Эксперимент с монахинями

В 1986 году Дэвиду Сноудону, эпидемиологу из Университета Кентукки, удалось добиться от 678 монахинь разрешения использовать их мозг в научных целях. Монахини из католической Школы сестер Нотр-Дам согласились принять участие в оригинальном исследовании Сноудона, который изучал причины болезни Альцгеймера.

Все эти женщины (на момент начала эксперимента им было от 75 до 103 лет) каждый год, до конца жизни, проходили тесты на проверку памяти. После их смерти можно было исследовать их мозг. Они пообещали Сноудону, что позволят его сотрудникам изъять их самый ценный орган для анализа на признаки болезни Альцгеймера, независимо от того, проявлялась у них деменция или нет.

Благодаря щедрости тех монахинь ученые получили уникальную информацию. Поскольку ни одна из женщин не имела детей, не курила и не злоупотребляла алкогольными напитками, можно было исключить внешние факторы, которые, как считается, повышают шансы на развитие болезни Альцгеймера. А поскольку все они придерживались одинакового образа жизни и всем в равной степени оказывалась медицинская и социальная помощь, с их стороны условия эксперимента соблюдались аккуратно.

Все шло по плану, но спустя несколько лет ученые поняли, что из эксперимента с этой группой испытуемых можно извлечь бесценную информацию другого рода. В молодости, прежде чем дать монашеский обет и быть принятыми в сестринство, эти женщины, многие из которых ныне достигли преклонного возраста, должны были представить в письменном виде свою автобиографию. Они писали о себе, когда им было в среднем по двадцать два года, за несколько десятков лет до проявления каких-либо симптомов деменции. Поразительно, но ученые заметили в их сочинениях намеки на их далекое будущее.

Ученые обнаружили связь между тем, насколько богатым и образным языком тогда еще молодые девушки выражали свои мысли, и вероятностью развития у них деменции в старости.

Вот цитата из автобиографии одной монахини, прекрасно сохранившей когнитивные способности:

После восьмого класса, в 1921 году, я мечтала поступить в сестринскую общину Манкейто, но не осмеливалась заговорить об этом с родителями. Тогда сестра Агреда попросила их за меня, и мои родители охотно дали согласие.

Сравните с другой фразой, которую когда-то написала будущая монахиня, чья память на склоне лет неуклонно слабела: “После школы я работала на почте”.

Корреляция была настолько четкой, что исследователи могли прочесть эти тексты и предсказать, кому из авторов грозит деменция. Девяносто процентов монахинь с болезнью Альцгеймера в молодости показали “низкий уровень владения языком”, и лишь у 13 % из сохранивших в старости полноценные умственные способности, автобиографии отличались “низкой плотностью мыслей”.

Этот эксперимент показал, в частности, как много нам еще предстоит узнать о нашем организме. Мы поняли, что такая связь возможна – но каковы ее причины? Действительно ли качественное образование предотвращает деменцию? Или тем, у кого есть склонность к развитию болезни Альцгеймера, удобнее обходиться примитивными фразами? Однако по результатам исследования можно предположить, что болезнь Альцгеймера развивается в течение нескольких десятилетий.

Для нас сейчас важнее тот вывод, что еще за годы до проявления первых симптомов заболевания нежданно-негаданно полученные крупицы информации позволяют сделать осторожный прогноз о состоянии нашего здоровья в последующие годы. Все это дает повод задуматься о могуществе медицинских алгоритмов будущего, которые могли бы раскапывать информацию. Может статься, когда-нибудь они научатся распознавать признаки онкологических заболеваний за несколько лет до того, как их заметят врачи.

Предсказательные силы

В конце 1970-х годов, в датской провинции Рибе, группа патологов приступила к двусторонней мастэктомии у трупов. Возраст 83 умерших женщин варьировался от 22 до 89 лет, причем 6 из них скончались от инвазивного рака груди. Естественно, когда изъятые органы подготовили к исследованию – то есть рассекли каждую молочную железу на четыре части и взяли тонкие срезы для изучения на стеклах – в этих шести образцах были отмечены характерные изменения. Но к огромному удивлению исследователей, настораживающие признаки рака груди, которые обычно врачи лабораторной диагностики выискивают у живых пациенток, обнаружились почти у каждой четвертой из остальных 77 женщин, хотя они умерли совершенно по другим причинам – например, от сердечно-сосудистых заболеваний или в автомобильной катастрофе.

У четырнадцати, не имевших при жизни никаких симптомов болезни, нашли клетки рака in situ, не вышедшего за пределы млечных протоков и железы. Те самые клетки, из-за которых их носительницам при жизни поставили бы диагноз “рак груди”. У троих обнаружили атипичные клетки – тоже повод для беспокойства при биопсии, – и у одной оказался самый настоящий инвазивный рак, при том что до самой смерти она об этом даже не догадывалась.

Эти цифры всех удивили, но они не были ошибкой эксперимента. Похожие результаты получили и другие исследователи. Действительно, по некоторым оценкам, около 9 % женщин ходят с раковой опухолью в груди, ничего не подозревая, – это примерно в десять раз больше той доли женщин, у кого диагностируются злокачественные новообразования в молочной железе.

