Марат Маратович Фатхуллин
Тренды развития медицинской науки: Мир, Россия, Москва
Раздел 2 Приоритеты развития медицинской науки в России
2.1. Общий научный потенциал России
В России исследования выполняются в научно-исследовательских институтах (НИИ), конструкторских организациях и университетах. Главный потенциал отечественной фундаментальной науки сконцентрирован в академическом секторе, высших учебных заведениях, государственных научных центрах Российской Федерации, национальных исследовательских центрах и ведущих отраслевых научных организациях. Особое место занимают академические научные организации, в настоящее время подведомственные Министерству науки и высшего образования Российской Федерации, а ранее Российской академии наук, Российской академии медицинских наук и Российской академии сельскохозяйственных наук. При этом число НИИ заметно сократилось за последние 20 лет: с 2 686 (2000 г.) до 1 618 (2019 г.). Отмечается рост числа опытных заводов и промышленных предприятий, имеющих научные подразделения (рис. 2.1.1). Свыше трети организаций, выполнявших исследования и разработки, расположены в Центральном федеральном округе, здесь же работает половина научных кадров страны [37].
Рисунок 2.1.1 – Организации, выполнявшие исследования и разработки в России в период с 2000 по 2019 год
Источник: https://issek.hse.ru/news/442044357.html
В целом в 2020 году в России насчитывалось свыше 348 тыс. исследователей, и по абсолютным масштабам занятости в науке страна оставалась одним из мировых лидеров, уступая только Китаю, США и Японии [38].
Однако на парламентских слушаниях, состоявшихся 13 мая 2021 года на тему «Научный кадровый потенциал страны: состояние, тенденции развития и инструменты роста», участниками были приведены неутешительные данные о развитии научного потенциала России. По числу исследователей на 10 тыс. занятого населения Россия находится на 27-м месте в мире и является практически единственной страной, в которой количество исследователей уменьшается (за 15 лет – на 17,5 %). При этом в большинстве стран мира наблюдается рост числа исследователей от 30 до 130 %. Негативная тенденция в значительной мере объясняется системной проблемой малых инвестиций в стране. Участниками слушаний было отмечено, что привлечение инвестиций в науку должно повысить число исследователей. По мнению президента Российской академии наук, в настоящее время российская наука не является драйвером российской экономики, в том числе и с точки зрения общества. Об этом говорят результаты социологического опроса: только 5 % респондентов связывают будущее страны с развитием науки и технологии[131].
Помимо академических институтов мощный интеллектуальный ресурс страны сосредоточен в университетах. Аспирантура в России исторически является основным поставщиком научных кадров. Отметим, что согласно исследованиям, в 2019 году в России было 84,3 тыс. аспирантов, в 1,8 раза меньше, чем 10 лет назад. В те годы на подготовку научных кадров работало около 1,2 тыс. организаций (НИИ и вузы), по сравнению с 2013 годом их количество сократилось на 23,8 %. Причины потерь – демографический спад и реформа аспирантуры [37]. Сокращение приема аспирантов происходит также за счет уезжающих для обучения в аспирантуре за рубежом, чаще всего это самые талантливые и перспективные выпускники магистратур (700–900 человек в год). Кроме того, среди причин снижения числа аспирантов, получающих научную степень, отмечается слабость академической поддержки аспирантов, низкое качество исследовательской подготовки аспирантского контингента, рассогласование исследовательских задач аспирантов и актуальной научной повестки [39].
Научные исследования поддерживаются фрагментарно на уровне отдельно взятых субъектов страны. Так, под руководством Департамента здравоохранения города Москвы (далее – ДЗМ) реализуется научная программа в области медицины. В ее реализации участвует более 1 000 научных работников.
Необходимо отметить, что благодаря стимулирующим мерам со стороны государства ученых в возрасте до 39 лет становится больше. В целом в России около 29 % исследователей имеют ученую степень. Каждый пятый (21,6 %, или 75,1 тыс. чел.) является кандидатом наук, 7,1 % (24,8 тыс. чел.) – доктором наук. Средний возраст докторов наук – 64 года, кандидатов наук – 51, ученых без степени – 43 года.
Гендерный вопрос среди ученых решен в пользу мужчин: 61 % среди исследователей, в том числе больше половины (58 %) кандидатов и 73 % докторов наук. Численность женщин, имеющих ученую степень, растет в отличие от общей численности ученых-женщин. В 2018 году по удельному весу женщин в численности ученых Россия занимала 25-е место из 55 стран.
Вне зависимости от гендерной принадлежности большинство исследователей – 61,4 % в 2019 году представлены в области технических наук, в области естественных дисциплин – 22,8 % и 5,6 % – в области общественных наук. Медицинское направление развивают 14,4 тыс. ученых (4,1 %). Чаще всего клиническую медицину выбирают аспиранты-женщины, среди которых также популярными являются педагогические науки. Аспиранты-мужчины в основном выбирают информатику и вычислительную технику, а также экономику и управление [37].
