Аллергология. Что нас ждет в ближайшем будущем
Инновационные препараты, приборы и технологии, которые выведут аллергологию на новый уровень
Главный посыл этой книги заключается в том, что мы с вами входим в новую эру пищевой аллергологии. Ученые накопили огромное количество данных, свидетельствующих об эффективности революционной программы, которая называется «иммунотерапия» (главы 7 и 8). Сегодня мы много знаем о том, как предотвратить заболевание (глава 6). Тысячи людей смогли обратить вспять аллергию на различные пищевые белки. Одни спокойно едят некогда опасные для них продукты, другие, коих большинство, перестали бояться случайного воздействия аллергенов. Ученым-аллергологам всегда радостно видеть, как дети впервые пробуют пиццу или ореховый снек.
Появление инновационной программы заставило задуматься над тем, как много неизведанного таит в себе аллергология. Все больше академических исследователей занимаются изучением иммунной системы и стараются применить полученные знания для облегчения жизни людей. А компании наконец поняли, что выпускать продукцию для аллергиков – это одновременно благородно и прибыльно. Словом, нас ждет появление новых режимов лечения, препаратов, устройств и технологий. Через 5–10 лет мир вряд ли будет таким, как сегодня. Альфред Шофилд, врач, который вылечил мальчика от аллергии на яйца в далеком 1908 году, был бы поражен прогрессом, произошедшим за последние двадцать лет. Сегодняшних первопроходцев, по всей видимости, тоже ждет немало сюрпризов.
В этой главе мы поговорим о том, что нас ожидает в ближайшем будущем. Об устройствах, которые в данный момент находятся в разработке, и о проходящих испытания препаратах. Узнаем о последних лабораторных открытиях, связанных с механизмами пищевой аллергии, – как вы понимаете, это фундамент для новых достижений. Что-то выглядит как прорыв в технологиях, а что-то напоминает научную фантастику. Все описанное здесь реально и очень важно. Конечно, никаких гарантий нет. Мы не смотрим на мир через розовые очки и вам не советуем. Прогресс требует времени. История в очередной раз доказывает, что путь от науки к внедрению длинный и извилистый. И все же нас невероятно вдохновляет разнообразие современных проектов, упорство работающих над ними ученых и те плоды, которые, по всей видимости, будут пожинать грядущие поколения: аллергикам инновации облегчат жизнь, а здоровых уберегут от развития заболевания.
Альтернативное решение проблемы
Многие ученые что только не предпринимают, чтобы победить аллергию на арахис. А почему бы не сделать так, чтобы арахис перестал вызывать аллергию? Так родилась идея создания гипоаллергенного ореха. Удалите из него опасную составляющую – и готово! Больше никакой аллергии!
Звучит заманчиво, но не ново. В свое время ученые уже пытались подвергать арахис воздействию ультрафиолета, направляли на него гамма-лучи и варили по полдня, и все для того, чтобы сделать его менее аллергенным. Настоящим прорывом стало открытие арахисовых белков, провоцирующих негативную реакцию.
Эти белки – Ara h1, Ara h2, Ara h3 и Ara h6 – запускают иммунные процессы, которые в конечном итоге ведут к появлению симптомов аллергии. Несколько лет назад была предпринята попытка расщепить некоторые из перечисленных с помощью ферментов. Ученые из Государственного аграрно-технологического университета Северной Каролины (North Carolina Agricultural and Technical State University) создали ферментный раствор, которым удаляли скорлупу и кожицу жареного арахиса, в итоге это позволяло сократить количество Ara h2 на 98 %, а количество Ara h1 – до не поддающегося обнаружению уровня. Кожный прик-тест с использованием измененного арахиса показал, что он менее аллергенен, чем обычный (технология была лицензирована в 2014 году; других данных у нас нет). Команда ученых из Алабамы пыталась устранить из генома арахиса ген, кодирующий Ara h2, который признан самым сильным аллергеном. Они создали генетически модифицированную арахисовую культуру и продемонстрировали, что в этом случае специфические IgE-антитела к арахису тяжелее связываются с предметом своей нелюбви.
Помимо попыток устранить острую реакцию на аллерген в теле человека, активно идут эксперименты по изменению белков-аллергенов в самих продуктах питания, что позволит сделать еду безопасной.
Современной инновацией является CRISPR/Cas9, технология редактирования генома, о которой взахлеб рассказывают журналисты новостных американских каналов. Эта технология позволяет дешево и быстро менять гены – способность, которая открывает самые невероятные возможности: от полной победы над онкологией до создания устойчивых к болезням культур. Что касается пищевой аллергии, то CRISPR/Cas9 можно использовать для перманентного изменения генов, кодирующих аллергенные белки. Будучи модифицированными, они не подвергнутся атакам со стороны иммунной системы.
