Работая в тишине своей лаборатории, статистик анализирует уровни загрязняющих веществ в Центральной долине Калифорнии. На другом конце кампуса иммунолог изучает множество бактерий, обитающих в пищеварительной системе человека. А в другой лаборатории группа постдокторантов по биоинформатике отслеживает тысячи записей биологических данных и типов генов.
Они входят в число более 140 специалистов в области акушерства, статистики, социологии, микробиологии, общественного здравоохранения, питания, генетики, иммунологии и других разнообразных областей, принимающих участие в работе Центра исследований преждевременных родов March of Dimes в Стэнфорде — смелого нового начинания, призванного решить одну из самых сложных проблем медицины — преждевременные роды.
Глобальное исследование, опубликованное в октябре, показывает, что недоношенность в настоящее время является основной причиной смерти новорождённых и детей в возрасте до пяти лет во всём мире. Ежегодно в мире около 15 миллионов детей рождаются преждевременно, и более миллиона умирают в течение первых 28 дней. Из более чем 4 миллионов детей, рождающихся ежегодно в США, каждый восьмой рождается преждевременно.
Чем раньше рождается ребёнок — менее чем на 28 неделе беременности в случаях, которые считаются крайне недоношенными, — тем больше осложнений он, скорее всего, столкнётся. Цена для общества огромна.
Несмотря на частоту и последствия преждевременных родов, их причины остаются неясными, и десятилетия исследований не способствовали снижению их распространенности. Лишь незначительные успехи были достигнуты в понимании многочисленных факторов, лежащих в основе этого явления, и в разработке стратегий профилактики преждевременных родов.
«Нам нужен другой образ мышления, который устранит любые предубеждения относительно того, что является причиной преждевременных родов, а также где и когда следует вмешиваться», — говорит главный исследователь Дэвид Стивенсон, доктор медицинских наук, профессор педиатрии имени Гарольда К. Фабера.
«Проблему невозможно решить, применяя традиционный изолированный подход, когда исследователи сосредотачиваются на одной дисциплине, одной проблеме или одной перспективе за раз», — добавляет Стивенсон, который также является директором Центра Джонсона по вопросам беременности и новорожденных в Детской больнице Люсиль Паккард в Стэнфорде.
Новый подход
Центр исследований недоношенности основан на новой концепции трансдисциплинарных исследований, которая фокусируется на одной проблеме с разных точек зрения, создавая перспективные коллаборации, объединяющие экспертов, которые обычно не взаимодействуют друг с другом. Система использует различные точки зрения для поиска новых решений проблемы, которая не улучшилась за последние 30 лет.
Помимо Стивенсона, исполняющего обязанности главного исследователя, исследовательский центр извлекает выгоду из совместного руководства трех соруководителей-исследователей, представляющих различные области: Морис Друзин, доктор медицинских наук, профессор акушерства и гинекологии – медицины матери и плода; Гэри Шоу, доктор философии, научный сотрудник неонатологии; и Пол Уайз, доктор медицинских наук, магистр общественного здравоохранения, профессор кафедры детского здоровья имени Ричарда Э. Бермана и профессор исследований и политики в области здравоохранения.
«Недоношенность — это не одно понятие, а широкая категория процессов», — говорит Уайз. «Трансдисциплинарный подход позволяет нам создать новый общий язык для изучения сложной проблемы, которая до сих пор не нашла решения».
Центр, открытый в 2011 году при финансовой поддержке March of Dimes в размере $20 миллионов долларов США в течение 10 лет, является первым в своем роде в стране и первым из пяти центров, запланированных для академических медицинских центров по всей территории США.
Его цели:
- Понять пути, ведущие к преждевременным родам
- Прогнозировать, какие женщины подвержены риску преждевременных родов
- Внедрить результаты исследований в клинические вмешательства и изменения политики для предотвращения преждевременных родов
- Уменьшить социальное неравенство, способствующее преждевременным родам
«Достигнут прогресс в выявлении внешних факторов риска, но мы до сих пор не знаем, что делает их факторами риска», — говорит Стивенсон, старший заместитель декана по вопросам охраны здоровья матери и ребёнка в Стэнфордском медицинском университете. «Почему такое воздействие, как стресс, вызывает изменения в биологии матери? Мы хотим определить процессы, ответственные за эти изменения, а затем воздействовать на эти молекулярные или клеточные пути».
От факторов риска окружающей среды до фундаментальных сигнальных путей и генетических взаимодействий между матерью и плодом — команды центра изучают преждевременные роды со всех сторон. Каждую неделю около 30 исследователей, постдокторантов и студентов собираются на сессиях «Среда недоношенных», чтобы обсудить идеи, сделать презентации и поделиться своими успехами.
«В зале полно творчески мыслящих людей, — говорит Сесель Куинтанс, административный директор. — Они горят желанием рассказать о своей работе и принять участие в жизни более широкой сети».
