Успехи в исследованиях проливают новый свет на остеопороз, который к 2020 году может поразить до половины американцев старше 50 лет.
Долгие годы мы думали, что понимаем, что такое остеопороз: это заболевание, при котором кости становятся все более хрупкими, поскольку теряют плотность, обычно из-за старения, менопаузы и других факторов, таких как недостаток кальция и витамина D в рационе.
Но сегодня научные достижения проливают новый свет на остеопороз, которым, по прогнозам, к 2020 году будет страдать до половины американцев старше 50 лет. От диагностики, профилактики до лечения остеопороза - новые исследования переворачивают наше прежнее представление об остеопорозе с ног на голову.
Тонкая настройка риска остеопороза
Золотым стандартом" диагностики остеопороза является DEXA-сканирование (двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия), которое измеряет плотность костной ткани в позвоночнике, бедре или запястье. Это наиболее распространенные места переломов костей. Но этот тест, каким бы передовым он ни был, имеет свои ограничения.
"У многих пациентов с нормальной плотностью костной ткани при сканировании DEXA все равно случаются переломы, а у значительного числа пациентов, у которых сканирование DEXA показывает остеопороз, переломы не случаются", - говорит Сундип Хосла, доктор медицинских наук, профессор медицины и исследователь остеопороза в клинике Майо в Рочестере, штат Миннесота. "DEXA говорит вам о количестве костной ткани, но мало о внутренней структуре этой кости". Очевидно, что врачи хотели бы иметь возможность предсказывать риск переломов гораздо точнее, чтобы точно определить, кто подвержен наибольшему риску перелома и больше всего нуждается в лекарствах.
Хосла сравнивает человеческий скелет с мостом из металла. "Можно иметь два моста с одинаковым количеством металла, но один из них может быть более прочным, просто потому, что он построен", - говорит он. "Точно так же, поскольку микроархитектура костей одного человека отличается от костей другого, их фактическая прочность может быть совершенно разной".
Хосла и другие исследователи остеопороза изучают новые методы визуализации и компьютерные технологии, которые позволят им заглянуть внутрь кости и увидеть конкретные структурные характеристики. Это поможет им построить модели прочности костей, которые помогут предсказать, у каких пациентов наиболее вероятны переломы.
Одним из таких методов визуализации является компьютерная томография (КТ) позвоночника и бедра. Исследователи берут трехмерное изображение кости, которое создает компьютерная томография, и используют метод компьютерного моделирования, который разбивает изображение на крошечные части. "Плотность каждого кусочка позволяет оценить прочность каждого кусочка и получить общую прочность структуры", - говорит Хосла. "В зависимости от того, где кость наиболее слаба, она может быть более или менее склонна к переломам".
Этот вопрос поднимается на более высокий уровень в новом инструменте, который используется для изучения остеопороза и называется периферической количественной томографией высокого разрешения. Поскольку этот прибор использует более высокий уровень излучения, его нельзя применять в области позвоночника или вблизи жизненно важных органов, но его можно использовать для получения изображений таких областей, как кости запястья. "Разрешение периферических сканеров достаточно хорошо, чтобы можно было увидеть отдельные структурные компоненты, что дает гораздо больше информации о прочности кости", - говорит Хосла.
Он прогнозирует, что периферийные сканеры, которые могут быть не намного дороже сегодняшнего DEXA, вскоре могут быть одобрены для клинического использования. Поскольку КТ-сканирование значительно дороже, оно не может использоваться в качестве самостоятельного инструмента скрининга. Однако, когда пациент проходит КТ по другой причине, относительно легко получить информацию о костях одновременно.
"Нам еще предстоит собрать больше данных о том, как эти инструменты предсказывают риск переломов, но первые результаты многообещающие", - говорит Хосла.
Понимание ремоделирования костей
Бисфосфонаты изначально рассматривались как препараты для лечения остеопороза, способствующие наращиванию костной массы. Но вскоре стало ясно, что здесь происходит нечто большее. У многих пациентов, принимающих бисфосфонаты, наблюдается лишь незначительное увеличение плотности костной ткани - всего на 1%, но при этом риск переломов у них снижается гораздо больше - на 50%.
"Исследования показали, что нет никакой связи между тем, насколько эти препараты увеличивают костную массу, и снижением риска переломов", - говорит Роберт Хини, доктор медицинских наук, профессор медицины в Исследовательском центре остеопороза при Медицинской школе Крейтонского университета в Омахе, штат Неб.
Ученые поняли, что препараты также замедляют скорость ремоделирования костной ткани - процесс, в ходе которого существующие участки кости разрушаются, а затем заменяются новой костью. У женщин в менопаузе скорость ремоделирования костей удваивается, а к 60 годам утраивается.