2.2. Стратегические направления научно-технического развития Российской Федерации
Современная парадигма развития России подразумевает переход от ресурсной к инновационной экономике, ориентированной на повышение качества жизни населения страны. Подобный переход требует, в том числе, соответствующих изменений целеполагания, стратегического планирования и управления применительно к научно-технологическому комплексу и кластеру образования.
Согласно Стратегии научно-технологического развития России, до 2035 года (далее – СНТР) наука обозначена системообразующим институтом развития нации, ответственность за развитие которого принимает на себя государство. При этом «обеспечение присутствия Российской Федерации в числе десяти ведущих стран мира по объему научных исследований и разработок, в том числе за счет создания эффективной системы высшего образования», – это один из показателей достижения национальных целей развития страны[132].
Более того, благодаря пониманию того, что наука в современном мире имеет ключевое значение, 2021 год объявлен в России Годом науки и технологий. Из федерального бюджета Российской Федерации будет направлено 1 трлн 630 млрд рублей до 2024 года на гражданские, в том числе фундаментальные исследования[133].
Одним из ключевых приоритетов для России является трансформация экономики и общества под новый демографический переход, обусловленный увеличением продолжительности жизни людей, изменением их образа жизни, и связанное с этим старение населения, что в совокупности приводит к новым социальным и медицинским проблемам, в том числе к росту угроз глобальных пандемий, увеличению риска появления новых и возврата исчезнувших инфекций[134]. В качестве инструментария рассматривается переход к персонализированной медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, в том числе за счет рационального применения лекарственных препаратов (прежде всего антибактериальных)[135].
В связи с этим стратегической целью государства является развитие медицинской науки, направленное на создание высокотехнологичных инновационных продуктов, обеспечивающих на основе трансфера инновационных технологий в практическое здравоохранение сохранение и укрепление здоровья населения[136].
Помимо СНТР, ключевыми документами, обеспечивающими реализацию научно-технической политики, являются национальный проект «Наука» (далее – НПН)[137] и Государственная программа «Научно-технологическое развитие Российской Федерации на 2019–2030 годы» (далее – ГПНТР)[138]. Данная программа нацелена, прежде всего, на поддержку фундаментальных исследований в рамках подпрограммы «Фундаментальные научные исследования для долгосрочного развития и обеспечения конкурентоспособности общества и государства». В свою очередь, реализацию мероприятий данной подпрограммы обеспечивает Программа фундаментальных научных исследований в Российской Федерации на долгосрочный период (2021–2030 годы)[139] (далее – ПФНИ-2030). Основным разработчиком и координатором данной программы является федеральное государственное бюджетное учреждение «Российская академия наук». В качестве целевых индикаторов программы выступают традиционные показатели, такие как количественный и качественный состав исследователей; привлечение в научные исследования молодых кадров; доля публикаций в международных базах данных; развитие коллабораций. Среди основных задач ПФНИ-2030 – эффективное управление исследованиями, в связи с чем эта программа объединяет всю фундаментальную науку в единое целое. Еще одна задача – обеспечение своевременного распознавания больших вызовов и формирование приоритетов в рамках научных исследований для ответа на такие вызовы.
ПФНИ-2030, являясь основным инструментом планирования и финансирования медицинской науки, охватывает практически весь спектр исследований в данной области, ведущихся в России, в том числе те тематики, которые согласуются с прогнозами и общими направлениями научно-технического развития страны, а также с госзаданием. Новая программа будет финансироваться, в том числе по линии ГПНТР и «Развитие здравоохранения». Общий объем финансирования до 2030 года – более 2,1 трлн рублей.
Согласно прогнозам, следующая технологическая революция будет связана с нейротехнологиями и кардинальным увеличением производительности умственного труда за счет интеграции мозга человека и вычислительных машин. Основой для развития этого направления является расшифровка (картирование) работы мозга. В области медицины при этом ожидается появление технологий, позволяющих использовать искусственные конечности и дополнительные органы чувств, которые к 2035 году разовьются в доступное для массового потребителя нейроуправление бытовым пространством. При этом уже в десятилетней перспективе ожидается появление эффективных таргетных биомаркеров и препаратов, позволяющих лечить различные возрастные деменции, включая болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. А через двадцать лет возможно открытие генных и клеточных технологий коррекции мозга[140].
