Доц. Людмила Беленска: Невежеството е най-опасно за здравето

- Развитието на технологиите и конкретно AI с какво промениха генетиката и кое може да определим като най-модерното в тази област?

- Нека първо да съпоставим обема данни, с които се работи без изкуствен интелект и съответно с него. Преди широкото му приложение в молекулярната биология и медицината беше възможно да се анализират бази данни с обем от порядъка на гигабайти (10 на 9-а степен). Като пример около 2000 г. можеше да се изследват приблизително 1-10 GB. Тогава анализът се провеждаше предимно ръчно и с помощта на статистически модели, като беше възможно да се обхванат относително малки кохорти (групи от изследвани обекти). Така в генетиката беше възможно да се анализират десетки до стотици геноми на пациенти, а днес обхватът е от порядъка на милиони. За уточнение, геномът представлява съвкупността от цялата генетична информация (ДНК) в клетката, включително както кодиращите, така и некодиращите региони, организирани в 46-те хромозоми при човека. Геномът съдържа цялата информация за строежа и функционирането на организма, а мутациите, засягащи съставящите го гени, водят до различни по значение дефекти.

След навлизането на изкуствения интелект, особено след 2010 г., обхватът на генетичните анализи нарасна до порядъка на петабайти (10 на 15-та степен), а в някои случаи до екзабайти (10 на 18-та степен), което  е 100 000 – 1 000 000 пъти по-голям обем. С помощта на изкуствения интелект са създадени мащабни бази данни като GenBank или UK Biobank, които съдържат огромни обеми генетична и клинична информация и непрекъснато се допълват. Те позволяват анализ на различни генетични вариации в търсене на обяснение на механизма на различни физиологични и патологични процеси, както и разработване на персонализирани терапевтични стратегии.

По-важното в молекулярната биология и молекулярната медицина е, че изкуственият интелект не просто използва повече генетични данни, а комбинира и извежда изводи от многоизмерни данни. Така например се комбинират геномните данни с тези на транскриптома и с клинични характеристики.  Транскриптомът отразява експресираната част от генома, т.е. онази част, която има реален ефект, но и той подлежи на сложна регулация. В крайна сметка именно реализираните молекулярни процеси определят индивидуалната клинична картина.

- Какво означава това?

- Това означава, че наличието на даден генетичен вариант не води задължително до заболяване. Поради механизми на регулация и различна вероятност за изява, един потенциално патогенен вариант може да остане функционално „тих“. Изкуственият интелект намира приложение именно в оценката на вероятността даден генетичен вариант да има клинична изява. Или иначе казано – това, че в резултатите от генетичното изследване на един човек излиза, че има конкретни мутации, не означава автоматично, че той задължително ще е болен. Това има съществено значение в клиничната практика, например при генетично изследване на деца, при което се откриват варианти с неясно значение. В много случаи те не водят до заболяване, което позволява да се избегнат ненужни или дори потенциално вредни интервенции. Има и случаи, при които човек има мутации в ген за преработка на конкретно лекарство и да разбере по неприятен начин за това, чак когато някога бъде лекуван с него. Генетиката дава възможност да се провери и за такива мутации. Освен това изкуственият интелект позволява анализ на големи популации от геноми с цел идентифициране на клинично значими варианти и оценка на комбинирания ефект на множество гени. Това е особено важно при комплексни заболявания, където натрупването на варианти в различни гени може да допринася за развитието на конкретна патология. В този контекст прецизната генетична диагностика подпомага избора на най-подходящо персонализирано лечение.

- Може ли да кажем, че разбирането на взаимодействията между човешките гени е в основата на медицината на бъдещето?

