала лечения. В отличие от этого, врачам понадобилось 24 месяца, чтобы определить, у каких пациентов состояние улучшилось, на кожный щипковый тест на том же наборе данных.
"По данным Northwestern, все пациенты получали одно и то же лечение, одно и то же лекарство," сказал Шейн. "Тем не менее, мы смогли предсказать за год до врача, каким пациентам становилось лучше, а каким становилось хуже."
По словам исследователей, для подтверждения теста 4S необходимы клинические испытания, в отличие от ретроспективных исследований, посвященных ранее существовавшим данным. Но если это сработает так, как надеются Хатри и его сотрудники, врачи смогут гораздо быстрее оценить реакцию пациентов на лечение, чтобы их можно было переключить на другое лечение, которое может сработать. Тест также может помочь в поиске лучших методов лечения.
"И что было действительно круто, так это то, что мы могли предсказать на индивидуальном уровне, каким пациентам станет лучше или хуже," Хатри сказал.
Тест 4S – это пример внимания Стэнфордской медицины к точному здоровью, цель которого – предвидеть и предотвращать заболевание у здоровых, а также точно диагностировать и лечить болезнь у больных.
Возможное лечение?
По словам Хатри, исследование также выявило сигнал активности гена, предполагающий участие рецепторов эпидермального фактора роста в заболевании – факт, который ранее был неизвестен. EGFR важен для деления клеток и играет роль в развитии рака и других заболеваний. В СС, "мы показали, что EGFR постоянно повышается," Хатри сказал. И, добавил он, препараты, одобренные FDA для лечения состояний, связанных с EGFR, могут оказаться полезными при лечении пациентов с системным склерозом.
Вскоре, сказал он, его команда начнет давать препараты, ингибирующие EGFR, мышам со склеродермальным заболеванием, чтобы посмотреть, поможет ли это.
"Это очень волнительно," сказал Хатри. "Это болезнь, которая ставит людей в тупик более 25 лет."