По крайней мере, напрашивается такой логический вывод. Пегги Озиас-Акинс, молекулярный генетик из Университета Джорджии (University of Georgia), не уверена в возможности создания гипоаллергенного арахиса. «Я бы не стала разбрасываться такими словами, как „безаллергенный“», – призналась она в интервью журналу Scientifci American в 2016 году. Ликвидировать из генома арахиса все гены, ответственные за аллергенные белки – на данный момент их выявлено семнадцать, задача крайне сложная, если не невыполнимая. Более того, генетики не знают, что еще кодируют эти гены. Убери проблематичные белки – и растение может стать менее питательным, менее вкусным или, например, утратит способность противостоять болезням.
Мы еще слишком мало знаем о функциях тех или иных белков и генов, чтобы однозначно утверждать, что их изменение сделает продукт гипоаллергенным.
Гипоаллергенный арахис – вещь рискованная. Во-первых, не установлен порог допустимой реакции, а во-вторых, если учесть, что легкие симптомы аллергии быстро переходят в серьезный аллергический приступ, нельзя называть орех гипоаллергенным, пока нет полной уверенности, что он является таковым на самом деле. Цена ошибки слишком высока. Как подчеркнула Озиас-Акинс, сложно изолировать гипоаллергенные сельскохозяйственные культуры от обычных. Растения опыляются насекомыми, и мы не можем запретить им перелетать от дикорастущего арахиса к тому, который был создан в лаборатории и не содержит аллергенных белков. А дальше урожаю предстоит путь от полей к супермаркету, который тоже сопряжен с большими рисками.
Из всего вышесказанного не следует, что создание модифицированного арахиса невозможно. В 2019 году был полностью секвенирован геном арахиса – это огромный шаг к изоляции генов, имеющих отношение к аллергии. При этом цель сделать растение менее аллергенным, а не гипоаллергенным, кажется куда более реалистичной. Гортензия Додо из Университета Алабамы (University of Alabama) запатентовала процесс ликвидации трех самых печально известных аллергенных белков: Ara h1, Ara h2 и Ara h3. В 2018 году она назвала свой генетически модифицированный арахис «гипоаллергенной культурой с полей». Додо считает, что такой арахис может быть использован в пищевой промышленности, так как его случайное воздействие вряд ли приведет к летальному исходу. Ученым из Министерства сельского хозяйства США и Государственного университета Северной Каролины (North Carolina State University) удалось убрать из арахиса аллергенные белки путем селекции. Генно-модифицированные арахисовые культуры, которые вызывают слабые аллергические реакции, в будущем вполне могут найти применение. Вообще трудно предположить, что нас ждет дальше, особенно с учетом появления CRISPR/Cas9.
Новые гены
Другое генетическое открытие касается второй части «уравнения»: иммунной системы. Ученые из Университета Квинсленда (University of Queensland) в Австралии пытаются исправить иммунную программу с помощью генной терапии. Они хотят, чтобы иммунитет «забыл» о том, что он однажды «записал» тот или иной пищевой белок в список злостных врагов. Эта идея имеет научное обоснование. Иммунные клетки в какой-то степени обладают способностью к запоминанию; нет, это не ностальгические охи-вздохи, а скорее мышечная память. Подобно пальцам музыканта, которые автоматически скользят по клавишам и находят нужную ноту, иммунная система помнит свою прежнюю реакцию на вещества. И так же, как люди, эти клетки упрямы и не хотят менять свое мнение.
Австралийские ученые верят, что, введя новый ген, можно нарушить запрограммированную цепочку событий. В центре данного подхода – стволовые клетки крови. Ученые извлекают их из организма, добавляют ген, который регулирует реакцию на аллерген, а затем возвращают обратно. Новые клетки крови, вырабатываемые модифицированными стволовыми клетками, «выключают» аллергический ответ иммунитета. Исследователи во главе с иммунологом Рэйем Стептоу уже смогли добиться такого результата в ходе эксперимента на животных, теперь необходимо выяснить, работает ли данный метод на людях. Стептоу надеется, что однажды стереть из памяти иммунитета нелюбовь к аллергену можно будет с помощью одного укола. По его мнению, это лечение отлично подойдет аллергикам, у которых высока вероятность возникновения смертельной реакции.
Ищем первопричину
За последние двадцать лет наука шагнула далеко вперед. Мы знаем, какие механизмы лежат в основе иммунного ответа на аллергены и какие внешние факторы делают нас уязвимыми к пищевой аллергии. В нашем арсенале появились методы профилактики и лечения заболевания.
И все же пройдет еще немало времени, прежде чем нам удастся проследить цепочку событий, приводящую к возникновению аллергических симптомов. Мы до сих пор до конца не понимаем, что именно заставляет иммунную систему реагировать на пищевой белок. Почему развивается аллергия? Какова ее роль с точки зрения эволюции? В чем смысл аллергической реакции? Ученые ищут ответы на эти вопросы не для того, чтобы удовлетворить любопытство, они должны помочь в дальнейшей разработке методов лечения.