Область медицинских научных знаний в рамках ПФНИ-2030 объединяет направления фундаментальных и поисковых исследований физиологических и медико-биологических наук, клинической и профилактической медицины. Решение научных задач развития медицинских наук откроет принципиально новые возможности для получения ожидаемых прорывных научных результатов. При этом среди медицинских направлений ПФНИ-2030 превалируют генетические технологии. Кроме того, планируется развивать такие медицинские технологии, как ядерная медицина, фотонные технологии, биологически активные таргетные векторы-носители радионуклидов в диагностике и лечении злокачественных опухолей; персонифицированное дозиметрическое планирование радионуклидной терапии; высокоспецифичные соединения профилактики острого лучевого синдрома и осложнений лучевой терапии; наноструктуры для медицины; физические методы диагностики в медицине, криомедицине.
Среди направлений физиологических наук ПФНИ-2030 можно выделить развитие нейронаук, основой которых является создание научной платформы для разработки систем ИИ следующего поколения – нейроморфного ИИ. Для его создания планируются исследования биологических нейронных сетей и фундаментальных характеристик головного мозга – интеллекта, памяти и сознания. Различные исследования позволят понять, как работает мозг, включая физиологическую организацию поведения при интеграции сенсорных, когнитивных и управляющих процессов, формирование и хранение памяти, развитие мозга в онтогенезе и эволюции. Новые знания требуются также в области нейротехнологии биоуправления для робототехнических систем и расширения функций мозга, регуляции когнитивных функций мозга в норме и при патологии, нейрогенетических подходов к исследованию мозга.
Исследования гомеостаза, механизма стабилизации физико-химических параметров жидкостей внутренней среды помогут осмыслить целостность организма с физиологической точки зрения. Такое понимание станет ключевым не только для физиологов, но и для наук о жизни. Изучение физиологии гомеостаза (необходимого для работы мозга, сердца, рождения мысли и работы естественного интеллекта), а также раскрытие молекулярной организации всех элементов клеток живого организма позволит решить проблемы фармакологической коррекции нарушений физиологических функций организма. При этом изучение транспорта разнообразных веществ по организму позволит решить проблемы доставки лекарств и отторжения имплантируемых устройств, а также будет иметь большое значение для биологии в целом. Запланированные исследования физиологии иммунной системы позволят, в частности, развивать иммунотерапию онкологических заболеваний. Для диагностики и мониторинга последних важное значение имеет также разработка и создание диагностических тестов, позволяющих выявлять и анализировать присутствие опухолевых клеток (или их ДНК и/или РНК) в биологических жидкостях организма (жидкостная биопсия). Перспективными направлениями в области фундаментальных основ онкологии являются также молекулярное профилирование опухолей, в том числе обнаружение новых молекулярных детерминант – драйверных генов и маркеров метастазирования; изучение роли стволовых клеток и сигнальных путей, контролирующих метастатическую колонизацию опухолевыми клетками, нарушения в работе которых определяют прогрессию опухоли, а также исследование механизмов развития лекарственной резистентности опухолей. Также результатом фундаментальных исследований в области иммуноонкологии должна стать разработка противоопухолевых вакцин нового поколения (Т-клеточных, неоантигенных вакцин).
Основными направлениями запланированных исследований в области регенеративной физиологии и медицины (которые являются одним из направлений биомедицины) являются клеточная физиология, генная терапия, тканевая инженерия и создание искусственных органов.
В области медико-биологических наук и профилактической медицины ПФНИ-2030 для разработки здоровьесберегающих технологий в рамках фундаментальных и поисковых научных исследований планируется решение таких задач, как:
• отработка методов внесения направленных изменений в геномы при помощи дизайнерских нуклеаз на примере 3–5 регуляторных каскадов и выбор регуляторных систем, воздействие на которые может иметь геропротекторный или герореверсивный эффект, отработка внесения направленных изменений в геном человека на уровне изолированных клеточных культур, оценка влияния возраста на регенеративные свойства стволовых клеток и разработка методов коррекции их нарушений с помощью технологий редактирования генома;
• создание новых наноформ лекарственных препаратов, имеющих качественно новый уровень биодоступности и стабильности, в частности разработка терапевтических препаратов на основе миниантител; наноформ вакцин, иммунобиологических и иммунопрофилактических препаратов; методов подавления пролиферации клеток с помощью нанопрепаратов;
• разработка показателей, градаций, методик и критериев оценки неблагоприятного влияния факторов окружающей и производственной среды на здоровье человека, системы оценки и управления рисками развития профессиональных и экологически обусловленных заболеваний, мониторинга состояния здоровья населения и потребности в медицинской помощи;
• создание высокочувствительных аналитических методов идентификации и количественного определения новых и потенциально опасных загрязнителей природного и антропогенного происхождения в объектах окружающей среды, пищевой продукции и биологических средах организма, разработка методов управления рисками загрязнения новыми опасными веществами объектов окружающей среды и пищевой продукции, в том числе биотехнологического происхождения;
• исследование безопасности пищи, в том числе получаемой с помощью нано и биотехнологий, разработаны принципы персонализированной диетотерапии с использованием генодиагностики и биомаркеров.