Шоу описывает этот процесс как «научный суп, объединяющий горы данных и координирующий усилия ведущих экспертов в, казалось бы, не связанных между собой областях. Затем мы планируем превратить это в реализуемые шаги».
Преодоление разрыва
Хотя недоношенные дети в США имеют больше шансов выжить и развиваться, чем дети, родившиеся в других странах, уровень младенческой смертности здесь всё ещё выше, чем в большинстве других развитых стран. Согласно одному недавнему исследованию, США заняли 173-е место в мире по уровню преждевременных родов, наравне с Сомали, Мьянмой и Мали. Высокий уровень младенческой смертности напрямую связан с большим количеством преждевременных родов, причём непропорционально большое их количество приходится на матерей из малопредставленных меньшинств и семей с низким доходом.
«Мы рассматриваем неравенство и различия в состоянии здоровья в более широком, глобальном масштабе», — говорит Уайз.
Трансдисциплинарный подход центра подразумевает, что исследователи и врачи совместно определяют оптимальные способы внедрения результатов исследований в практику лечения пациентов и оценки стратегий профилактики и диагностики. Вместе они собирают данные о социальных, биологических и клинических факторах, отражающих состояние здоровья беременных и рожениц, и выявляют факторы, способствующие преждевременным родам.
«У нас есть преимущество, поскольку важнейшие наборы данных уже имеются, но для создания полной картины важнейших явлений требуется время», — говорит эпидемиолог Джеффри Гулд, доктор медицинских наук, профессор педиатрии имени Роберта Л. Хесса.
Будучи директором Калифорнийского объединения по обеспечению качества перинатальной помощи, Гулд курирует сеть из более чем 130 калифорнийских больниц, предоставляющих интенсивную терапию новорожденным. Он использует данные по всему штату, чтобы определить, какие матери и дети подвержены высокому риску неблагоприятных исходов, и сократить разрыв между исследованиями и клинической помощью.
«Поскольку недоношенность встречается неравномерно, мы изучаем регионы, где наблюдается повышенный уровень заболеваемости», — говорит Гулд. «Мы ищем причины этого явления. Как только мы найдём движущие силы, мы сможем найти решение».
Более глубокое понимание
«Это партнёрство с благотворительным фондом March of Dimes подтверждает нашу готовность пробовать новое и творчески подходить к решению проблем», — говорит Стивенсон. «Командная наука — это создание новых связей, чем славится Стэнфорд, а проблема недоношенности стала своего рода связующим звеном между нами».
Были установлены некоторые причины и факторы риска преждевременных родов, такие как курение, употребление алкоголя во время беременности, высокое кровяное давление и диабет. Однако эти знания не привели к широкому принятию профилактических мер и не снизили число экстремально преждевременных родов. Существует настолько широкий спектр возможных факторов — биологических, поведенческих, социальных, физических и экологических, — а также их взаимодействий, что найти единую отправную точку крайне маловероятно.
Вместо этого центр уделяет особое внимание более комплексному, профилактическому подходу. Работа, проводимая в центре, позволяет глубже понять воспалительные и инфекционные процессы, которые, по-видимому, являются предвестниками преждевременных родов, а ранние результаты исследований помогли внедрить профилактические протоколы.
- Проект под руководством Дэвида Релмана, доктора медицинских наук, профессора инфекционных заболеваний, микробиологии и иммунологии, показал, что инфицирование амниотической жидкости является частой причиной преждевременных родов, а пораженные плоды могут быть предрасположены к краткосрочным и долгосрочным осложнениям. Он и его команда планируют выяснить, можно ли обнаружить инфекции до начала преждевременных родов, что может привести к разработке новых стратегий профилактики и лечения.
- В другом проекте, возглавляемом Шоу, анализировалась взаимосвязь между весом женщины и вероятностью преждевременных родов. Это исследование, крупнейшее в своем роде, показало, что женщины всех рас, страдающие ожирением до беременности, подвержены повышенному риску рождения крайне недоношенного ребенка (менее 28 недель беременности), однако вес не влияет на преждевременные или поздние преждевременные роды (между 28 и 37 неделями). Результаты исследования проясняют связь между ожирением и риском преждевременных родов и предполагают, что преждевременные роды могут иметь разные причины на разных сроках беременности.
- Эксперт по биоинформатике Атул Бьютт, доктор медицинских наук, доктор философии, доцент кафедры педиатрии, системной медицины и генетики, а также, по совместительству, информатики, использует сложные компьютерные алгоритмы, мощный компьютерный анализ и общедоступные базы данных для выявления генетических и средовых факторов, связанных с преждевременными родами. В его проекте были выделены два белка крови, сигнализирующих о наличии генов, связанных с преэклампсией – состоянием, вызывающим повышенное артериальное давление и преждевременные роды. Его команда обнаружила, что определенные гены в сочетании с воздействием факторов окружающей среды, таких как загрязнение, аллергены и питание, повышают риск преждевременных родов.