В этом отношении технология CRISPR может оказаться очень полезной. Ученые из инициативной группы по пищевой аллергии при Институте Броуда используют ее, чтобы определить функцию каждого гена в тот момент, когда в организме зарождается иммунный ответ. В США много научных центров, занимающихся изучением природы пищевой аллергии, среди них CoFAR и Immune Tolerance Network (Сеть иммунной толерантности), которые являются частью Национальных институтов здравоохранения. Среди актуальных вопросов:
• Как иммунная система ощущает присутствие аллергена?
• Какие еще иммунные клетки участвуют в реакции?
• Что еще мы не знаем о природе возникновения пищевой аллергии? В чем суть аллергической реакции?
• Какие клетки кишечника участвуют в развитии пищевой аллергии и последующих реакций?
• Как кишечный микробиом связан с пищевой аллергией?
Гаджеты
Лабораторные исследования в значительной степени обогащают наши знания. Успехи в области профилактики и лечения пищевой аллергии – это прежде всего результат тщательных экспериментов, которые проводятся учеными в разных уголках мира.
Как вы понимаете, наука требует времени. Прогресс – это прыжок, но на его совершение нужны годы подготовки.
Есть много тех, кто ищет быстрый способ сделать жизнь аллергиков и их семей проще и безопаснее. Так на свет появляются сенсоры, браслеты, сканеры и инновационные методы введения препаратов. Активное пополнение рынка новыми гаджетами свидетельствует о том, что предприниматели наконец обратили свое внимание на проблемы пищевой аллергии. Важно отметить, что далеко не вся продукция является проверенной и полезной. Но есть среди нынешних предложений и настоящие сокровища.
Эпинефрин – это болезненная тема для многих семей. Покупать два автоинжектора дорого, а носить их с собой неудобно. Из-за громоздкости дети постарше, как правило, не хотят класть инжектор в карман. Дискомфорт причиняет и сама инъекция. Не так просто ввести иглу в тело. Родители учатся делать уколы детям, да и дети должны знать, как в экстренной ситуации сделать укол самому себе. Одна из компаний решила создать эпинефрин в виде назального спрея. В этом случае нет необходимости делать укол препарата, его можно просто распылить в нос. Спрей, получивший название BRYN-NDS1C, мал в размере и прост в применении. В начале 2019 года, после того как пилотные исследования показали, что назальная версия препарата не менее эффективна, чем инъекционная, FDA присвоил ему «статус ускоренного рассмотрения». Это значит, что управление признает важность продукта и готово вне очереди рассмотреть результаты будущих исследований, чтобы пациенты как можно быстрее смогли им воспользоваться. Первое испытание на людях уже завершилось, и его итоги должны быть опубликованы в 2020 году.
Анафилаксия опасна не только своей серьезностью, но и скоростью развития. В некоторых случаях аллергическая реакция переходит в острую стадию за считаные минуты. При отсутствии взрослых ребенок может оказаться не в силах сделать себе укол эпинефрина. Или пока он сообразит, что ему нужна помощь, может быть уже слишком поздно. На фоне стремительного развития технологий появление носимых гаджетов для пищевых аллергиков является вопросом времени.
Aibi – это «умный» браслет, который улавливает изменение уровня гистамина в крови и в случае развития у ребенка анафилаксии сигнализирует об этом взрослым. Сигнал аллергической тревоги передается на любое другое связанное с браслетом устройство – это может быть телефон родителей или школьной медсестры, и в итоге на дисплее высвечивается карта, на которой указано местоположение ребенка и ближайшего инжектора эпинефрина. Если этот браслет появится на рынке, он немного облегчит жизнь аллергичным детям и принесет успокоение их родителям. Ученые из Института Уисса при Гарвардском университете в данный момент работают над аналогичным проектом под схожим названием Abbie. Инженеры, программисты и врачи из Бостонской детской больницы создают носимый гаджет, который должен будет отслеживать изменения в организме, ассоциирующиеся с аллергическими реакциями. Если гаджет «видит» симптомы анафилаксии (например, высвобождение гистамина), он предупреждает об этом пользователя и отправляет сообщение на телефон родителя или опекуна. Сопутствующее устройство вводит эпинефрин автоматически, т. е. человеку не нужно будет делать себе укол. Продукт, который в данный момент находится в разработке, назван в честь Эбби Бенфорд. Девочка умерла от анафилаксии в 2013 году за пару дней до своего шестнадцатилетия. В память о дочери родители организовали кампанию по сбору средств на этот проект и надеются, что другие семьи смогут избежать подобных трагедий.
Представьте себе устройство, которое будет анализировать ваш обед и сообщать о наличии в нем аллергенов. Эту идею озвучили несколько стартап-компаний, и теперь они бьются над созданием портативного, точного и доступного гаджета.
