Лазерные прорывы

 

Нобе­лев­скую пре­мию по физи­ке 2018 года, о при­суж­де­нии кото­рой было объ­яв­ле­но 2 октяб­ря, для ТрВ-Нау­ка ком­мен­ти­ру­ет канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр. Инсти­ту­та при­клад­ной физи­ки РАН, автор науч­но-попу­ляр­но­го кана­ла в мес­сен­дже­ре Telegram @physh Артём Кор­жи­ма­нов.

Как обыч­но в нача­ле октяб­ря, мир на про­шед­шей неде­ле узнал име­на оче­ред­ных лау­ре­а­тов Нобе­лев­ской пре­мии. По физи­ке она была раз­де­ле­на меж­ду тре­мя уче­ны­ми. Поло­ви­на ушла Арту­ру Эшки­ну (Arthur Ashkin) за изоб­ре­те­ние лазер­но­го пин­це­та, а еще поло­ви­ну поде­ли­ли поров­ну Жерар Муру (Gerard Mourou) и Дон­на Стри­кланд (Donna Strickland) за метод гене­ра­ции высо­ко­ин­тен­сив­ных уль­тра­ко­рот­ких опти­че­ских импуль­сов.

Несмот­ря на то что обе пре­мии объ­еди­не­ны фор­му­ли­ров­кой «за иссле­до­ва­ния в обла­сти лазер­ной физи­ки», ее две поло­ви­ны вру­че­ны за два прак­ти­че­ски никак не пере­се­ка­ю­щих­ся дости­же­ния, ока­зав­ших оди­на­ко­во боль­шое вли­я­ние на дру­гие обла­сти нау­ки.

Лазер­ный, или опти­че­ский, пин­цет — это устрой­ство, кото­рое поз­во­ля­ет мани­пу­ли­ро­вать мик­ро­ско­пи­че­ски­ми объ­ек­та­ми при помо­щи лазер­ных пуч­ков. О том, что свет может дви­гать пред­ме­ты, люди зна­ют как мини­мум с нача­ла XX века — имен­но тогда Пётр Лебе­дев экс­пе­ри­мен­таль­но дока­зал суще­ство­ва­ние све­то­во­го дав­ле­ния. Одна­ко есть еще одна воз­мож­ность для пере­дви­же­ния частиц све­том. Если части­ца про­зрач­на, то свет в ней может пре­лом­лять­ся, меняя направ­ле­ние сво­е­го дви­же­ния. Но, посколь­ку свет пере­но­сит импульс, то, гру­бо гово­ря, по тре­тье­му зако­ну Нью­то­на, или, кор­рект­нее, из зако­на сохра­не­ния импуль­са, сле­ду­ет, что части­ца долж­на начать дви­гать­ся в про­ти­во­по­лож­ную сто­ро­ну. Обыч­но воз­ни­ка­ю­щие таким обра­зом силы ском­пен­си­ро­ва­ны и части­ца непо­движ­на, одна­ко если интен­сив­ность све­та рас­пре­де­ле­на силь­но неод­но­род­но, то с одной сто­ро­ны части­цы будет пре­лом­лять­ся боль­ше све­та, а с дру­гой — мень­ше, что при­ве­дет к воз­ник­но­ве­нию резуль­ти­ру­ю­щей силы, направ­лен­ной в сто­ро­ну боль­шей интен­сив­но­сти.

Пио­нер­ские рабо­ты в этой обла­сти выпол­не­ны Арту­ром Эшки­ным еще в сере­дине 1980-х годов. С тех пор лазер­ные пин­це­ты пре­вра­ти­лись в рутин­ный инстру­мент и обес­пе­чи­ли насто­я­щий про­рыв во мно­гих при­ло­же­ни­ях, в кото­рых надо управ­лять поло­же­ни­ем мик­ро­ско­пи­че­ских объ­ек­тов. В первую оче­редь -и это отдель­но под­черк­ну­то в фор­му­ли­ров­ке Нобе­лев­ско­го коми­те­та — речь, конеч­но, идет о био­ло­гии и меди­цине и мани­пу­ля­ци­ях с отдель­ны­ми клет­ка­ми.

Сто­ит отме­тить, что Эшкин стал самым пожи­лым лау­ре­а­том Нобе­лев­ской пре­мии в исто­рии. На момент при­суж­де­ния ему испол­ни­лось 96 лет.

Рабо­та Жера­ра Муру и Дон­ны Стри­кланд свя­за­на с зада­чей дости­же­ния рекорд­но высо­ких мощ­но­стей лазер­но­го излу­че­ния. Соб­ствен­но, с момен­та изоб­ре­те­ния лазе­ра в 1960 году это направ­ле­ние было одним из основ­ных в обла­сти лазер­ной физи­ки, и уже к кон­цу 1960-х были полу­че­ны импуль­сы мощ­но­стью в несколь­ко гига­ватт.