В рамках микробиологических наук и вирусологии перспективными заявлены исследования по разработке новых подходов к созданию вакцин против заболеваний, вызываемых возбудителями с высокой степенью изменчивости и новых поколений вакцин на основе генно-инженерных технологий, методов обратной генетики и нанотехнологий, в том числе против туберкулеза, ВИЧ, гепатита В и С, гриппа. Запланирована разработка диагностических тест систем и методов экспресс-диагностики, будут устанавливаться молекулярные механизмы функционирования РНК-содержащих вирусов, вызывающих особо опасные заболевания человека и животных, макро и микроэволюции вирусных РНК геномов и структуры зараженной вирусом клетки, продолжится разработка новых противоинфекционных лекарственных средств (антибактериальных, противовирусных химиопрепаратов). Ожидается создание терапевтических противоинфекционных средств на основе малых интерферирующих РНК, новые подходы противоинфекционной терапии на основе физических методов воздействия на патогены, новые иммунобиологические препараты (адъюванты и миниантитела).
В ПФНИ-2030 вошли основные направления клинической науки, в том числе:
• онкология, включая создание на основе системы редактирования генома CRISPR/Cas9 вирусных и невирусных генетических конструкций для нокаута генов урокиназы и урокиназного рецептора в опухолевых клетках, в частности, нейробластоме. Также в онкологии запланирована разработка и валидация современных методов скрининга и диагностики злокачественных опухолей; создание новых противоопухолевых препаратов; поиск перспективных мишеней для противоопухолевой терапии; разработка методов персонализированного лечения, в том числе с использованием методов ядерной медицины, эффективных способов доставки лекарственных препаратов в опухоли; определение генетических мутаций – маркеров предрасположенности к онкологическим заболеваниям с последующим созданием базы данных мутаций популяции, связанных с риском развития онкологических заболеваний, и реестра пациентов – носителей мутаций в Российской Федерации;
• неврология и психиатрия, для которых актуальным является изучение структурных, метаболических, нейрофизиологических механизмов поддержания сознания и его нарушений при очаговых и диффузных заболеваниях мозга с ультраструктурным анализом с использованием методов нейровизуализации. Полученные знания позволят использовать информацию для технологий машинного обучения и ИИ. Планируется разработка маркеров и лабораторных тестов для прогнозирования развития и течения дегенеративно-дистрофической патологии позвоночника, создание алгоритма комбинированной и гибридной нейровизуализации и схемы лечения с помощью виртуальной и дополненной реальности;
• кардиология – с упором на раннюю диагностику и персонализированное лечение сердечно-сосудистых заболеваний на основании изучения клеточно-молекулярных, генетических, нейрогуморальных, иммунных и гемодинамических механизмов их развития, геномных, протеомных и метаболомных исследований в клинике и эксперименте; поиск эпигенетических механизмов, определяющих развитие инфаркта миокарда и сердечной недостаточности на основе анализа дифференциальной экспрессии регуляторных микроРНК и выявления связи полиморфизма генов, кодирующих микроРНК и их мишеней;
• трансплантология сердца, печени, костной, хрящевой, мышечной (включая миокардиальную) и эпителиальных тканей, с акцентом на разработку неинвазивных диагностических комплексов для прогнозирования и диагностики отторжения трансплантата, создание биомедицинских клеточно- и тканеинженерных продуктов, получение эпителиального и мезенхимного фенотипа васкуляризованных тканеинженерных конструкций для замещения тканей организма. Также перспективной задачей является развитие методов контролируемых вмешательств (малоинвазивные технологии, транслюминальная хирургия), в том числе с использованием робототехники, расширением диапазона комбинированных хирургических вмешательств на нескольких органах и систем с применением методов биоинженерии и трансплантации органов, и тканей с использованием технологий регенеративной медицины;
• ревматология, в рамках которой планируется разработка и внедрение методов диагностики и профилактики ревматических заболеваний на основе методов ДНК-диагностики, идентификация иммунных механизмов их патогенеза на основе расшифровки структуры и спектра наиболее важных аутоантигенов и изучения механизма дисфункции антигенпрезентирующих клеток, разработка высокоемких селективных антигенных сорбентов в диагностических и лечебных целях, изучение молекулярно-генетических, иммунологических, биохимических и фармакологических аспектов патогенеза, диагностики и лечения критических состояний;
• эндокринология, нейроэндокринология, тиреоидология, детская эндокринология и диабетология, а также области смежных дисциплин с ортокринной и паракринной сигнальной индукцией патологических процессов, для которых будут актуальны совершенствование технологий профилактики, диагностики и лечения с последующим внедрением в практику (трансляционная медицина), разработка новых геномных, протеомных и метаболомных маркеров как эндокринопатий, так и вызванных ими синдромальных поражений и некоторые другие направления.