На рынке уже появились первые подобные устройства, например Nima. Это треугольной формы сенсор размером с портмоне; на данный момент он доступен в двух вариантах: арахис и глютен (стоимость каждого $229). Образец продукта помещают в небольшой цилиндр, где он перемалывается и смешивается с химическими веществами, которые изолируют белок от других компонентов. Антитела из спрятанной в капсулу тест-полоски присоединяются к белку в случае его наличия. Если это происходит, электронный сенсор посылает сигнал пользователю. Несмотря на то что сенсоры глютена были созданы главным образом для людей, страдающих целиакией (аутоиммунное заболевание), его могут использовать люди, аллергичные к пшенице, ячменю и ржи, потому что во всех этих зерновых культурах присутствует глютен.
По американским законам, продукт может именоваться безглютеновым, если в нем содержится менее 20 миллионных долей (ppm) глютена, поэтому сенсоры распознают концентрацию глютена от 20 ppm и выше. В марте 2019 года были опубликованы результаты исследования, в ходе которого ученые выяснили, насколько точно Nima определяет содержание глютена. Всего было протестировано 447 образцов пищи, в их числе салатная заправка, йогурт, уксус, шоколад, сливочное масло, сыр, котлеты для бургеров, мороженое, суп, тесто, макароны, гранола, некоторые виды муки и орехов, семена льна, гречка, смесь специй, безглютеновый хлеб и безглютеновый хлеб, в который был специально введен глютен. Что касается продуктов с концентрацией глютена от 20 ppm и выше, то здесь сенсор был точен на 99 %. Устройство не смогло обнаружить глютен в трех образцах, ошибочно показало наличие белка в 10 образцах и в 31 случае выявило неточную концентрацию. В исследовании 2018 года устройство продемонстрировало точность в отношении 63 из 72 тестируемых продуктов, но не смогло выявить глютен в макаронах, в которых концентрация белка составляла 20 ppm. Начиная от 30 ppm и выше, точность результатов возрастала.
Всевозможные гаджеты призваны облегчить жизнь аллергикам: умные браслеты могут передавать информацию о самочувствии ребенка его родителям, а сенсор ингредиентов – анализировать состав продукта на наличие аллергена. Но все эти приспособления находятся в стадии разработки.
Это открытие вызывает разрозненные чувства. Как написал журналист Алекс Шульц в обзоре Nima, опубликованном на сайте Teh Verge в 2019 году, если бы сенсор распознавал уровень глютена ниже стандартных 20 ppm, тогда все было бы хорошо. Но так как он не видит концентрацию ниже установленного порогового показателя, то высока вероятность ошибки. Потребитель может узнать о таких тонкостях, подробно изучив данные исследований, что делают лишь немногие. Ученые заявляют, что сенсор проявлял неточность только в отношении одного конкретного вида макарон, но, как сказано в обзоре Teh Verge, люди, которым нельзя глютен, должны быть уверены, что сенсор работает на всех продуктах.
В отличие от сенсоров глютена, у нас нет доступных данных касательно сенсоров арахиса. Без проведения рецензированных исследований мы не можем судить об их точности. Очень часто подобные устройства утверждаются независимой третьей стороной, т. е. теми, кто не заинтересован в успехе или провале. Это обеспечивает беспристрастность при подведении итогов. Всего проводилось два сторонних тестирования сенсора арахиса – объявленный уровень точности 99,2 % и 98,7 %. Однако первое исследование было организовано довольно сомнительной лабораторией, а во втором использовались образцы пищи, предоставленные создателями Nima, а значит, не исключена пристрастность. Вообще ситуация со сторонними тестами Nima остается неясной.
Сегодня существует сенсор глютена, который способен распознавать его наличие в разных продуктах питания. Во всех, кроме одного вида макарон… Но это снижает его ценность до нуля.
Вызывает беспокойство и уровень ложных результатов. Существование устройства, которое может сообщать о наличии в пище того или иного белка, – это чудо. Но если оно ошибается в каждом пятом образце или, наоборот, видит белок в продуктах, где нет ни арахиса, ни глютена, получается, что ему нельзя доверять.
В этом случае не стоит ждать помощи от регулирующих органов. Важно понимать, что в отличие от новых препаратов подобные устройства не проходят сертификацию FDA, т. е., по сути, над ними нет никакого контроля. Частные компании могут начать продавать свои изобретения до обнародования результатов исследования или вообще без их проведения.
Проще говоря, вы покупаете и доверяете устройству, применение которого не подкреплено рецензированными данными. Рецензирование – это когда специалисты в соответствующей области перед публикацией изучают протокол и результаты исследования и одобряют их (или требуют разъяснений и предоставления дополнительной информации). Научные журналы доверяют экспертной оценке, это гарантирует, что исследование было проведено качественно, имеется статистический анализ, а сделанные выводы логичны и обоснованны. Если товар не проходит испытания, а попадает из лаборатории сразу на полки магазинов, сложно судить о его надежности.