Такая высо­кая мощ­ность дости­га­лась при отно­си­тель­но неболь­ших затра­тах энер­гии за счет раз­ви­тия мето­дов гене­ра­ции корот­ких импуль­сов. Харак­тер­ная дли­тель­ность импуль­са состав­ля­ла несколь­ко нано­се­кунд (1 нано­се­кун­да = 10-9 секун­ды), поэто­му при мощ­но­сти в 1 ГВт они име­ли энер­гию все­го в несколь­ко джо­у­лей — мень­ше, чем у кир­пи­ча, выпав­ше­го из рук.

На гига­ватт­ном уровне мощ­но­сти, одна­ко, воз­ник­ла про­бле­ма. Лазер­ное излу­че­ние начи­на­ло раз­ру­шать те кри­стал­лы, в кото­рых про­ис­хо­ди­ло его уси­ле­ние. Есте­ствен­ным путем борь­бы с этим ста­ло уве­ли­че­ние попе­реч­ных раз­ме­ров кри­стал­лов и све­де­ние в точ­ке излу­че­ния боль­шо­го чис­ла лазер­ных импуль­сов. Оче­вид­ная про­бле­ма заклю­ча­лась в том, что было чрез­вы­чай­но труд­но вырас­тить кри­стал­лы опти­че­ско­го каче­ства диа­мет­ром боль­ше десят­ка сан­ти­мет­ров, а све­де­ние в точ­ке десят­ков лазер­ных лучей тре­бо­ва­ло боль­ших и слож­ных систем син­хро­ни­за­ции.

Тем не менее в рам­ках про­грам­мы лазер­но­го тер­мо­ядер­но­го син­те­за к 1984 году в Ливер­мор­ской наци­о­наль­ной лабо­ра­то­рии (США) была созда­на 10-каналь­ная систе­ма Nova сум­мар­ной мощ­но­стью 50 ТВт и с впе­чат­ля­ю­щей энер­ги­ей в 10 кДж.

Имен­но в этом момент при­е­хав­ший из Фран­ции науч­ный сотруд­ник Роче­стер­ско­го уни­вер­си­те­та Ж. Муру и его аспи­рант­ка Д. Стри­кланд выпус­ка­ют ста­тью, в кото­рой пред­ла­га­ют прин­ци­пи­аль­но иной под­ход к дости­же­нию рекорд но высо­ких мощ­но­стей. Пред­ло­жен­ный ими метод полу­чил назва­ние «уси­ле­ние чир­пи­ро­ван­ных импуль­сов» (Chirped pulse amplification, CPA), от англий­ско­го «chirp» — чири­ка­нье.

Чир­пи­ро­ван­ны­ми назы­ва­ют импуль­сы, у кото­рых состав­ля­ю­щие их часто­ты раз­не­се­ны во вре­ме­ни: сна­ча­ла идут более низ­кие часто­ты, затем более высо­кие. Похо­жим обра­зом устро­е­ны тре­ли неко­то­рых птиц: они сна­ча­ла изда­ют более низ­кие зву­ки, посте­пен­но повы­шая их тон. В рус­ско­языч­ной лите­ра­ту­ре такие импуль­сы при­ня­то назы­вать частот­но-моду­ли­ро­ван­ны­ми.

Основ­ная идея мето­да заклю­ча­ет­ся в том, что­бы удли­нить уси­ли­ва­е­мые импуль­сы без изме­не­ния их частот­но­го соста­ва. Это дости­га­ет­ся за счет их про­пус­ка­ния в систе­мах с дис­пер­си­ей, в кото­рых ско­рость рас­про­стра­не­ния све­та зави­сит от его часто­ты. Про­шед­ший через такую систе­му импульс при­об­ре­та­ет «чирп» и ста­но­вит­ся длин­нее. При­ме­ра­ми часто исполь­зу­е­мых дис­пер­ги­ру­ю­щих систем явля­ют­ся пара призм или пара дифрак­ци­он­ных реше­ток.

Чир­пи­ро­ва­ние поз­во­ля­ет уве­ли­чи­вать дли­тель­ность импуль­сов в сот­ни тысяч раз. Про­пор­ци­о­наль­но удли­не­нию пада­ет и мощ­ность импуль­са, что поз­во­ля­ет про­дол­жить его уси­ле­ние в кри­стал­лах. При этом частот­ный состав импуль­са сохра­ня­ет­ся, что поз­во­ля­ет в даль­ней­шем сжать импульс обрат­но, про­пу­стив его через дис­пер­ги­ру­ю­щую систе­му, обрат­ную пер­во­на­чаль­ной.