- Да - но с едно важно уточнение: не само взаимодействията между гените, а взаимодействията между гени, среда и начин на живот са в основата на медицината на бъдещето. Съвременната наука показа, че повечето често срещани заболявания като сърдечносъдови, диабет или невроразвитийни разстройства не се дължат на един „дефектен“ ген, а на сложни мрежи от генетични варианти, които действат заедно и се влияят от фактори като начин на живот, стрес и околна среда. В този контекст ключова роля имат и нови научни направления като епигенетика - област, която изучава как външни фактори „включват“ или „изключват“ определени гени, без да променят самата ДНК. Това означава, че начинът ни на живот и средата могат реално да повлияят върху това как се проявяват гените ни.

Друго такова направление е метаболомиката - науката, която изследва всички малки молекули (метаболити) в организма и дава моментна картина на това как функционира обмяната на веществата. Тя позволява да се проследи как генетичната информация и външните фактори се „превеждат“ в реални биологични процеси. Именно тук изкуственият интелект е ключов - той позволява да се анализира тази сложност, да се изчислява индивидуалният риск и да се предвижда отговорът към терапия. Бъдещето не е просто да знаем какви гени носим, а да разбираме как те функционират в реални условия. Това прави възможна истинската прецизна медицина - лечение и превенция, насочени към конкретния човек, а не към „средния пациент“.

- Какви нови генетични изследвания се правят в момента по време на бременността, за да се ограничат рисковете от раждането на деца с увреждания?

- Днес генетичните изследвания по време на бременността позволяват много по-ранна и точна оценка на риска. Целта вече не е просто откриване на проблем, а прецизна оценка на риска и вземане на информирани решения. Това променя изцяло подхода - от реакция към превенция. Най-широко използван е неинвазивният пренатален тест, при който чрез кръв от майката се анализира фетална ДНК и се откриват най-честите хромозомни аномалии без риск за плода.

При съмнение за генетичен проблем се използват инвазивни диагностични методи като амниоцентеза и хорионбиопсия. Това са изследвания, при които се взема малко количество материал от самия плод, като при амниоцентезата това е околоплодна течност, а при хорионбиопсията - тъкан от плацентата. Така се получава директен достъп до ДНК на плода. След това има няколко варианта за генетично изследване: По-отдавнашен метод, който продължава да се използва успешно и днес, е хромозомен микрочип (microarray) - метод, който „сканира“ ДНК и може да открие дори много малки липсващи или допълнителни участъци, които са свързани със заболявания. Но най-модерната и информативна тенденция е секвенирането от ново поколение - включително секвениране на целия екзом (whole exome sequencing, WES), а в някои случаи и секвениране на целия геном (whole genome sequencing, WGS). Това е „прочитането“ на генетичния код - определяне на реда на буквите в ДНК, които носят информацията за организма. То позволява анализ на голям брой гени за наличие на мутации и откриване на редки заболявания още преди раждането. 

- Какво мислите за напредъка в изследването на българския геном и какво е нужно, за да имаме по-бърза полза от резултатите на тези проучвания?

- Напредъкът в изследването на българския геном е изключително важна стъпка, защото позволява да се разбере специфичният генетичен профил на нашата популация, а не да се разчита само на данни от други страни. Това има директно значение за по-точна диагностика, по-добра оценка на риска и по-ефективно персонализирано лечение. Но освен в медицината геномните изследвания имат и научно-историческа стойност - те могат да допринесат за по-ясно разбиране на произхода и генетичната история на българското население, както и на неговите връзки с други популации в Европа и извън нея. За да има обаче по-бърза и реална полза от тези резултати, са нужни няколко неща. Първо - създаване и поддържане на добре структурирани национални геномни бази данни, които да бъдат клинично свързани, а не само научни. Второ - интеграция на геномните данни в ежедневната медицинска практика, така че лекарите да могат да ги използват реално при диагностика и терапия. И трето - обучение на медицинските специалисти в областта на геномиката и интерпретацията на тези данни, защото без това дори най-модерната технология остава с ограничено приложение. Накратко - не е достатъчно само да секвенираме генома, важно е да го превърнем в работещ инструмент на медицината.

- Защо аутизмът няма връзка с ваксините според вас и като специалист по имунология как приемате антиваксърите?

