lượng tử

TÍN DỤNG HÌNH ẢNH: lượng tử

Đại dịch ngày mai và các loại siêu thuốc được thiết kế để chống lại chúng: Tương lai của sức khỏe P2

David Tal, Nhà xuất bản, Người theo chủ nghĩa vị lai
@DavidTalWrites
LinkedIn

Thứ Ba, 09/15/2020 - 07:57

Mỗi năm, 50,000 người chết ở Mỹ, 700,000 người trên toàn thế giới, vì những căn bệnh nhiễm trùng tưởng chừng như đơn giản mà không có thuốc nào chống lại chúng. Tệ hơn nữa, các nghiên cứu gần đây của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) cho thấy tình trạng kháng thuốc kháng sinh đang lan rộng trên toàn thế giới, trong khi sự chuẩn bị của chúng ta đối với các đại dịch trong tương lai như nỗi sợ hãi Eloba 2014-15 vẫn chưa đủ. Và trong khi số lượng các bệnh được ghi nhận đang tăng lên, số lượng các phương pháp chữa trị mới được phát hiện đang giảm dần sau mỗi thập kỷ.

Đây là thế giới mà ngành dược phẩm của chúng ta đang phải đấu tranh.

Công bằng mà nói, sức khỏe tổng thể của bạn ngày nay tốt hơn rất nhiều so với cách đây 100 năm. Hồi đó, tuổi thọ trung bình chỉ là 48 năm. Những ngày này, hầu hết mọi người có thể mong đợi một ngày nào đó sẽ thổi tắt những ngọn nến trên chiếc bánh sinh nhật lần thứ 80 của họ.

Người góp phần lớn nhất vào việc tăng gấp đôi tuổi thọ này là việc phát hiện ra thuốc kháng sinh, thuốc đầu tiên là Penicillin vào năm 1943. Trước khi loại thuốc đó ra đời, sự sống còn mong manh hơn rất nhiều.

Các bệnh thông thường như viêm họng liên cầu khuẩn hoặc viêm phổi đe dọa tính mạng. Những ca phẫu thuật phổ biến mà chúng ta coi là đương nhiên ngày nay, như đặt máy tạo nhịp tim hoặc thay đầu gối và hông cho người già, sẽ dẫn đến tỷ lệ tử vong là XNUMX/XNUMX. Một vết xước đơn giản từ một bụi gai hoặc vết rách do tai nạn tại nơi làm việc có thể khiến bạn có nguy cơ bị nhiễm trùng nghiêm trọng, phải cắt cụt chi và trong một số trường hợp, có thể dẫn đến tử vong.

và theo với WHO, đây là thế giới mà chúng ta có thể quay trở lại — kỷ nguyên hậu kháng sinh.

Kháng kháng sinh đang trở thành mối đe dọa toàn cầu

Nói một cách đơn giản, thuốc kháng sinh là một phân tử nhỏ được thiết kế để tấn công vi khuẩn mục tiêu. Điều khác biệt là theo thời gian, vi khuẩn xây dựng sức đề kháng với loại thuốc kháng sinh đó đến mức không còn hiệu quả. Điều đó buộc Big Pharma phải làm việc liên tục để phát triển các loại kháng sinh mới để thay thế những loại vi khuẩn trở nên kháng thuốc. Xem xét điều này:

Penicillin được phát minh vào năm 1943, và sau đó kháng thuốc bắt đầu vào năm 1945;
Vancomycin được phát minh vào năm 1972, kháng thuốc bắt đầu vào năm 1988;
Imipenem được phát minh vào năm 1985, việc chống lại nó bắt đầu vào năm 1998;
Daptomycin được phát minh vào năm 2003, kháng thuốc bắt đầu vào năm 2004.

Trò chơi mèo và chuột này đang tăng tốc nhanh hơn Big Pharma có thể đủ khả năng để đi trước nó. Phải mất tới một thập kỷ và hàng tỷ đô la để phát triển một loại kháng sinh mới. Vi khuẩn sinh ra một thế hệ mới sau mỗi 20 phút, phát triển, đột biến, tiến hóa cho đến khi một thế hệ tìm ra cách vượt qua kháng sinh. Việc đầu tư vào thuốc kháng sinh mới đã đến mức không còn có lợi cho Big Pharma nữa, vì chúng trở nên lỗi thời quá nhanh.

Nhưng tại sao ngày nay vi khuẩn vượt qua thuốc kháng sinh nhanh hơn ngày xưa? Một vài lý do:

Hầu hết chúng ta lạm dụng thuốc kháng sinh thay vì chỉ điều trị nhiễm trùng một cách tự nhiên. Điều này khiến vi khuẩn trong cơ thể chúng ta tiếp xúc với thuốc kháng sinh thường xuyên hơn, cho phép chúng có cơ hội hình thành sức đề kháng với chúng.
Chúng tôi bơm đầy thuốc kháng sinh cho vật nuôi, do đó đưa nhiều kháng sinh hơn vào hệ thống của bạn thông qua chế độ ăn của chúng tôi.
Khi dân số của chúng ta tăng từ bảy tỷ ngày nay lên chín tỷ vào năm 2040, vi khuẩn sẽ ngày càng có nhiều vật chủ là con người để sinh sống và phát triển.
Thế giới của chúng ta được kết nối thông qua du lịch hiện đại đến mức các chủng vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh mới có thể đến được mọi nơi trên thế giới trong vòng một năm.