Стоит также отметить, что врачи пока не пришли к единому мнению относительно того, какое количество арахиса в продукте считать безопасным для аллергичных к нему людей. Не существует пороговой концентрации, как в случае с 20 ppm глютена. Мы вообще не уверены, что в отношении арахиса позволительно говорить о минимальных допущениях. Кроме того, отсутствие глютена или арахиса в образце не гарантирует того, что блюдо является полностью гипоаллергенным.
Из всего вышесказанного не следует, что сенсору Nima нет места в мире пищевой аллергии. Есть рецензированные данные касательно сенсоров глютена и арахиса. Компании проводили собственное тестирование, а это уже немаловажно. На наш взгляд, это устройство следует использовать в дополнение к другим мерам предосторожности. В ресторане аллергику необходимо всегда предупреждать повара и официанта о том, какие продукты не должны касаться готовящихся для них блюд. Здесь все, как в жизни: только вы несете ответственность за свои нужды.
Готовятся к выпуску и другие сенсоры аллергенов. Ученые из Гарвардского университета создали устройство-брелок под названием iEAT (integrated exogenous antigen testing / интегрирование тестирование на наличие экзогенных антигенов). Впервые они поведали миру о своем изобретении в 2017 году в журнале ACS Nano. Портативная система представляет собой мини-набор для извлечения аллергена. С помощью магнитов и электродов анализатор определяет его наличие и выдает результат через приложение на смартфоне. Исследователи протестировали iEAT на пяти аллергенах – молоко, яйца, арахис, фундук и пшеница – в очень низкой концентрации (менее 0,1 мг/кг глютена, это намного ниже порогового уровня, установленного законом). В своем докладе они указали цену каждого компонента устройства, и вышло, что его стоимость не должна превышать $40. На данный момент разработкой сенсора занимается частная компания, которая планирует выпустить его на рынок в течение пяти лет. Несколько лет назад студентка британского колледжа создала портативный тестер лактозы. Для этого она использовала лакмусовую бумажку, пропитанную ферментами лактозы, которые вступают в реакцию с молочным белком. Этот метод работает аналогично тесту на беременность. Имоген Адамс, та самая студентка, которая изобрела устройство, получившее название Ally, планирует создать тест-полоски и на другие аллергены, в том числе на мясо, – это для вегетарианцев. В продажу изобретение пока не поступило.
Также для выявления аллергенов используется технология под названием «молекулярно импринтованные полимеры». Полимер – это вещество, состоящее из большого числа повторяющихся звеньев одинакового строения. Они присутствуют как в искусственных, так и в натуральных материалах. Шерсть, нейлон, целлюлоза, из которой делают бумагу, – это лишь крошечная часть длинного списка, в который входят в том числе и различные белки. При использовании данной технологии с помощью шаблонов в форме белковых молекул (т. е. аллергенов) создаются полости на очень тонком куске пленки, прикрепленном к микросхеме. Если в образце пищи присутствует аллерген, то белковая молекула совпадет по форме с отверстием. Микросхема среагирует на это и отправит электронный сигнал на устройство-брелок. Это будет своего рода сигнал тревоги. Компания-разработчик проводила внутреннее тестирование устройства, которое получило название Allergy Amulet, и сообщила, что оно демонстрировало высокую точность при концентрации аллергена 10 миллионных долей за 90 секунд (тестирование проводилось на 50 кексах). Компания планирует выпустить Allergy Amulet на рынок в конце 2020 года, но перед этим передаст его третьим лицам для проведения дополнительных испытаний (примерная стоимость устройства $150–250).
«Амулет от аллергии» – так производители молекулярно импринтованных полимеров назвали свое устройство. Пока все испытания говорят о его высокой эффективности. На деле же мы это узнаем в конце 2020 года, когда он поступит в продажу.
В других технологиях используются электромагнитный спектр: вид энергии, которую излучают радиоволны, видимый свет, микроволновые печи и все, что мы видим, слышим и осязаем. Похожий на компьютерную мышку сканер под названием TellSpec направляет на продукт луч света, который возбуждает молекулы и заставляет их вибрировать – по такому же принципу наша кожа нагревается под действием солнца. В результате излученные фотоны возвращаются обратно в вибрирующие молекулы. Сканер считает количество фотонов на длину волны, исходящей из каждой вибрирующей молекулы, и разделяет их на спектр – от наименьшего к наибольшему количеству фотонов на длину волны. Это напоминает радугу, только в этом случае ее составляют не цвета, а энергия различных пищевых молекул. Сканер передает собранные данные на смартфон, а тот, в свою очередь, пересылает их в облачное хранилище, где полосы радуги подвергаются идентификации. У каждого продукта своя уникальная энергетическая сигнатура. Как человека можно распознать по отпечаткам пальцев, точно так же можно распознать продукт по тем фотонам, которые он излучает. За считаные секунды облачное хранилище высылает обратно список нутриентов, аллергенов и прочих веществ, которые содержатся в продукте. Экран смартфона превращается в этикетку с указанием наличия глютена, яиц и другими важными для здоровья сведениями (среди прочего там указано количество углеводов, белков и жиров). Данные с экрана сохраняются в облаке для дальнейшего использования, это позволит системе со временем стать еще эффективнее. Направьте луч на кусок торта, и через пару секунд вы узнаете, есть в нем орехи или нет.
