Магнитно-резонансная томография собирает урожай высших научных наград с 1944 года. Две премии по физике (1944 и 1952) – за явление ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Две по химии (1991 и 2002) – за адаптацию ЯМР для биохимии. И последняя – Пола Лотербура и Питера Мэнсфилда (2003) – собственно за саму МРТ. Метод обладает поистине потрясающими возможностями, а его современная модификация – функциональная МРТ – позволяет в реальном времени отслеживать деятельность отдельных нейронов и их групп в головном мозге. Именно с фМРТ связаны почти все прорывы в нейрофизиологии последних 10–20 лет. В магнитно-резонансном томографе уже записали половой акт, женский оргазм, роды и многие другие физиологические процессы, что позволило досконально изучить их и найти ответы на вопросы, которые оставались нерешенными несколько десятилетий.
Правда, не обошлось без казусов. В 2012 году шуточный аналог Нобелевки – так называемую Шнобелевскую премию – получили Крейг Беннетт, Эбигейл Бэйрд, Майкл Миллер и Джордж Уолфорд, которые сумели при помощи МРТ «обнаружить» мозговую активность у гарантированно неживого лосося[11].
Даже нобелевские открытия – лишь инструмент, которым нужно уметь пользоваться. Как тот микроскоп, которым можно, конечно, и гвозди забивать, но лучше применять его по прямому назначению.
Есть и не столь прославленные, но ничуть не менее информативные диагностические методики: ультразвуковое исследование и разные виды эндоскопии, электроэнцефалография и электромиография, иммуноферментные исследования биологических жидкостей и т. д. Все они вносят свою лепту в постановку окончательного диагноза и, следовательно, в подбор правильного лечения.
Справедливости ради нужно сказать, что медики не всегда прибегают к диагностическим методам, сущность которых до конца изучена. Например, в лабораториях и даже в клинической практике стали все активнее использовать различных животных. Как именно они справляются со своими обязанностями диагностов, неизвестно: говорить лохматые и пернатые помощники не умеют и секретами делиться не торопятся. Тем не менее существуют вполне научные способы проверить, насколько точно и достоверно звери и птицы определяют те или иные заболевания.
Два ключевых показателя для проверки – чувствительность и специфичность.
Чувствительность – доля действительно болеющих людей в обследованной популяции, которые по результатам диагностического теста или методики выявляются как больные. Это мера вероятности того, что любой случай болезни (состояния) будет правильно идентифицирован с помощью теста. В клинике тест с высокой чувствительностью полезен для исключения диагноза, если результат отрицательный.
Специфичность – доля тех, у кого результат теста оказался отрицательным, среди всех людей, не имеющих болезни (состояния). Это мера вероятности того, что с помощью теста удастся правильно идентифицировать людей, не имеющих болезни. В клинике тест с высокой специфичностью полезен для включения диагноза в число возможных, если результат положительный.
Простейший пример: если с помощью некой методики из десяти больных людей выявлены девять, то ее чувствительность равна 90 процентам. Понятно, что все это определяется на больших группах людей, то есть речь идет о тысячах или десятках тысяч пациентов, ведь 90 процентов могут выглядеть по-разному: это и 9, и 10, и 9000 из 10 000. То же самое со специфичностью: чем выше цифра в процентах и чем на большем количестве народу она проверена, тем лучше.
Возникает резонный вопрос: а откуда известно, что люди, на которых проверялся новый тест, действительно больны или определенно не больны? Для этого существует «золотой стандарт» – проверенный и многократно обкатанный в клинических условиях метод диагностики. Именно он считается последней инстанцией, с ним сравнивают новичков. Бывает и такое, что инновационные разработки оказываются эффективнее предшественников. В этом случае они сменяют морально и физически устаревшие подходы на троне «золотого стандарта». Так в свое время было, например, с полимеразной цепной реакцией (ПЦР).
Люди используют особенности собачьего нюха на протяжении тысячелетий. Многие животные полагаются в основном на нюх – что во время охоты, причем как в роли нападающего, так и в роли жертвы, что для меж– и внутривидового общения. Волки и их одомашненные потомки в этом смысле не исключение, они тоже относятся к макросматикам (от др. – греч. «макро» – «большой» и «осме» – «обоняние»), способным учуять вещество в концентрации один на триллион (1:1012). Чтобы понять, сколько это, представьте себе бассейн «Олимпийский» в Москве. Теперь мысленно расположите 20 таких бассейнов квадратом 4×5 и капните в полученный объем воды одну каплю крови. Собака сможет ее учуять. Акула, к слову, тоже.