Кри­ти­че­ски важ­ным ока­зал­ся тот факт, что при отра­же­нии мате­ри­а­лы спо­соб­ны выдер­жи­вать зна­чи­тель­но более высо­кие интен­сив­но­сти излу­че­ния, чем при его рас­про­стра­не­нии внут­ри того же мате­ри­а­ла. Поэто­му сжи­ма­ю­щую импульс дис­пер­ги­ру­ю­щую систе­му испол­ня­ют на осно­ве дифрак­ци­он­ных реше­ток, кото­рые рабо­та­ют на отра­же­нии.

Этот метод (CPA) поз­во­лил уве­ли­чи­вать мощ­ность не за счет уве­ли­че­ния энер­гии, а за счет умень­ше­ния дли­тель­но­сти импуль­сов. Прак­ти­че­ски одно­вре­мен­но с изоб­ре­те­ни­ем мето­да был открыт новый лазер­ный мате­ри­ал — титан-сап­фир (оксид алю­ми­ния, леги­ро­ван­ный иона­ми тита­на), кото­рый обла­дал доста­точ­ной шири­ной поло­сы уси­ле­ния, что­бы обес­пе­чить гене­ра­цию импуль­сов дли­тель­но­стью все­го в 20–30 фем­то­се­кунд.

Такие лазе­ры сверх­вы­со­кой мощ­но­сти и сверх­ко­рот­кой дли­тель­но­сти ока­за­лись ком­пакт­ны­ми и отно­си­тель­но недо­ро­ги­ми. Это при­ве­ло к их широ­ко­му рас­про­стра­не­нию: если до это­го те-раватт­ные систе­мы были доступ­ны толь­ко лабо­ра­то­ри­ям наци­о­наль­но­го уров­ня, то теперь их мог­ла поз­во­лить себе даже неболь­шая уни­вер­си­тет­ская лабо­ра­то­рия.

Кста­ти, один из кана­лов систе­мы Nova, про кото­рую шла речь вна­ча­ле, осна­сти­ли систе­мой CPA, и в 1996 году на ней была достиг­ну­та совер­шен­но фан­та­сти­че­ская мощ­ность 1,25 пета­ват­та. Нача­лась эра пета­ватт­ных лазе­ров. Рекорд­ная мощ­ность лазер­ных импуль­сов на дан­ный момент — 5 ПВт — была достиг­ну­та в 2016 году китай­ской лазер­ной систе­мой SULF (Superintense Ultrafast Laser Facility).

Для даль­ней­ше­го роста мощ­но­сти импуль­сов уче­ные пла­ни­ру­ют вер­нуть­ся к ста­рой идее: све­сти в точ­ке излу­че­ние несколь­ких пета­ватт­ных лазе­ров. Сей­час обсуж­да­ет­ся три таких про­ек­та — в Евро­пе, Китае и Рос­сии. Рос­сий­ский про­ект XCELS был под­го­тов­лен в Инсти­ту­те при­клад­ной физи­ки РАН и фор­маль­но под­дер­жан в 2012 году пра­ви­тель­ством Рос­сии по про­грам­ме «Про­ек­тов MegaScience». Его ини­ци­и­ро­вал и про­дви­гал нынеш­ний пре­зи­дент Ака­де­мии наук Алек­сандр Сер­ге­ев, тогда зам. дирек­то­ра ИПФ РАН.

Ж. Муру, кста­ти, тоже при­ло­жил к это­му про­ек­ту свою руку, посколь­ку в 2010–2014 годах воз­глав­лял в Ниже­го­род­ском госу­дар­ствен­ном уни­вер­си­те­те лабо­ра­то­рию в рам­ках про­ек­тов мега­гран­тов. Одна­ко финан­си­ро­ва­ние XCELS, к сожа­ле­нию, до сих пор не начи­на­лось.

Пета­ватт­ные лазе­ры сей­час исполь­зу­ют­ся в основ­ном для гене­ра­ции пуч­ков высо­ко­энер­гич­ных частиц: элек­тро­нов, про­то­нов и дру­гих ионов. Высту­пая как аль­тер­на­ти­ва тра­ди­ци­он­ным уско­ри­те­лям, рабо­та­ю­щим на осно­ве радио­ча­стот­ных резо­на­то­ров, сверх­мощ­ные лазе­ры поз­во­ля­ют, напри­мер, уско­рить элек­тро­ны до несколь­ких гига­элек­трон­вольт на рас­сто­я­нии поряд­ка несколь­ких сан­ти­мет­ров, в то вре­мя как для тра­ди­ци­он­ных мето­дов для это­го потре­бо­ва­лась бы ваку­ум­ная тру­ба дли­ной в сот­ни мет­ров. Пер­спек­тив­ным при­ме­не­ни­ем таких элек­тро­нов явля­ет­ся гене­ра­ция сверхъ­яр­ко­го рент­ге­нов­ско­го излу­че­ния, с помо­щью кото­ро­го мож­но про­во­дить фазо­во-кон­траст­ную рент­ге­но­гра­фию, вос­тре­бо­ван­ную в меди­цине.

