Биомаркеры считаются краеугольным камнем интеллектуальной профилактической и персонализированной медицины будущего. Однако немногие из них до сих пор эффективно используются в медицине. Что же такое биомаркеры?
Каждый из нас на протяжении жизни по разным причинам неоднократно измерял свой рост, вес, давление, сдавал анализы крови, делал УЗИ, МРТ, а также определял многие другие параметры состояния своего организма. Это всё и есть биомаркеры.

Таким образом, биомаркеры — это такие показатели, которые могут быть использованы в качестве индикаторов какого-либо болезненного или физиологического состояния организма.

В прошлом в качестве биомаркеров использовались, прежде всего, такие показатели как кровяное давление или частота сердечных сокращений.
Однако со временем понятие биомаркеров стало значительно шире. Например, сейчас одним из часто используемых биомаркеров в медицине является простат-специфический антиген (ПСА). Этот маркер может потенциально указывать на рак простаты.

Появились новые биомаркеры, которые связаны с технологией обработки изображения или такие, которые используются при разработке лекарственных средств.

В генетике биомаркер (генетический маркер) представляет собой последовательность ДНК, которая связана с восприимчивостью к болезни или вызывает заболевание.

В настоящее время уже используются тысячи биомаркеров для оценки состояния здоровья, однако существует потребность в разработке новых маркеров, которые могли бы значительно помочь в диагностике и лечении сложных заболеваний.

Определение понятия «биомаркер».

В 2001 году эксперты Национального института здоровья США предложили следующее определение биомаркера:
Биомаркер — это характеристика, которую можно объективно измерить, и которая может служить в качестве индикатора физиологических и патологических биологических процессов или фармакологических ответов на терапевтическое вмешательство.

В настоящее время существует более точное определений этого понятия:

Биомаркер (биологический маркер) – это исследуемый параметр, измерение которого отличается высокой точностью, надежностью и воспроизводимостью, что позволяет отражать напряженность физиологических процессов, состояние здоровья, степень риска или факт развития заболевания, его стадию и прогноз.

Биомаркер – это характеристика (биологический признак), которая используется в качестве индикатора биологического состояния всего организма.

Биомаркеры могут представлять собой вещество, чье обнаружение указывает на конкретное болезненное состояние или присутствие чужеродных организмов. Например, присутствие специфических антител может указывать на конкретную инфекцию.

Биомаркером также может быть вещество, которое вводят в организм в качестве средства для изучения функции органа. Например, радиоактивный изотоп хлорида рубидия используется для оценки кровоснабжения сердечной мышцы.

Таким образом, исследуя один или несколько параметров, можно судить о состоянии всего организма. Например, обнаружение хорионического гонадотропина свидетельствует о беременности.

Основные задачи биомаркеров.

• Прогнозирование индивидуального риска заболеваний у здоровых лиц.
• Оценка нормальных физиологических процессов в организме (рост, вес, спортивная форма, протекание беременности, старение).
• Выявление заболеваний, подбор лечения, оценка его эффективности.
• Прогнозирование течения и исхода заболевания.
• Определения негативных эффектов внешней среды, в том числе химических отравлений, радиационного облучения и др.
• Разработка новых лекарственных средств.

Какие бывают биомаркеры? Разнообразие биомаркеров.

Сразу оговоримся, что единой общепринятой системы классификации биомаркеров нет. Поэтому существует несколько классификаций.

1. В зависимости от характеристик биомаркеров:
• Отображаемые (визуализируемые) биомаркеры (КТ, МРТ).
• Неотображаемые (молекулярные) биомаркеры. Молекулярные биомаркеры — это те, которые имеют биофизические свойства и позволяют их измерить в биологических средах (плазма, сыворотка, спинномозговая жидкость). Это такие маркеры как нуклеиновые кислоты, белки, липиды, метаболиты и другие малые молекулы. В качестве биомаркеров могут служить концентрации специфических пептидов, энзимов, гормонов и др.