Одна из авторов TellSpec Изабелла Хоффманн мечтает создать карту того, что едят люди во всем мире, и сопоставить ее с картой здоровья. Это поможет понять роль разнообразного питания в профилактике пищевой аллергии. А еще устройство позволит привлечь к ответственности нерадивых производителей, так как сканер способен определить любой не указанный на этикетке ингредиент. Но такая информация стоит недешево. За TellSpec придется выложить $1900. Использование облачного хранилища данных обойдется вам в пару сотен долларов в год. Возможно, по причине дороговизны это устройство больше подойдет предпринимателям, которые должны быть уверены в достоверности предоставляемых клиентам данных. (Также сканер определяет свежесть, спелость, сладость и прочие качества продукта, а значит, может найти свое применение в супермаркетах.) Аллергикам, имеющим средства на покупку устройства, TellSpec станет отличным помощником, который убережет их от случайного воздействия. Существующий аналог – это мини-сканер SCiO, он тоже определяет химический состав пищи с помощью света, но устройство скорее ориентировано на самих ученых, чем на простых граждан.
Фармацевтические препараты
На данный момент в разработке находится огромное количество препаратов. Чтобы рассказать о них, не хватит и целой книги. К тому же вряд ли все они пройдут клинические испытания. Вот несколько работ, которые задают направление развития пищевой аллергологии.
Под словом «вакцина» некоторые из нас понимают немного разные вещи. У большинства этот термин ассоциируется с прививками, которые делают детям, чтобы обеспечить долговременную защиту от болезней. Также существует прививка от гриппа, она тоже не дает нам заболеть, но прививаться необходимо ежегодно, потому что патоген постоянно мутирует.
В мире пищевой аллергии слово «вакцина» следует понимать несколько иначе. Прививка от аллергии работает не так, как прививка от полиомиелита, она больше похожа на ту, что применяется в онкологии. Препарат нацелен не на пищевой белок, а на враждебную к нему иммунную систему. Именно по такому принципу действует ARA-LAMP-Vax. Это лекарство от аллергии на арахис, созданное на основе технологии LAMP-Vax, когда пациенту вводится ДНК, кодирующая пищевой белок. Клетки организма поглощают новую ДНК, которая затем транслируется в соответствующий белок – тот самый, который провоцирует иммунный ответ. В результате целого ряда последующих иммунных процессов механизм враждебной реакции сходит на нет. Вместо IgE-антител иммунитет направляет к пищевому белку клетки, которые относятся к нему не как к врагу, а как к другу. Чтобы осуществить такую трансформацию, достаточно сделать четыре инъекции, и при этом не надо подвергать пациента воздействию аллергена, а значит, риск анафилаксии нулевой.
Эксперименты на мышах дали основание предполагать, что ARA-LAMP-Vax может помочь в лечении аллергии на арахис. В настоящее время при поддержке федерального гранта и компании-разработчика проводится первая фаза испытаний. На этом этапе ученые проверяют безопасность препарата. Были набраны аллергичные к арахису взрослые добровольцы, которых разделили на две группы: одним назначены четыре дозы экспериментального вещества, а другим – четыре дозы плацебо. Если исследование покажет, что препарат безопасен и потенциально полезен, тогда будет проводиться тестирование его эффективности.
Робин Оехир и его австралийские коллеги разработали другую вакцину под названием PVX108. В ее основе – фрагменты аллергенного белка, скорректированные таким образом, чтобы избежать активности со стороны тучных клеток и базофилов – это иммунные клетки, провоцирующие аллергическую реакцию, – и за счет этого десенсибилизировать иммунную систему. Вакцина уже доказала свою безопасность и сейчас проходит следующий этап клинических испытаний.
Если дополнить иммунотерапию омализумабом, это позволит ускорить процесс десенсибилизации. Омализумаб – это моноклональное антитело, которое не дает провоцирующим аллергию IgE-антителам прикрепляться к «ненавистным» пищевым белкам.
Однако препарат имеет ряд ограничений. Во-первых, длительность его применения не должна превышать нескольких недель; во-вторых, он дорогой; и, в-третьих, он выпускается только в инъекционной форме. Ученые из Медицинского центра Уэйла Корнелла (Weill Cornell Medicine) хотят ускорить лечение с помощью генной терапии. Они взяли сегмент генетической последовательности моноклонального антитела омализумаба и вставили его в вирус.