Дости­же­ния в обла­сти лазер­но­го уско­ре­ния про­то­нов и ионов зна­чи­тель­но скром­нее: теку­щий рекорд энер­гии полу­чен­ных про­то­нов не пре­вы­ша­ет 100 мега­элек­трон­вольт, в то вре­мя как тра­ди­ци­он­ные уско­ри­те­ли поз­во­ля­ют полу­чать гига- и даже тера­элек­трон­воль­ты. Чуть более быст­рые про­то­ны — с энер­ги­ей око­ло 200–400 МэВ — мож­но было бы исполь­зо­вать для про­тон­ной луче­вой тера­пии. Сей­час же они нахо­дят свое при­ме­не­ние в основ­ном для про-тоно­гра­фии. Кро­ме того, про­то­ны уда­ет­ся эффек­тив­но кон­вер­ти­ро­вать в ней­тро­ны, создав сверхъ­яр­кий источ­ник для ней­тро­но­гра­фии и ней­трон­ной физи­ки. Такие источ­ни­ки потен­ци­аль­но могут помочь, напри­мер, разо­брать­ся с пло­хо изу­чен­ным r-про­цес­сом (быст­рым про­цес­сом захва­та ней­тро­нов), кото­рый, по всей види­мо­сти, обес­пе­чил нали­чие в нашей Все­лен­ной эле­мен­тов тяже­лее нике­ля.

Нако­нец при мощ­но­сти в десят­ки пета­ватт захва­ты­ва­ю­щей пер­спек­ти­вой выгля­дит воз­мож­ность изу­чать кван­то­вые свой­ства ваку­у­ма. Интен­сив­ность излу­че­ния в этом слу­чае поз­во­лит порож­дать высо­ко­энер­гич­ные гам­ма-фото­ны, тут же рас­па­да­ю­щи­е­ся на элек­трон-пози­трон­ные пары. За вре­ме­на мень­ше опти­че­ско­го пери­о­да плот­ность обра­зу­ю­щей­ся плаз­мы может достичь неве­ро­ят­ных зна­че­ний вплоть до 1026 см3. Такие систе­мы поз­во­лят рутин­ным обра­зом изу­чать кван­то­вую элек­тро­ди­на­ми­ку в силь­но нели­ней­ном режи­ме вза­и­мо­дей­ствия.

 

CPI‑терапия: впереди длинный и непростой путь

 

1 октяб­ря 2018 года Нобе­лев­ская пре­мия по физио­ло­гии и меди­цине была при­суж­де­на двум имму­но­ло­гам: 70-лет­не­му про­фес­со­ру Техас­ско­го уни­вер­си­те­та (США) Джейм­су Элли­со­ну (James P. Allison) и 76-лет­не­му про­фес­со­ру Киот­ско­го уни­вер­си­те­та (Япо­ния) Тасу­ку Хон­дзё (Tasuku Honjo) за «откры­тия тера­пии рака путем инги­би­ро­ва­ния отри­ца­тель­ной иммун­ной регу­ля­ции».

О про­бле­ма­ти­ке имму­но­те­ра­пии рака рас­ска­зы­ва­ет Дмит­рий Чуда­ков, зав. отде­лом гено­ми­ки адап­тив­но­го имму­ни­те­та ИБХ РАН, ассо­ци­и­ро­ван­ный про­фес­сор Скол­те­ха, руко­во­ди­тель лабо­ра­то­рии гено­ми­ки адап­тив­но­го про­ти­во­опу­хо­ле­во­го имму­ни­те­та При­волж­ско­го иссле­до­ва­тель­ско­го меди­цин­ско­го уни­вер­си­те­та, зав. отде­лом моле­ку­ляр­ных тех­но­ло­гий РНИМУ им. Н. И. Пиро­го­ва.