2. В зависимости от цели их применения при диагностике и лечении:
• Предупредительные. Используются для выявления лиц с повышенным риском возникновения заболевания по уровню содержания в организме тех или иных веществ. Например, повышение количества липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) может указывать на высокий риск развития атеросклероза.
• Верификационные — подтверждающие заболевания на субклинической стадии. Например, микроальбуминурия (появление в моче небольшого количества альбумина) появляется у лиц с сахарным диабетом ещё до того, как появятся первые клинические проявления.
• Диагностические биомаркеры. Используются для идентификации определенного заболевания. Например, повышение белка тропонина в крови указывает на инфаркт миокарда, а гликолизированного гемоглобина — на сахарный диабет.
• Биомаркеры состояния. Используются для определения тяжести заболевания. Например, мозговой натрийуретический пептид — для определения функционального класса застойной сердечной недостаточности.
• Прогностические. Используются для оценки прогноза развития заболевания, его возможного исхода и оценки эффективности лечения. Например, биомаркеры рака при опухолях или гликозилированный гемоглобин при диабете.
• Фармакодинамические биомаркеры. Используются при разработке лекарств и выявляют определенный фармакологический ответ, что необходимо при исследованиях по оптимизации дозировок лекарств.

3. В зависимости от исследуемой системы или состояния.
Каждая биологическая система (например, сердечнососудистая, иммунная, метаболическая) имеет свои собственные специфические биомаркеры. В зависимости от исследуемой системы биомаркеры соответственно могут быть:
• Нейропсихиатрические биомаркеры — это высокоспецифичные биологические признаки, указывающие на наличие определенного нейропсихиатрического заболевания (эпилепсия, болезнь Альцгеймера, шизофрения, депрессия и др).
• Иммунологические — это высокоспецифичные биологические признаки, указывающие на наличие определенного иммунного нарушения.
• Сердечнососудистые.
• Метаболические.
• Биомаркеры для мониторинга рака (онкомаркеры).
• Биомаркеры старения — объективные физиологические параметры состояния органов и систем организма, которые изменяются качественно или количественно при старении.
• Биомаркеры спортивной формы.
• Биомаркеры воздействия окружающей среды. Они, в частности, выявляют токсические вещества в организме. В этом случае биомаркером может быть само отравляющее вещество. Но им также могут быть вещества, которые образуются в организме под воздействием данного токсина. Например, при воздействии окиси углерода в крови повышается уровень карбоксигемоглобина, при воздействии фосфорорганических соединений в крови уменьшается количество фермента холинэстеразы.

4. В зависимости от вида исследований:
• Биохимические биомаркеры,
• Генетические,
• Нейрофизиологические,
• Эндокринологические,
• Анатомические,
• Когнитивные, др.

5. В зависимости от длительности определяемых расстройств.
• Маркер состояния — определяет преходящее нарушение, отражая результат недавнего воздействия. Например, недавнее употребление наркотика или алкоголя определяется по их содержанию в крови.
• Структурный маркер — определяет стойкие структурные изменения при длительно протекающих состояниях. Например, специфические изменения структуры и функции печени при алкоголизме.

6. В зависимости от специфичности.
• Специфические биомаркеры. Указывают на возникший биологический эффект при конкретном воздействии. Например, антитела к хламидиям указывают на хламидиоз.
• Неспецифические. Не указывают на конкретную причину возникшего эффекта, но отражают общий эффект воздействия. Например, ускорение скорости оседания эритроцитов указывает не только на воспалительный процесс, но также может иметь место при беременности, анемиях, опухолях и др.

7. Простая клиническая классификация по типам.

0 тип – биомаркеры, указывающие на наличие заболевания и связанные с
ним клинические проявления;
I тип – маркеры, связанные с лечебным эффектом и механизмом
действия препаратов;
II тип – маркеры, позволяющие предсказать исход заболевания и эффективность лечения.

Заключение.

В настоящее время многие из биомаркеров определяются относительно легко и являются частью рутинных медицинских осмотров. Эти осмотры включают измерение веса тела, давления, частоты сердечных сокращений, уровня холестерина и триглицеридов, уровня глюкозы натощак, что позволяет определить риск развития метаболических расстройств (атеросклероз, сахарный диабет, ожирение, гипертония) или заболевания на ранней доклинической стадии.

Тем не менее, существует потребность в разработке биомаркеров для выявления ряда заболеваний и подбора эффективного лечения. Одним из таких заболеваний является депрессия, которую пока невозможно предсказать, и также нет способа определить, какой антидепрессант будет эффективнее при лечении данного пациента. А это значит, что многие люди по-прежнему страдают, а их врачи вынуждены длительно подбирать им лечение, порой назначая целый ряд малоэффективных препаратов.

Весьма интересным и перспективным является изучение маркеров старения. Что является индикатором старения организма и что определяет темпы старения? Но на этом мы остановимся в следующей статье.