Когда они ввели этот вирус аллергичным к арахису мышам, у животных быстро развилась десенсибилизация к ореху. По мнению специалиста генной медицины Рональда Кристала, в этом случае вирус выступает в роли троянского коня. Эксперименты на животных – не показатель того, как данный метод будет работать на людях, поэтому сложно сказать, поведется ли наша иммунная система на такой обман. В любом случае будем следить за ходом исследований.
Накопление знаний о работе иммунной системы и непоколебимое желание ученых побороть пищевую аллергию привели к появлению самых разнообразных методов лечения. Проблема иммунотерапии в том, что она (как ясно из названия) провоцирует аллергическую реакцию. Некоторые ученые пытаются проводить терапию с использованием модифицированных аллергенов молока, арахиса или прочих продуктов, чтобы тем самым сократить количество IgE-антител. Другие тестируют лечение с применением пептидов, они меньше белков и не склонны вызывать активность иммуноглобулина E.
Еще один потенциальный способ снизить побочный аллергический эффект иммунотерапии – это заменить чистый арахисовый порошок наночастицами, содержащими арахисовый экстракт. В ходе предварительного исследования у мышей, которых лечили такими наночастицами (это всего-навсего крохотные молекулы), аллергические реакции на орех были слабее, чем у тех, которых лечили стандартным методом.
Находящиеся в разработке препараты для лечения пищевой аллергии усмиряют иммунную систему по-разному. Антитело дупилумаб не дает интерлейкинам (ИЛ)-4, -13, -9 и -5 активизировать тучные клетки и базофилы, к которым прикрепляется IgE, а значит, не происходит высвобождения гистамина и прочих химических веществ, лежащих в основе аллергических симптомов. Другое антитело, этокимаб, блокирует ИЛ-33; это еще один провокатор активности IgE.
Также себе в союзники можно взять дендритные клетки (часть иммунной системы), которые способны «знакомить» антигены (чужеродные структуры, воспринимаемые антителами либо как друзья, либо как враги) с другими иммунными клетками. Они сообщают Т-клеткам, что белок не представляет опасности. Благодаря способности захватывать сразу много аллергенов, дендритные клетки обязательно найдут применение в лечении множественной аллергии. Все, что нужно, чтобы справиться с заболеванием, – это небольшое количество соответствующих пищевых белков.
Новое антитело этокимаб нацелено на иммунную молекулу под названием «Интерлейкин-33» (ИЛ-33), которая запускает цепочку реакций в ответ на появление аллергена в организме. В ходе последнего стэнфордского исследования мы рандомизированно разделили 20 взрослых добровольцев, страдающий острой аллергией на арахис, на две группы: одни получали антитело, блокирующее ИЛ-33, а другие – плацебо. Через две недели 11 из 15 участников группы лечения могли спокойно есть 275 мг арахисового белка (примерно один арахис), а в группе плацебо подобный результат достигнут не был. Этот и другие аналогичные препараты на данный момент находятся на раннем этапе исследований.
Проходят тестирование и другие биологические лекарственные средства. Дупилумаб схож с омализумабом и тоже применяется в сочетании с иммунотерапией. Препарат достиг второй и третьей фазы клинических испытаний. Список экспериментальных препаратов из данной категории можно продолжать бесконечно, среди них: меполизумаб, резлизумаб, бенрализумаб, лебрикизумаб и тралокинумаб. Все они влияют на тот или иной этап иммунной реакции, которая начинается с попадания в организм белка и кончается анафилаксией. Возможно, однажды, для того чтобы справиться с аллергией, достаточно будет ежемесячно колоть антитела. Также ученые разрабатывают способ замаскировать аллергенные белки. Скрытые от зорких глаз иммунитета, они не вызовут первичной аллергической реакции, внедрятся в систему и приведут к развитию толерантности.
С появлением новых биологических препаратов в нашем арсенале будет гораздо больше средств для борьбы с пищевой аллергией. Но это в будущем, через 5–10 лет, а пока прямое воздействие антигена – единственный способ обратить заболевание вспять.
Способы профилактики пищевой аллергии
Когда мир узнал, что надо вводить аллергены в рацион ребенка как можно раньше, а не ждать, когда ему исполнится несколько лет, у предпринимателей возникла идея создать снеки. Одно дело – давать советы и совсем другое – воплощать их на практике, например занятому родителю заставить свое привередливое чадо попробовать рыбу. Профилактика множественной аллергии лучше, чем профилактика моноаллергии, поэтому особенно полезной может быть смесь белков. Кроме того, вкусная хрустяшка, которую легко взять с собой, – это всегда очень удобно.
