Нутригеномика и прогноз пищевой аллергии у детей

Собрав у него семейный и пищевой анамнез, проведя физикальное обследование и выполнив иммунологический анализ крови, вы также просканировали электронную карту его генома. Исходя из этой информации, вы разработали индивидуально для него рекомендации по питанию, объему физических нагрузок, приему лекарственных препаратов согласно предпочтительному для него образу жизни. Что это, научная фантастика или приоткрытая дверь в недалекое будущее?"

Сенцова Татьяна Борисовна
Профессор РНИМУ им. Н.И. Пирогова (кафедра госпитальной педиатрии №2 ПФ), д.м.н.

С подобной ситуацией педиатры сталкиваются буквально каждый день, и выход из нее может быть найден за счет того, что в настоящее время стали активно разрабатываться и внедряться принципы персонализированной медицины.

Персонализированная медицина — это интегральная медицина, которая включает разработку персонализированных средств лечения, в т.ч. и диетотерапию на основе геномики, тестирование на предрасположенность к болезням, профилактику, объединение диагностики с лечением и мониторинг лечения. В нашем понимании — это уход от стандартов , которые навязаны нам различными страховыми компаниями. Понятно, что страховщики исходят из того, что за все надо платить, и в основу этого заложена экономическая составляющая. С другой стороны, невозможно объяснить, почему страховщики пытаются сами указать, какие именно анализы нужно провести и какие препараты назначить. Каждый должен заниматься своим делом.

Уместно вспомнить в этой связи изречение русского великого ученого и медика С.П. Боткина о том, что "нужно лечить не болезнь, а больного", т.е. больного со спецификой своих особенностей, спецификой своего здоровья, спецификой своей болезни и т.д.

В развитии персонализированной медицины принято выделять несколько направлений. Прежде всего — это предсказание на основе геномных данных вероятности возникновения того или иного заболевания с последующей разработкой профилактической индивидуальной схемы. Предсказание дает нам прогноз, на основе которого мы можем выделить группы риска и проведение профилактических мероприятий, осуществление которых часто бывает намного эффективнее и дешевле, чем лечение возникающего впоследствии заболевания.

Попытки изучения генов предпринимались давно, однако первые публикации на этот счет появились 17 лет назад. По данным компании Celera, результаты которого изложены в журнале Science в 2001 г., общее число генов в геноме человека составляет от 26 383 до 39 114. Позже по результатам исследований, проведенных в Национальном институте геномных исследований США во главе с Френсисом Коллинзом, было установлено, что в геноме каждой клетки человека содержится около 32 000. Из них около 9000 генов рассматриваются как "гены кандидаты" в развитие различных заболеваний, причем доказано участие в том или ином заболевании лишь 387 генов, без учета опосредованных генов.

Сложность изучения генов состоит в том, что они являются недостаточно стабильной структурой. В некоторых случаях происходит замена различных аминокислот в структуре генов. Это явление называют полиморфизмом. Полиморфные гены — это гены, которые представлены в популяции несколькими разновидностями — аллелями, что обусловливает разнообразие признаков внутри вида. Таким образом, организм человека, используя полиморфизм генов, способен приспосабливаться к той или иной ситуации.

На эту темы были опубликованы работы. Например, по данным ученых из The SNP Consortium LTD в 1999 г., у человека подсчитано 3 млн пар вариабельных нуклеотидов. В этой связи специалисты начали разграничивать эти понятия и выделили две науки — нутригеномику и нутригенетику. Исходили из того, что нутригенетика представляет собой науку, описывающую варианты генов, связанных с различным ответом организма на прием нутриентов, и их участие в возникновении и течении болезней. Вместе с тем поскольку все процессы взаимосвязаны, любой нутриент, попадая в организм, также может оказывать влияние на геном. Изучением использования методов функциональной геномики для изучения ответа биологических систем на пищевые стимулы, что позволит лучше понять, как пищевые вещества влияют на метаболизм и гомеостаз, занимается нутригеномика.

Для чего же нужны эти науки? Во–первых, чтобы создавать индивидуальную диету. Они позволяют учитывать эффекты диеты на геном и метаболизм конкретного человека, а также влияние генотипа пациента на, например, такие алиментарно-зависимые заболевания, как сахарный диабет, подагра и др.