Пред­став­ле­ние о том, что во мно­гих слу­ча­ях иммун­ная систе­ма паци­ен­та, полу­чив вер­ные сти­му­лы и под­сказ­ки, прин­ци­пи­аль­но спо­соб­на уни­что­жить опу­холь, фор­ми­ро­ва­лось на про­тя­же­нии несколь­ких послед­них деся­ти­ле­тий. Тем не менее до недав­не­го вре­ме­ни успе­хи в имму­но­те­ра­пии онко­ло­ги­че­ских забо­ле­ва­ний оста­ва­лись отно­си­тель­но мало­за­мет­ны.

Новые воз­мож­но­сти и надеж­ды откры­лись с полу­че­ни­ем анти­тел, изби­ра­тель­но узна­ю­щих и подав­ля­ю­щих «кон­троль­ные точ­ки» иммун­но­го отве­та — рецеп­тор­ные моле­ку­лы, в нор­ме тор­мо­зя­щие избы­точ­ную про­ли­фе­ра­цию и акти­ва­цию Т-лим­фо­ци­тов, такие как PD-1 и CTLA-4.

Такие рецеп­то­ры подав­ля­ют в том чис­ле и актив­ность так назы­ва­е­мых цито­ток­си­че­ских Т-лим­фо­ци­тов — кле­ток, спо­соб­ных спе­ци­фич­но уни­что­жать наши соб­ствен­ные клет­ки — инфи­ци­ро­ван­ные либо зло­ка­че­ствен­ные. С одной сто­ро­ны, этот меха­низм необ­хо­дим для предот­вра­ще­ния раз­ру­ши­тель­ной актив­но­сти иммун­ной систе­мы и раз­ви­тия ауто­им­мун­ных забо­ле­ва­ний. С дру­гой сто­ро­ны, этот же меха­низм зача­стую огра­ни­чи­ва­ет необ­хо­ди­мый про­ти­во­опу­хо­ле­вый ответ.

Анти­те­ло к CTLA-4 (Ipilimumab) ста­ло пер­вым таким пре­па­ра­том, в 2011 году одоб­рен­ным к кли­ни­че­ско­му при­ме­не­нию для зло­ка­че­ствен­ной мела­но­мы. Любо­пыт­но, что основ­ной меха­низм дей­ствия Ipilimumab, как пока­за­ли более позд­ние иссле­до­ва­ния, ока­зал­ся несколь­ко иным, чем пред­по­ла­га­ли раз­ра­бот­чи­ки.

Дело в том, что Ipilimumab пред­став­ля­ет собой цито­ток­си­че­ское анти­те­ло (т. е. спо­соб­ное при­во­дить к уни­что­же­нию поме­чен­ных кле­ток), и его инъ­ек­ция при­во­дит к эли­ми­на­ции под­ти­па лим­фо­ци­тов, наи­бо­лее выра­жен­но экс­прес­си­ру­ю­щих CTLA-4 на сво­ей поверх­но­сти, а имен­но регу­ля­тор­ных Т-лим­фо­ци­тов (Treg). Так как основ­ная функ­ция Treg состо­ит в том, что­бы подав­лять чрез­мер­ные отве­ты эффек­тор­ных Т-лим­фо­ци­тов, их эли­ми­на­ция при­во­дит к выра­жен­ной акти­ва­ции цито­ток-сиче­ско­го, в том чис­ле про­ти­во­опу­хо­ле­во­го Т-кле­точ­но­го отве­та.

Одна­ко такая тоталь­ная акти­ва­ция сопря­же­на и с тяже­лы­ми ауто­им­мун­ны­ми эффек­та­ми, что суще­ствен­но огра­ни­чи­ва­ет при­ме­не­ние Ipilimumab. В насто­я­щее вре­мя ведут­ся испы­та­ния раз­лич­ных вари­ан­тов неци­то­ток-сиче­ских анти­тел к CTLA-4, эффект кото­рых может ока­зать­ся менее выра­жен­ным, но более щадя­щим с точ­ки зре­ния вызы­ва­е­мых ауто­им­мун­ных реак­ций и может суще­ствен­но помочь в слу­чае удач­ной ком­би­на­ции с дру­ги­ми под­хо­да­ми.

Несмот­ря на то что меха­низм дей­ствия пер­во­го же одоб­рен­но­го CPI ока­зал­ся отлич­ным от заду­ман­но­го, достиг­ну­тые пер­вые успе­хи откры­ли доро­гу раз­ра­бот­ке целой палит­ры новых имму­но­те­ра­пев­ти­че­ских под­хо­дов.