"Представьте себе, что вы начали перестраивать свой дом: сначала вы пристроили пристройку с одной стороны, но прежде чем закончить ее, вы решили снести гараж, а прежде чем закончить его, вы решили построить палубу", - говорит Хини. "Получился бы довольно хрупкий дом. Именно это и происходит при ускоренном ремоделировании костей".
Теперь, когда они понимают важность ремоделирования костей, специалисты по остеопорозу пытаются использовать эти знания для прогнозирования факторов риска остеопороза. Они разрабатывают инструменты, известные как биомаркеры - химические показатели скорости ремоделирования костей, которые можно обнаружить в выделениях крови или мочи. Уже существуют биомаркеры скорости ремоделирования костей, которые очень хорошо работают в больших популяционных исследованиях, говорит Хини, но у них еще нет маркеров, которые хорошо работают в кабинете врача, на уровне отдельного пациента. Как только будут разработаны более точные биомаркеры, эти и более современные методы визуализации могут значительно улучшить наше понимание того, кто подвергается наибольшему риску развития остеопороза.
"Это позволит нам сосредоточиться на том, где действительно кроется проблема: на избыточном ремоделировании, которое делает кости хрупкими", - говорит Хини.
Новые методы лечения остеопороза
Несколько лет назад Хини наблюдал 18-летнюю девушку, которая попала в серьезную автомобильную аварию. Она отделалась лишь несколькими синяками, а рентген показал, что у нее необычайно высокая плотность костей. Оказалось, что и у ее матери плотность костной ткани была намного выше средней. Хини и его коллеги из Крейтона начали изучать всю семью - более 150 человек - и в итоге выявили то, что они называют "геном высокой костной массы".
Мутация в этом гене приводит к тому, что в организме вырабатывается аномально большое количество белка под названием LRP5 (белок 5, связанный с рецепторами липопротеинов низкой плотности). LRP5 влияет на формирование и поддержание костной ткани. "Никто из людей с геном высокой костной массы никогда ничего не ломал, даже если они падали с крыши сарая", - говорит Хини.
Идентификация гена высокой костной массы и химического сигнального пути, который он включает, открыла широкий спектр новых возможностей для лечения остеопороза. "Перспектива состоит в том, чтобы создать лекарство или лекарства от остеопороза, которые заставят организм действовать так, как будто у него есть эта мутация, наращивая больше костной ткани", - говорит Хини. Он считает, что препараты, направленные на этот путь, уже проходят испытания на людях, но может пройти некоторое время, прежде чем они появятся на рынке. "Поскольку этот путь действует не только на кости, но и на другие участки тела, вы должны быть уверены, что ваш препарат не приведет к нежелательным результатам в других местах".
Ученые также исследуют новые соединения, называемые аналогами витамина D, как потенциальные средства лечения остеопороза. Эти препараты, по сути, представляют собой усиленную версию добавок витамина D - молекулы, которые были изменены на основе структуры витамина D, чтобы минимизировать потерю костной ткани и максимизировать ее формирование.
Один из этих препаратов, 2MD, показал большие перспективы в животных моделях остеопороза, и теперь изучается на людях. "Он значительно стимулирует образование костной ткани, и если мы сможем увидеть хоть что-то, хотя бы смутно напоминающее такие же результаты у людей, это будет огромным достижением", - говорит Нил Бинкли, доктор медицины, содиректор Клинического центра остеопороза и исследовательской программы Университета Висконсин-Мэдисон. Еще один плюс: поскольку препарат основан на витамине D, Бинкли прогнозирует, что у него не будет никаких необычных побочных эффектов, и он даже может усилить работу иммунной системы так, как это делает натуральный витамин D.
Одним из препаратов, который уже близок к одобрению, является экспериментальный препарат под названием деносумаб. Эта инъекция, вводимая дважды в год, в настоящее время проходит фазу III клинических испытаний, и было показано, что она улучшает плотность костной ткани. Деносумаб направлен на совершенно новую мишень для лечения остеопороза: белок под названием лиганд RANK. Этот белок играет ключевую роль в процессе, в ходе которого клетки, называемые остеокластами, разрушают кость. И исследователи надеются, что препарат поможет сдержать процесс потери костной ткани с помощью замены костной ткани. Деносумаб может появиться на рынке уже в конце 2008 года.
"Остеопороз - довольно молодая область", - говорит Бинкли. "Когда я учился в медицинской школе, диагноз остеопороза ставился только после того, как кто-то ломал кость, так же как раньше мы ставили диагноз болезни сердца только после сердечного приступа. Сейчас мы знаем больше, и мы разрабатываем лучшие инструменты для диагностики, лечения и профилактики остеопороза".