- Първо е важно да се уточни, че аутизмът не е заболяване, а е състояние, което се проявява като особености в неврологичното развитие на децата, дължащи се на сложна комбинация от индивидуалните им генетични особености и факторите на средата. Второ е важно да се напомни един неоспорим факт, а именно, че ваксините са сред най-добре проучените и най-ефективни интервенции в медицината и са спасили милиони животи чрез предотвратяване на тежки инфекциозни заболявания. Именно заради плановото и добре обмислено като здравна стратегия прилагане на ваксините в последното столетие днес живеем със спокойствието, че едни от най-зловещите болести като едрата шарка са практически изчезнали от човешката популация, а други са силно ограничени в разпространението си. Трето е необходимо да се обърне внимание, че много от заболяванията, срещу които има ваксини, включени в задължителния имунизационен календар, сами по себе си - при неваксинираните деца и в по-тежките си форми - могат да доведат (макар и рядко) до развитие на състояния от аутистичния спектър, но също така нерядко се прекарват тежко и със сериозни усложнения. Такива заболявания са например морбили, варицела, полиомиелит и т.н.

Това, че аутизмът няма връзка с ваксините, не е само мое мнение, а то е формирано в хода на 25-годишната ми практика в сферата на молекулярната биология, медицинската биология и имунологията. Такава е и позицията на останалите специалисти в областта на имунологията и медицината. От десетилетия в медицината се провеждат огромен брой научни изследвания за това дали ваксините имат връзка с аутизма. Тези изследвания обхващат милиони деца от различни държави. Натрупаните данни безспорно показват, че честотата на аутизъм не се различава между ваксинирани и неваксинирани деца. Също така,данните от достоверните научни изследвания сочат, че съставките на самите ваксини не предизвикват здравни щети. Често объркване създава фактът, че първите прояви на аутизъм съвпадат по време с възрастта, в която се поставят основните детски ваксини, но това е времево съвпадение, а не причинност.

Телеграф

- Защо обаче има толкова хора, които са против ваксините?

- Нека отбележим, че срещу ваксините най-често са настроени хора без медицинско образование, които не познават механизмите им на действие и реалното въздействие на техните съставки върху човешкото развитие и здраве. В резултат в обществото се разпространяват научно необосновани твърдения, основани на страх, недоверие и погрешно тълкуване на некоректно представена информация. По-малкият проблем е как да не бъдат толерирани антиваксърските нагласи. Всъщност основният проблем е, че когато научният консенсус се подменя с лични убеждения, които не са основани на научни доказателства, а на ирационални опасения, това има реални последици за общественото здраве, особено за уязвими групи като деца и имунокомпрометирани пациенти. В този смисъл задачата на медицината не е конфронтация, а ясно, търпеливо и достъпно обяснение на данните, защото доверието се изгражда чрез информация, а не чрез натиск. Необходимо е и на държавно ниво да се разработи последователна стратегия за информирано и ефективно провеждане на ваксинациите. Съществена роля има здравното образование, като още в училище трябва по-ясно и разбираемо да се обясняват принципите на ваксинацията и имунологията.

- От научна гледна точка има ли начин да се въздейства на човешката популация така, че да става по-силна или по-уязвима от гледна точка на мутиращите вируси около нас?

- Нека започнем с това, че е важно да се знае, че няма реалистичен научно подкрепен механизъм, чрез който някой целенасочено и бързо да „направи“ цяла човешка популация по-силна или по-слаба спрямо вируси чрез скрито или масово генетично въздействие. Ако някой твърди, че подобно нещо е възможно, то неговите изводи най-вероятно идват от любителското четене на романи от жанра на научната фантастика. Дори такъв роман да е написан от професор по молекулярна медицина, много вероятно е авторът да се е забавлявал и да е целял да композира популярен текст, който да повиши продажбите на неговата книга. На моите студенти често повтарям да четат учебниците си и научните публикации в журнали, индексирани в Scopus и Web of Science, а не булевардни издания. В тях всяко едно истинско научно твърдение е преминало през сериозната критика на научна редакция от изявени специалисти в съответната научна област и не е допуснато да се публикуват, буквално да го наречем, глупости. Това, което реално работи, са дългосрочни процеси – имунитет, здравна политика, образование и социални условия. Различни общности в различни райони имат варианти на конкретни гени, които обуславят конкретна податливост към конкретни инфекциозни, но не само, заболявания. Едни хора са „слаби“ за едни болести, но неподатливи или устойчиви за други и обратното. В това няма нищо лошо и една правилна дългосрочна стратегия за навременна профилактика на заболеваемостта би довела до много добри резултати.