В 2014 году для тера­пии зло­ка­че­ствен­ной мела­но­мы было одоб­ре­но пер­вое анти­те­ло к PD1 (Pembrolizumab, ком­мер­че­ское наиме­но­ва­ние Keytruda). Кли­ни­че­ские иссле­до­ва­ния анти-PD1 тера­пии CheckMate-066 и KEYNOTE-006 (с ого­вор­кой — про­ве­ден­ные заин­те­ре­со­ван­ны­ми фарм­ком­па­ни­я­ми) для паци­ен­тов с неопе­ра­бель­ной либо мета-ста­зи­ру­ю­щей мела­но­мой (с ого­вор­кой — ранее не полу­чав­ших тера­пию) пока­за­ли более чем 70-про­цент­ную выжи­ва­е­мость в тече­ние одно­го года.

Трех­лет­няя выжи­ва­е­мость дости­га­ет 40% (для срав­не­ния: до появ­ле­ния CPI-тера­пии этот пока­за­тель не пре­вы­шал 10%). Для 10–15% паци­ен­тов уда­ет­ся добить­ся пол­но­го дол­го­вре­мен­но­го изле­че­ния. В целом для боль­шей части паци­ен­тов из чис­ла пре одо­лев­ших двух­лет­ний рубеж про­гноз оста­ет­ся поло­жи­тель­ным.

В насто­я­щее вре­мя при­ме­не­ние шести раз­лич­ных CPI (анти­тел к CTLA-4, PD-1 и PD-L1 — лиган-ду PD1) и их ком­би­на­ций с дру­ги­ми под­хо­да­ми реко­мен­до­ва­но при опре­де­лен­ных пока­за­ни­ях для 11 раз­лич­ных онко­ло­ги­че­ских забо­ле­ва­ний. Наи­боль­шая эффек­тив­ность анти-PD1-тера­пии пока­за­на при мела­но­ме, немел­ко­кле­точ­ном раке лег­ко­го, раке моче­во­го пузы­ря, трой­ном нега­тив­ном раке молоч­ной желе­зы.

В насто­я­щее вре­мя про­хо­дит более 250 кли­ни­че­ских испы­та­ний новых имму­но­те­ра­пев­ти­че­ских под­хо­дов, таких как новые онко­вак­ци­ны, CPI, CAR-T-тера­пии и онко­ли­ти­че­ские виру­сы. Идет более 700 испы­та­ний ком­би­на­ций пре­па­ра­тов анти-PD-1 или анти-PD-L1 с дру­ги­ми тера­пи­я­ми, и целый ряд ком­би­на­ци­он­ных под­хо­дов демон­стри­ру­ет обна­де­жи­ва­ю­щие резуль­та­ты. В част­но­сти, мно­го­обе­ща­ю­ще выгля­дят ком­би­на­ции анти-PD-1/ PD-L1-тера­пии и тар­гет­ной тера­пии, такой как инги­би­то­ры киназ BRAF и/или MEK для паци­ен­тов с мела­но­мой, несу­щей мута­цию BRAF.

Необ­хо­ди­мо пони­мать, что вза­и­мо­от­но­ше­ния меж­ду клет­ка­ми опу­хо­ли, мик­ро­окру­же­ния и иммун­ной систе­мы весь­ма слож­ны и раз­но­род­ны. Эво­лю­ци­о­ни­ру­ю­щие опу­хо­ле­вые клет­ки под­би­ра­ют самые раз­лич­ные спо­со­бы инги­би­ро­ва­ния либо ухо­да от иммун­но­го отве­та, дале­ко не все из кото­рых на сего­дняш­ний день извест­ны и понят­ны. Кли­ни­ци­стам, имму­но­ло­гам, моле­ку­ляр­ным био­ло­гам, био­ин­фор­ма­ти­кам и про­грам­ми­стам пред­сто­ит еще очень о мно­гом дого­во­рить­ся и вме­сте прой­ти длин­ный и непро­стой путь, преж­де чем мы научим­ся под­би­рать вер­ную тера­пев­ти­че­скую ком­би­на­цию для каж­до­го паци­ен­та.

Тем не менее Нобе­лев­ская пре­мия 2018 года по физио­ло­гии и меди­цине, заслу­жен­но при­суж­ден­ная осно­во­по­лож­ни­кам CPI-тера­пии — Джейм­су Элли­со­ну (пока­зал инги­би­ру­ю­щую функ­цию CTLA-4, 1987 год) и Тасу­ку Хон­дзё (откры­тие моле­ку­лы PD1, 1992 год) — зна­ме­ну­ет успеш­ное нача­ло это­го пути.

«Думаю, абсолютной победы над раком не будет»

 

Рав­шан Ата­ул­ла­ха­нов, докт. мед. наук, про­фес­сор МГУ им. Ломо­но­со­ва, руко­во­ди­тель отде­ла и лабо­ра­то­рии Инсти­ту­та имму­но­ло­гии Феде­раль­но­го меди­ко-био­ло­ги­че­ско­го агент­ства, отве­тил на вопро­сы ТрВ-Нау­ка.