Псы воспринимают весь окружающий мир через призму запахов. Они способны определять едва заметные градиенты, то есть даже малейшие различия в концентрации, и таким образом отслеживать «историю» запаха – откуда он пришел и в какую сторону ушел. Долгое время собаки выступают в роли ищеек, выслеживая преступников и нарушителей границы, разыскивая пропавших людей, обнаруживая замаскированную взрывчатку и тщательно спрятанные наркотики.
Мысль о том, что четвероногих нюхачей можно приспособить к диагностике такого грозного заболевания, как рак, была впервые высказана лишь в 1989 году. В апрельском номере журнала The Lancet появилось короткое письмо[12] двух британских дерматологов из госпиталя Королевского колледжа Лондона. Хайвел Уильямс и Андрес Пемброук описали очень интересный случай из своей практики. К ним обратилась 44-летняя женщина с просьбой осмотреть родинку на правом бедре. Образование было всего 1,86 миллиметра в диаметре и изначально никаких подозрений не вызывало. Однако при детальном обследовании выявили меланому – самое опасное злокачественное новообразование кожи. Стадия развития опухоли была самой ранней – in situ, как говорят медики, то есть без распространения в окружающие ткани.
Пациентку прооперировали, а затем доктора поинтересовались, как ей удалось столь удачно заподозрить такую непростую патологию. Ответ их обескуражил: отличным диагностом оказалась собака, которая по несколько минут в день тщательно обнюхивала именно эту родинку, громко вздыхала, тыкалась носом в бедро женщины и скулила. Хозяйка поначалу игнорировала странное поведение животного, но в один прекрасный день питомица попыталась выгрызть проблемный участок кожи, после чего визит к врачу стал делом решенным.
Уильямс и Пемброук высказали предположение, что бесконтрольно размножающиеся клетки меланомы начали в большом количестве синтезировать какой-то особый белок. Его и почувствовала собака. Зачем это нужно животному? Ответ прост: устранение уязвимости. Пока хозяин жив-здоров, он может бесперебойно обеспечивать еду и укрытие, так что питомец крайне заинтересован в сохранении status quo и активно мониторит ситуацию, отслеживая малейшие отклонения от привычного положения вещей.
Первая практическая реализация идеи состоялась лишь 15 лет спустя. И сначала лохматым диагностам предлагали наиболее сильно пахнущую даже с человеческой точки зрения субстанцию – мочу. Целью, которую надо было распознать, стал рак мочевого пузыря. Исследование проводилось на базе госпиталя британского городка Амерсхэма, псов предоставлял питомник поводырей, а за обработку информации отвечал Оксфордский университет.
Результаты, опубликованные в сентябрьском номере British Medical Journal за 2004 год[13], оказались интересными, но не впечатляющими. Сначала собакам предоставили обучающие образцы – мочу 36 пациентов 48–90 лет с подтвержденным диагнозом, а затем «попросили» протестировать мочу добровольцев 18–85 лет. Предварительно обученные псы справились с 41 процентом заданий, правильно определив рак в 22 из 54 предложенных проб. Лучшими стали кокер-спаниели Тэнгл и Бидди: они были правы в 56 процентах случаев. Многофакторный анализ, проведенный в Оксфорде, показал, что животные действительно унюхивали в моче нечто не зависящее от других химических веществ, определяемых при помощи стандартных методов лабораторной диагностики.
После этого «собачью жилу» стали активно разрабатывать, исследования посыпались как из рога изобилия. Почти сразу наметилось наиболее перспективное направление – рак легких. В 2006 году в совместном эксперименте американских и польских ученых трем молодым (7–18 месяцев) золотистым ретриверам и двум португальским водолазам предлагались пробирки с хорошо впитывающей тканью, где содержался выдыхаемый пациентами воздух. После курса обучения собаки продемонстрировали невероятные результаты, показав 99-процентную чувствительность и 99-процентную же специфичность, то есть правильно отделили больных от здоровых, практически не перепутав их между собой. Интереснее всего, что с одинаковой легкостью псы определяли и четвертую стадию рака, и первую, самую сложную для диагностики[14].