- Тоест все пак има механизми, които могат да ни направят по-устойчиви?

- От научна гледна точка – да, има механизми, чрез които може да се влияе върху това доколко една популация е по-устойчива или по-уязвима към вируси, включително мутиращи. Но това не става чрез „пряко насочено въздействие“ върху генома на цели популации по прост и контролируем начин, а чрез комбинация от биологични, медицински и социални фактори. Следва да се отбележи, че освен вируси има и бактерии, гъби, паразити, както и заболявания с неинфекциозна компонента като метаболитни, автоимунни, сърдечносъдови и др. Но нека не индуцираме излишна хипохондрия в обществото. Нека изброя какви са възможностите за повлияване на устойчивостта на човешката популация. На първо място, най-силният и реално приложим механизъм е чрез имунитета на популацията. Ваксинациите и преболедуването създават т.нар. колективен имунитет. Той намалява разпространението на вирусите и съответно ограничава възможностите им да мутират. Колкото по-малко циркулира един вирус, толкова по-малко „шансове“ има да създава нови варианти. Колективният имунитет е състояние, при което голяма част от хората в едно общество имат защита срещу дадено инфекциозно заболяване и се постига чрез ваксинация или преболедуване.

Това ограничава разпространението на причинителя, защото той среща все по-малко податливи хора. Резултатът е, че се предпазват не само имунизираните, но и тези, които не могат да се ваксинират, а именно бебета, много възрастни хора или пациенти с отслабена имунна система. Това хитро използват и антиваксърите… някои разсъждават така - „нали „другите“ ваксинират децата си, това пази нашите“. Второ, от значение е генетичната структура на популацията. В рамките на популационната генетика е известно, че определени генетични варианти могат да дават по-висока или по-ниска чувствителност към конкретни патогени (например рецептори, чрез които вирусите навлизат в клетките). Но такива промени настъпват бавно и това обхваща много поколения, чрез естествен отбор, а не чрез бърза външна намеса. Така да се каже – оцеляват по-устойчивите и те после дават потомство, което също като родителите си е по-устойчиво. Трето, фактори на средата и общественото здраве имат огромно значение. Хранене, хроничен стрес, замърсяване, достъп до здравеопазване и разпространение на инфекции влияят върху ефективността на имунния отговор. Популация с по-добро общо здраве е по-устойчива не защото е „генетично променена“, а защото имунната ѝ система функционира по-добре.

- Коя според вас е най-голямата опасност за човешкото здраве?

- Най-голямата опасност за човешкото здраве е невежеството. То идва от това, че човек не счита за важно да придобие истинска обща здравна култура, не стимулира придобиването й у децата си, а също и че в образователната и здравната политика не се акцентира достатъчно на прилагането на правилен и ефективен подход за ограмотяване по основни здравни въпроси. В момента участвам в компоненти на един такъв проект, който цели да даде на всеки един човек възможността да има достъп до софтуер, който съдържа информация за това как, когато наоколо няма достъп до медицинска помощ, бързо да си постави правилна диагноза и да предприеме правилни мерки сам да си окаже правилната и научно-базирана първа помощ. 

- Мислите ли, че здравното образование сред хората в България е на нивото на това, което нашите медицински факултети предлагат като образование на бъдещите лекари?