— Уди­ви­ла ли вас Нобе­лев­ская пре­мия это­го года?

— Нет, не уди­ви­ла. Уже пару лет назад в США актив­но обсуж­да­ли воз­мож­ность при­суж­де­ния Нобе­лев­ской пре­мии Джейм­су Элли­со­ну. Джеймс и Тасу­ку Хон­дзё — достой­ные уче­ные, совер­шив­шие достой­ное откры­тие. Сила его в том, что оно при­ве­ло к созда­нию новых мето­дов спа­се­ния боль­ных раком.

— Какие пер­спек­ти­вы, на ваш взгляд, сей­час у имму­но­те­ра­пии рака?

— Имму­но­те­ра­пия рака име­ет огром­ные пер­спек­ти­вы. Этот под­ход име­ет несо­мнен­ные пре­иму­ще­ства перед дру­ги­ми мето­да­ми лече­ния. Он исполь­зу­ет «внут­рен­не­го док­то­ра» (читай «иммун­ную защи­ту»). Этот док­тор в тече­ние деся­ти­ле­тий успеш­но предот­вра­ща­ет воз­ник­но­ве­ние зло­ка­че­ствен­ных ново­об­ра­зо­ва­ний в орга­низ­ме чело­ве­ка. Опу­хо­ли воз­ни­ка­ют, когда иммун­ная защи­та спло­хо­ва­ла. Это быва­ет вслед­ствие самых раз­ных при­чин — от стрес­са до ста­ре­ния.

Сле­до­ва­тель­но, труд­но при­ду­мать что-либо более есте­ствен­ное, более совер­шен­ное, чем создан­ный при­ро­дой эффек­тив­ный меха­низм борь­бы со зло­ка­че­ствен­ны­ми мутант­ны­ми клет­ка­ми. Пото­му я верю в боль­шие пер­спек­ти­вы имму­но­те­ра­пии, смысл кото­рой — в исполь­зо­ва­нии имму­ни­те­та чело­ве­ка и его инстру­мен­тов (моле­кул и кле­ток) для борь­бы со зло­ка­че­ствен­ной опу­хо­лью.

— Побе­дит ли когда-нибудь чело­ве­че­ство эту болезнь?

— Никто не зна­ет буду­ще­го. Я тоже. Думаю, абсо­лют­ной побе­ды не будет, но лече­ние ста­нет эффек­тив­ным в том смыс­ле, что боль­ные будут жить дол­го при нор­маль­ном каче­стве жиз­ни. Это тот самый слу­чай, когда коли­че­ство име­ет зна­че­ние. Пусть неаб­со­лют­ное по эффек­тив­но­сти лече­ние оста­но­вит рак на 30–40 лет. Это и есть желан­ный резуль­тат.

Поче­му я думаю, что абсо­лют­но­го эффек­та не будет? Пото­му что побе­дишь одну опу­холь — а через какое-то вре­мя воз­ник­нет дру­гая и т. д. Сам про­цесс воз­ник­но­ве­ния опас­ных мутант­ных кле­ток и воз­мож­ность каких-то из них «про­ско­чить» иммун­ный кон­троль вряд ли куда-то исчез­нут. Это пла­та за боль­шое коли­че­ство кле­ток, состав­ля­ю­щих наш орга­низм, и за их обнов­ле­ние (раз­мно­же­ние), при кото­ром воз­ни­ка­ют ошиб­ки в гено­ме кле­ток, сле­до­ва­тель­но, с опре­де­лен­ной часто­той рож­да­ют­ся опас­ные мутан­ты.

Бесе­до­ва­ла Ната­лия Деми­на

* * *

Нобе­лев­ская пре­мия по химии за 2018 год доста­лась тро­им уче­ным. Поло­ви­ну пре­мии полу­чит аме­ри­кан­ская иссле­до­ва­тель­ни­ца Фрэн­сис Арнольд (Frances Arnold) «за направ­лен­ную эво­лю­цию фер­мен­тов», вто­рую поло­ви­ну поров­ну поде­лят Джордж Смит (George Smith) из США и сэр Гре­го­ри Уин­тер (Gregory Winter) из Вели­ко­бри­та­нии «за рабо­ты по фаго­во­му дис­плею пеп­ти­дов и анти­тел».