Все началось с японских ученых, исследования которых получили наименование "японо–гавайская загадка". В 1997 г. они решили изучить частоту заболеваемости рака желудка и рака молочной железы у жителей Японии. Было установлено, что заболеваемость раком желудка значительно превышала заболеваемость раком молочной железы. Впоследствии провели аналогичное исследование среди жителей, уехавших из Японии на соседние Гавайские острова, и пришли к выводу, что у пациентов второй и третьей генерации, т.е. у детей и внуков, заболеваемость раком молочной железы значительно возросла.

Учитывая схожесть климатических условий, причину решили искать в системе питания, которая значительно отличается друг от друга в двух странах. Изучали различные гены, в частности зависимость полиморфизма гена рецептора витамина D и риска возникновения колоректального рака при потреблении кальция (либо в небольших, либо в больших количествах).

По результатам исследования, небольшое количество потребленного кальция при генотипе VDR увеличило риск возникновения рака. Другими словами, малое количество кальция при определенном гене имело негативный эффект.

Затем аналогичным образом изучили влияние большой или маленькой доз кофеина на тот же ген и пришли к выводу, что при больших дозах кофеина минеральная плотность костной ткани позвоночника резко снижается.

Следующим этапом исследования стало изучение влияние диеты с низким содержанием жира на частоту рецидивов рака молочной железы. В результате был сделан вывод о том, что диета с низким содержание жира значительно снижает риск заболевания.

Цикл работ по исследованию нутриентов и генотипов продолжается и поныне. Однако в нутрициологии возникли некоторые проблемы. Прежде всего, здесь не работает эпидемиологический подход, принятый в диетологии. Исследователи сталкиваются с необъяснимыми с формальных позиций различиями в эпидемиологии алиментарно-зависимых заболеваний, в т.ч. пищевой аллергии.

Среди других существенных проблем — провальные результаты многолетних проспективных исследований с использованием в качестве профилактического средства гипоаллергенных адаптированных смесей, витаминов и различных нутриентов, опирающиеся на эпидемиологические данные, а также неубедительные в рамках рандомизированных контролируемых исследований результаты использования адаптированных смесей с различным источником белка.

Что касается нутригеномных исследований, то главными проблемами является их слишком высокая цена для практического здравоохранения, что делает их доступными лишь обеспеченным пациентам, а также сложности проведения рандомизированных клинических исследований фармакологического типа.

Несмотря на сложности все же существуют пути реализации нутригеномных исследований. Берется скрининг новых компонентов пищевых продуктов invitrum, которые получаются из микроорганизмов и растений, определяется их безопасность и эффективность на животных, затем проводится определение биомаркеров на человеке и генотипирование. Результаты таких исследований уже применяются на практике, например, в ветеринарии. В ряде стран занялись разведением коз с тем или иным набором генов, позволяющим влиять на содержание казеина и белка в молоке животных.

Проведенные нами исследования полиморфизма рецептора витамина D у детей с аллергией позволили сделать следующий вывод: выявление полиморфизма рецептора витамина D позволяет прогнозировать развитие пищевой аллергии у детей, маркером при этом является наличие аллеля А в полиморфном локусе BsmI гена VDR.

Вторым направлением развития персонализированной медицины является переход от традиционной клинической к персонализированной диагностике заболевания с учетом индивидуальных показателей пациента, в т.ч. биомаркеров различной молекулярной природы.

Наиболее часто пищевая аллергия развивается у детей первого года жизни, особенно тех, кто находится на искусственном питании. У детей до года иммунная систем еще должным образом не сформирована, работает в основном мукозальный иммунитет, т.е. иммунитет кишечника. Поэтому мы проводили исследования на содержание аллерген-специфических антител не крови ребенка, а в копрофильтратах с характеристикой мукозального иммунитета, что позволило в итоге получить данные, которые легли в основу запатентованной авторской разработки, которая позволяет подбирать причинно значимые пищевые аллергены и разрабатывать соответствующую диету.

Третьим направлением в персонализированной медицине стал выбор тактики лечения, в т.ч. и диетотерапии, с учетом индивидуальных показателей пациентов, т.е. мониторинг лечения посредством биомаркеров. Персонифицированная гипоаллергенная диетотерапия основана на выявлении причинно значимого аллергена. Но при этом нужно учитывать уровень и характер сенсибилизации, нутритивный статус, особенности функционального состояния органов пищеварения, характер и длительность предшествующего питания.

Иммунологическое обоснование к вводимым пищевым продуктам на основе выявления персонализированной их сенсибилизации дает возможность подбора тех продуктов которые можно употреблять в пищу ребенку при пищевой аллергии.

Подготовлено по материалам симпозиума "Междисциплинарные вопросы педиатрии" в рамках XXV Российского национального конгресса "Человек и лекарство"