- Най-кратко казано - не, нивата са несъпоставими. Медицинските специалисти преминават през над десетгодишно обучение: от подготовката за приемните изпити, през шестгодишно университетско образование, до 3-5 години специализация. След това обучението не спира и всеки лекар е длъжен непрекъснато да се усъвършенства, за да следва научните постижения и да ги прилага в практиката. Моето дългогодишно наблюдение е не само върху отличните студенти, подготвяни от Медицинския факултет на СУ, но и върху всички медицински факултети в страната. Програмите за обучение на студентите по медицина са разработени в съгласие с Наредбата за единните държавни изисквания за придобиване на висше образование по специалността „Медицина“ и са одобрени от МОН и МЗ. Нещо повече, тази наредба е съгласувана със съответните такива изисквания за медицинското образование в Европейския съюз. Самите преподавателски кадри се назначават чрез много строги конкурси за придобиване на научни степени и звания съгласно Закона за придобиване на научни степени и звания и се допускат до такива конкурси само ако отговарят на тези високи критерии. Базите, в които се обучават студентите в специалностите „Медицина“ и „Медицинска сестра“, са разнородни като докато завършват, те преминават от най-базови условия за работа до най-високо технологични такива и така придобиват умения да работят с всеки пациент навсякъде – от полеви до луксозни условия.

Здравното образование сред общата, немедицинска популация в България, от друга страна, е накъсано и често недостатъчно. В училище темите за здраве и профилактика обикновено са ограничени, представени са на базово ниво и рядко изграждат реална здравна култура. Допълнително, голяма част от информацията, до която хората достигат, идва от интернет и социални мрежи, където качеството е силно неравномерно и не подлежи на истински контрол от здравни специалисти. В този ред на мисли човек без медицинско образование не е на нивото на такъв със и това е съвсем нормално. Както се казва, „Кой за каквото е учил“.

- Кое е най-голямото предизвикателство по отношение на преподавателската работа? Днешните студенти повече ли знаят?

- Най-голямото предизвикателство е необходимостта да се съчетае преподавателската работа с научноизследователската и с личния живот. Но немалко предизвикателство е да се работи при всякакви условия така, че да се постигне високо ниво на качество. Образованието е изключително ценен ресурс, а здравното образование още повече, защото това би стабилизирало обществото в държавата и би било предпоставка за прогрес и благоденствие. Днешните студенти в специалностите „Медицина“ и „Медицинска сестра“ са едни прекрасни млади хора, които от съвсем ранната си възраст са били мотивирани чистосърдечно да се квалифицират в това да се грижат за здравето на всеки един от нас. Това е една изключително приятна извадка от обществото – млади, възпитани, грамотни и добросъвестни, широкоскроени хора. А колкото до това дали в днешно време те знаят повече, отколкото предишните поколения студенти – да, категорично е така. Те вече не декламират текстове, те работят интегративно с научната информация, имат лесен и бърз достъп до нея и съответно по-добри предпоставки да я усвояват. На съвременния първокурсник не се налага да изчака да му „изчетат“ купища сухи лекции, докато завърши, за да научи нещо за конкретно заболяване. Той има свободен достъп както до информация, така и до своите преподаватели.

ТОВА Е ТЯ:

• Доц. Людмила Беленска е преподавател по биология на човека в катедра „Биология“, медицинска генетика и микробиология към Медицински факултет на СУ „Св. Климент Охридски“ от 2008 г.
• Завършва в СУ „Молекулярна биология“ през 2004 г., а през 2006 г. магистърска степен „Микробиология и микробиологичен контрол“ и СДК „Учител по биология“, а през 2014 г. специализира „Медицинска биология“
• През 2016 г. защитава дисертация в БАН по шифър 4.3. Биологически науки, специалност „Имунология“
• Работи в областта на автоимунните заболявания, сепсиса, неврорегенерацията и невроразвитийните разстройства, антибиотичната резистентност, генетиката, рецепторологията и паразитологията
• Автор е на няколко медицински книги и редица научни публикации с импакт фактор
• Специализирала е в Белгия, Италия и Германия

Людмил Христов