Позвольте познакомить вас с системой защиты от аллергии. Пакетированная еда, состоящая из малых доз распространенных аллергенов, – это простой и надежный способ подвергнуть ребенка воздействию сразу всех продуктов. Spoonful One выпускается в форме порошка, который можно добавлять в детское питание, и в виде воздушных подушечек, которые удобно брать маленькими пальчиками – заодно тренируется мелкая моторика. (Раскрою секрет: Кари является соучредителем Before Brands, компании, выпускающей Spoonful One.) В состав Spoonful One входят белки арахиса, сои, миндаля, кешью, фундука, пекана, фисташек, грецких орехов, пшеницы, овсянки, молока, яиц, трески, креветок, кунжута и лосося – все в количестве, эквивалентном примерно одной столовой ложке порошка. Ученые из Медицинской школы Фейнберга при Северо-Западном университете (Northwestern University’s Feinberg School of Medicine) провели исследование, в ходе которого они рандомизированно разделили 705 детей в возрасте от 5 до 11 месяцев на две группы: одни получали смесь от Before Brands, а другие – плацебо. Ни у одного юного участника группы смеси не наблюдалось аллергических реакций, а значит, Spoonful One – это безопасный способ подвергнуть ребенка воздействию важнейших белков. Никаких реакций не было зафиксировано и у тех, кто прошел пищевую провокацию. В плане влияния на иммунитет лучше давать детям комплекс пищевых белков. Производством превентивных продуктов занимаются и другие компании. Запас на несколько первых месяцев жизни обойдется вам примерно в $2 в день.
Подобную продукцию можно давать детям с экземой и при наличии в семье пищевых аллергиков. Она противопоказана только тем, у кого уже диагностирована пищевая аллергия (при условии, что диагностика проводилась квалифицированным специалистом). Убедитесь, что продукция прошла тестирование на стабильность и не содержит загрязнители, например бактерии или грибки. Исследования раннего введения показывают, что ежедневное потребление комплекса пищевых белков в течение года обеспечивает оптимальную защиту от заболевания.
Мобильные приложения
Мобильные приложения – это плодородная почва для тех, кто хочет изменить жизнь аллергиков к лучшему. Некоторые такие приложения очень полезны. После установки Rescufy на домашнем экране смартфона появляется специальная тревожная кнопка.
При возникновении аллергической реакции человеку не нужно разблокировать телефон, он просто нажимает эту кнопку, и приложение автоматически отправляет службе спасения сообщение с указанием контактов и местоположения пользователя, а также его медицинские и страховые данные. Еще одно приложение Allerpal создано, чтобы помочь родителям и опекунам сообщить другим людям о наличии у ребенка аллергии. Пользователь загружает данные о заболевании ребенка, информацию о том, как вести себя в случае возникновении реакции, и сведения о лицах, к которым следует обращаться в чрезвычайной ситуации. Пользователь может отправить уведомление любому другому пользователю Allerpal – спортивному тренеру, родителям друга, няне, учительнице. Это приложение должны использовать многие, кто общается с аллергичным ребенком, иначе в нем просто нет смысла. По мере популяризации Allerpal станет хорошим помощником семьи.
Все, что мы вам рассказали, – это лишь капля в море инноваций. Фармацевтические компании, пищевые стартаперы и программисты активно работают над созданием новой продукции. Финансовые аналитики прогнозируют, что к 2025 году рынок средств лечения аллергии достигнет 40 миллиарда долларов. Пищевая аллергия занимает на этом рынке лишь малую долю, но ожидается, что ее рост составит 8,3 % в год. Согласно докладу 2018 года мировой рынок средств лечения арахисовой аллергии увеличится на 90 % с 2019 по 2023 год. И, конечно, арахис – это не единственный аллерген, на который следует обратить внимание.
С чем связан такой взрывной рост? Делайте выводы сами. Возможно, кто-то увидит связь между эпидемией и стремлением воспользоваться шоковой ситуацией. Другие верят в искреннее желание предпринимателей и ученых открыть аллергикам новые возможности.
Наверное, здесь имеют место оба фактора. Несмотря на то что мы советуем с осторожностью относиться к инновационной продукции, мы несказанно рады развитию методов терапии распространенного недуга и появлению различных вспомогательных средств. Семьи обязательно выберут для себя оптимальный вариант, ведь выбор – это то, к чему стремится мир пищевой аллергии.
Подводим итоги
• Ученые пытаются создать менее аллергенные продукты. Одни хотят убрать самые аллергенные белки путем селекции, а другие проводят генные манипуляции с использованием современных технологий, например CRISPR/Cas9.
• Инновации в области пищевой аллергологии, которые находятся в разработке:
• Маленькие и удобные инжекторы эпинефрина
• Носимые гаджеты, который распознают зарождающуюся аллергическую реакцию
• Портативные сенсоры, которые определяют наличие аллергенов в пище
• Вакцины и биологические препараты
• Снеки с комплексом пищевых белков, которые можно давать детям в рамках раннего введения прикорма