Другие исследователи изучают взаимосвязь между генетикой и окружающей средой, изменениями в микробиоме матери (микроорганизмах, живущих в организме человека) и интервалом между беременностями.
«В каком-то смысле технология — не самая сложная часть, и данные появляются быстро или уже есть», — говорит Бьютт. «Сложность теперь в том, чтобы понять, какой вопрос задать. А затем мы сможем написать программное обеспечение для ответа на него».
Изменить мир к лучшему
Центр и благотворительная организация March of Dimes уже оказали влияние на снижение частоты преждевременных родов на поздних сроках, внедрив рекомендации по врачебному вмешательству. С 1990 по 2006 год доля женщин, у которых роды были вызваны до 39 недель, более чем удвоилась. Кроме того, многим будущим матерям было назначено плановое повторное кесарево сечение до 39 недель. Поскольку предполагаемые сроки родов являются лишь приблизительными, роды, запланированные на 37 или 38 недель, могут фактически привести к преждевременным родам. Между тем, применение методов лечения бесплодия, приводящих к многоплодной беременности, также привело к увеличению частоты преждевременных родов.
Национальная кампания по информированию матерей и врачей о последствиях стимуляции родов уже значительно снизила число плановых стимуляций родов на сроках менее 39 недель. Поскольку врачи по-разному поддерживают женщин в конце беременности и придерживаются разных мнений о том, когда рекомендовать стимуляцию родов, в рамках кампании были разработаны конкретные, измеримые критерии для стимуляции родов. Также способствуют изменения в сроках и стратегии лечения бесплодия, которые приводят к увеличению числа многоплодных беременностей.
«Почти все больницы США внедрили этот инструментарий, и в результате снизились показатели поздних преждевременных родов», — говорит Друзин. «Ситуация была исправлена благодаря изменению практики. Но в случае крайне преждевременных родов улучшения незначительны. Ранние преждевременные роды исправить сложнее: дело не в родах, а в развитии».
Друзин также сыграл ключевую роль во внедрении новых критериев лечения преэклампсии и эклампсии. Рабочая группа под руководством Друзина разработала рекомендации по диагностике и лечению этих состояний. Руководство было скачано более 1000 раз в 48 штатах и запрошено больницами Мексики, Южной Америки и Европы. Данные последующего наблюдения уже используются в дополнительных исследованиях для дальнейшего совершенствования.
Он прогнозирует, что вместо использования одного диагностического теста специалисты будут учитывать множество факторов для создания профиля риска, который будет включать доход, расу, диету, стресс и воздействие окружающей среды, а также наличие бактерий, воспалений и генетических маркеров, которые могут указывать на повышенную вероятность преждевременных родов.
Шаги в правильном направлении
Будучи частью более крупного консорциума, Стэнфорд лидирует в применении научных достижений центра в медицинских услугах, которые принесут пользу новорожденным по всему миру и окажут влияние на здоровье людей во всем мире. Тесное сотрудничество ученых и врачей центра, а также доступ к интеллектуальным и технологическим ресурсам всего университета делают перспективы трансдисциплинарных исследований особенно обнадеживающими.
«Мы заложили основу командной науки», — говорит Шоу. «Мы поделились своими знаниями с другими организациями и будем тесно сотрудничать с другими центрами March of Dimes. Наша роль — быть институциональным наставником».
Руководство центра ожидает, что его работа будет развиваться со временем по мере сотрудничества с другими учреждениями и включения новых направлений научных исследований. Кроме того, вероятно, новые перспективы появятся у стипендиатов и стажеров, которые набирают опыт и формируют собственный исследовательский портфель.
Стивенсон добавляет, что команда намерена сотрудничать и дополнять усилия коллег из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, которые также начинают решать важную проблему недоношенности.
Друзин прогнозирует, что центр будет способствовать постепенному снижению числа преждевременных родов, в частности за счет разработки набора инструментов для врачей и просвещения общественности.
Исследователи центра настроены оптимистично и полагают, что в течение следующих пяти-десяти лет у них будет четкая картина причинно-следственных механизмов экстремально преждевременных родов и практические методы профилактики, которые они смогут предложить будущим матерям.
«Раньше я думала, что мы никогда не решим проблему недоношенности», — говорит Гулд. «Но теперь, после трёх лет работы центра, мы уже добились значительных успехов. Я думаю, мы на пути к существенным переменам для матерей и детей как на местном уровне, так и во всём мире».
Эта статья впервые появилась в выпуске журнала «The New York Times» осенью 2014 года. Детский новостной журнал Люсиль Паккард.