В чем же дело? Неужели мы и впрямь имеем тихую эпидемию? Нет, считает доктор Джонатан Каневски, новатор в области медицины, хирург из канадского Университета Макгилла. Во всяком случае, не совсем. Потому что не всегда надо волноваться из-за того, что обнаружен рак:

Если в организме есть раковые клетки, иммунная система может идентифицировать их как мутировавшие, немедленно бросится в атаку и постарается их уничтожить – такой рак не разовьется до угрожающего состояния. Но иммунная система может разладиться, в таком случае организм позволяет опухоли расти и развиваться. Вот тогда рак может вас убить.

Новообразования развиваются по-разному. С одними разберется ваш организм, другие так и будут вести себя более или менее спокойно до вашей кончины, третьи перерастут в агрессивные, ярко выраженные раковые опухоли. К сожалению, зачастую мы не можем угадать, чем грозит то или иное новообразование.

Именно по этой причине коварные промежуточные состояния между доброкачественной опухолью и запущенным раком могут создать нам массу проблем. Это всего лишь классификация, и врачи должны руководствоваться ею, но, если какие-то клетки в биоптате вызовут подозрения у врача, выбранная категория просто поможет описать текущую картину. Не факт, что можно будет дать прогноз относительно того, что вас ждет. Однако пациента, безусловно, больше всего волнует прогноз.

В итоге врачи и пациенты нередко проявляют излишнюю предусмотрительность при выборе лечения. Возьмем, к примеру, рак in situ. Эта стадия приближается к более опасной области спектра – опухоль растет, но пока еще не задевает прилегающие ткани. Дело нешуточное, но до смертельно опасной стадии преинвазивный рак in situ дойдет лишь в одном случае из десяти. Тем не менее в США каждой четвертой женщине с таким диагнозом грозит тотальная мастэктомия – тяжелая операция с очень серьезными последствиями для ее физического и психологического состояния.

В самом деле, чем глубже и основательнее проводится скрининг молочных желез, тем сильнее это сказывается на тех женщинах, которые иначе жили бы счастливо, даже не думая ни о каких новообразованиях. Группа независимых ученых из Великобритании пришла к выводу, что для 43 из каждых 10 000 женщин, которые в ближайшие двадцать лет пройдут маммографию, удастся предотвратить смерть от рака груди. А согласно результатам исследования, опубликованным в New England Journal of Medicine, опасные для жизни опухоли будут выявлены у 30 из каждых 100 000 женщин, явившихся на плановую маммографию. Но, в зависимости от источника статистических данных, втрое или даже вчетверо больше женщин будет лечиться от опухолей, вовсе не представляющих опасности.

Если вы хорошо умеете находить отклонения от нормы, но плохо представляете себе дальнейшее развитие заболевания, вам будет трудно бороться с перегибами в диагностике и выборе методов лечения. И все-таки надежда есть. Иногда, как и с автобиографиями монахинь, в старых и более свежих данных о пациенте удается заметить кое-какие ориентиры, позволяющие предположить, что будет с его здоровьем спустя несколько лет. В таком случае поиск подобной информации – самая подходящая работа для нейросети.

На поле боя, где врачи десятилетиями бьются над вопросом, почему одно отклонение от нормы опаснее другого, алгоритм, которому не разъяснили, что именно искать, может проявить себя с лучшей стороны. Если только вам удастся собрать для обучения алгоритма достаточно обширную коллекцию снимков биоптатов – как неизбежно метастазирующих (то есть поражающих и другие органы) опухолей, так и не дающих метастазов, – абсолютно свободный от теоретических предубеждений алгоритм смог бы выудить скрытые наводки на прогноз вашего здоровья. Как говорит Джонатан Каневски, “алгоритму вполне по силам найти на каждом изображении характерные особенности, по которым будет понятно, даст ли опухоль метастазы”.

С таким алгоритмом тип биоптата уже не имеет ключевого значения. Уже не так интересно, почему да отчего – вы сразу получаете ответ на самый волнующий вопрос: нужно вам лечиться или нет?

Отрадно, что подобные алгоритмы разрабатываются. Уже знакомый нам патолог из Гарварда и директор компании PathAI Энди Бек недавно опробовал свой алгоритм на серии образцов, взятых у пациентов из Нидерландов, и обнаружил, что самые точные прогностические показатели выживаемости были получены не из биоптатов опухоли, а из образцов прилегающих тканей с отклонениями от нормы. Это большой шаг вперед – впечатляющий пример самостоятельной исследовательской работы алгоритмов и подтверждение их способности находить паттерны, благодаря чему наши прогнозы становятся более надежными.

Само собой, при этом мы получаем колоссальный объем информации. Благодаря массовым маммографическим обследованиям в разных странах мы имеем больше снимков молочных желез, чем любого другого органа. Я не врач клинической диагностики, но все специалисты, с кем я говорила, уверяли меня, что уже в обозримом будущем мы сможем достоверно предсказывать, переродится ли сомнительное новообразование в рак. Очень может быть, что к тому времени, когда моя книга выйдет в мягкой обложке, кто-нибудь где-нибудь уже воплотит в жизнь эту революционную идею.