old.nobelprize.org/che-press.pdf

Нобе­лев­ская пре­мия по эко­но­ми­ке (более точ­но — пре­мия Госу­дар­ствен­но­го бан­ка Шве­ции памя­ти Аль­фре­да Нобе­ля) за 2018 год при­суж­де­на аме­ри­кан­цам Уилья­му Нор­д­ха­у­су (William Nordhaus) «за вклю­че­ние изме­не­ний кли­ма­та в дол­го­сроч­ный мак­ро­эко­но­ми­че­ский ана­лиз» и Полу Роме­ру (Paul Romer) «за вклю­че­ние тех­но­ло­ги­че­ских инно­ва­ций в дол­го­сроч­ный мак­ро­эко­но­ми­че­ский ана­лиз».

old.nobelprize.org/che-press.pdf

Источники

Нобелевские премии - 2018
Троицкий вариант (trv-science.ru), 09/10/2018

Похожие новости

  • 03/10/2016

    Названы возможные претенденты на получение Нобелевской премии

    ​​3 октября весь мир будет пристально следить за сообщениями из Стокгольма, где будут объявлены имена первых нобелевских лауреатов 2016 года. Однако еще до их объявления в мире строятся прогнозы по поводу возможных кандидатов.
    1330
  • 31/03/2017

    Конкурс научных проектов, выполняемых молодыми учеными под руководством кандидатов и докторов наук в научных организациях Российской Федерации

    Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ, Фонд) объявляет о проведении конкурса научных проектов, выполняемых молодыми учеными под руководством кандидатов и докторов наук в научных организациях Российской Федерации.
    1091
  • 09/10/2018

    Кому и за что присудили нобелевские премии - 2018

    ​Церемонией объявления лауреатов Премии Государственного банка Швеции по экономике памяти Альфреда Нобеля в понедельник завершилась Нобелевская неделя. Премию получат американцы Уильям Нордхаус и Пол Ромер за работу в области экономического моделирования взаимосвязей рыночной экономики и изменений климата.
    152
  • 25/11/2016

    Александр Майоров о лазерах в медицине

    "Трудно назвать область медицины, где бы лазеры ни применялись", - отмечает заведующий лабораторией лазерных медицинских технологий Института лазерной физики СО РАН Александр Петрович Майоров.
    1377
  • 07/11/2017

    ТПУ и Токийский столичный университет будут развивать перспективные направления сотрудничества

    ​Перспективные направления сотрудничества Томского политехнического университета и Токийского столичного университета (Tokyo Metropolitan University) обсудили в пятницу представители двух вузов. С рабочим визитом Томский политех посетили вице-президент по международным связям токийского вуза Такая Охаши и координатор международного сотрудничества Сатоми Сузуки.
    556
  • 08/02/2017

    Гений-генерация: молодые российские ученые получили премии в области науки и инноваций

    Названы имена молодых лауреатов премии президента РФ в области науки и инноваций за 2016 год. Бесспорно, что отмеченные премией работы наших молодых ученых соответствуют мировому уровню. А критерий для такой оценки один, общепринятый в научном сообществе: публикации в престижных научных журналах.
    1491
  • 08/06/2017

    Объявлены лауреаты Госпремии 2016 года за выдающиеся достижения в области науки и технологий

    ​​Объявлены лауреаты Государственной премии Российской Федерации 2016 года за выдающиеся достижения в области науки и технологий. Указ об этом опубликован на официальном сайте Президента РФ. Госпремию вручат нефтяникам, врачам и астрофизикам​.
    1633
  • 18/04/2017

    Конкурс национальных стипендий 2017 года L'OREAL-UNESCO «Для женщин в науке»

     Открыт прием анкет для участия в конкурсе национальных стипендий 2017 года L'OREAL-UNESCO «Для женщин в науке». Программа «Для женщин в науке» реализуется в России с 2007 года при участии Российской академии наук, Комиссии Российской Федерации по делам ЮНЕСКО, Бюро ЮНЕСКО в Москве и является частью международного проекта L'OREAL-UNESCO «For Women in Science».
    1150
  • 28/04/2017

    Аспирант ТПУ выиграла одну из 13 стипендий Европейской федерации медицинской химии

    ​​Аспирант Института физики высоких технологий Томского политеха​ Ксения Станкевич выиграла престижную стипендию Европейской федерации медицинской химии. Эта стипендия дает ей право стать участником Европейской школы по медицинской химии, которая этим летом пройдет в Италии.
    1378
  • 03/02/2017

    Академику Дмитрию Кнорре и профессору Сиднею Альтману присуждена Большая золотая медаль РАН имени М.В. Ломоносова 2016 года

    ​31 января 2017 года  Президиум РАН постановил присудить Большую золотую медаль Российской академии наук имени М.В. Ломоносова 2016 года академику РАН Дмитрию Георгиевичу Кнорре  ​и профессору Сиднею  Альтману.
    1357