Điểm đáng chú ý duy nhất trong tình trạng hiện tại là năm 2015 chứng kiến sự ra đời của một loại kháng sinh đột phá có tên là teixobactin. Nó tấn công vi khuẩn theo một cách mới mà các nhà khoa học hy vọng sẽ giúp chúng ta vượt qua sự kháng thuốc cuối cùng của chúng trong ít nhất một thập kỷ nữa, nếu không muốn nói là hơn.

Nhưng sự kháng thuốc của vi khuẩn không phải là mối nguy hiểm duy nhất mà Big Pharma đang theo dõi.

Giám sát sinh học

Nếu bạn nhìn vào biểu đồ biểu thị số lượng những cái chết bất thường xảy ra từ năm 1900 đến ngày nay, bạn sẽ thấy hai cái bướu lớn vào khoảng năm 1914 và năm 1945: hai cuộc Thế chiến. Tuy nhiên, bạn có thể ngạc nhiên khi phát hiện ra cái bướu thứ ba giữa hai cái vào khoảng năm 1918-9. Đây là bệnh Cúm Tây Ban Nha và nó đã giết chết hơn 65 triệu người trên toàn thế giới, nhiều hơn 20 triệu người so với Thế chiến I.

Ngoài khủng hoảng môi trường và chiến tranh thế giới, đại dịch là những sự kiện duy nhất có khả năng quét sạch nhanh chóng hơn 10 triệu người trong một năm.

Cúm Tây Ban Nha là sự kiện đại dịch lớn cuối cùng của chúng ta, nhưng trong những năm gần đây, các đại dịch nhỏ hơn như SARS (2003), H1N1 (2009) và đợt bùng phát Ebola ở Tây Phi 2014-5 đã nhắc nhở chúng ta rằng mối đe dọa vẫn còn ở đó. Nhưng điều mà đợt bùng phát Ebola mới nhất cũng tiết lộ rằng khả năng ngăn chặn những đại dịch này của chúng ta còn nhiều điều đáng mong đợi.

Đó là lý do tại sao những người ủng hộ, như Bill Gates nổi tiếng, hiện đang làm việc với các tổ chức phi chính phủ quốc tế để xây dựng một mạng lưới giám sát sinh học toàn cầu nhằm theo dõi, dự đoán tốt hơn và hy vọng ngăn chặn đại dịch trong tương lai. Hệ thống này sẽ theo dõi các báo cáo sức khỏe toàn cầu ở cấp quốc gia và đến năm 2025, ở cấp độ cá nhân, vì tỷ lệ dân số lớn hơn bắt đầu theo dõi sức khỏe của họ thông qua các ứng dụng và thiết bị đeo ngày càng mạnh mẽ.

Tuy nhiên, mặc dù tất cả dữ liệu thời gian thực này sẽ cho phép các tổ chức, như WHO, phản ứng nhanh hơn với các đợt bùng phát, nhưng điều đó sẽ không có ý nghĩa gì nếu chúng ta không thể tạo ra vắc-xin mới đủ nhanh để ngăn chặn các đại dịch này theo dõi của họ.

Làm việc trong cát lún để thiết kế các loại thuốc mới

Ngành công nghiệp dược phẩm đã chứng kiến những tiến bộ to lớn trong công nghệ hiện nay. Cho dù đó là sự sụt giảm đáng kể trong chi phí giải mã bộ gen người từ 100 triệu đô la xuống dưới 1,000 đô la ngày nay, hay khả năng lập danh mục và giải mã cấu trúc phân tử chính xác của các loại bệnh, bạn sẽ nghĩ rằng Big Pharma có mọi thứ cần thiết để chữa mọi bệnh tật trong cuốn sách.

Vâng, không khá.

Ngày nay, chúng tôi đã có thể giải mã cấu trúc phân tử của khoảng 4,000 căn bệnh, phần lớn dữ liệu này được thu thập trong suốt thập kỷ qua. Nhưng trong số 4,000 đó, chúng ta có bao nhiêu phương pháp điều trị? Khoảng 250. Tại sao khoảng cách này lại lớn như vậy? Tại sao chúng ta không chữa khỏi nhiều bệnh hơn?

Trong khi ngành công nghiệp công nghệ phát triển theo Định luật Moore — quan sát cho thấy số lượng bóng bán dẫn trên mỗi inch vuông trên các mạch tích hợp sẽ tăng gấp đôi hàng năm — ngành công nghiệp dược phẩm phải chịu đựng theo Định luật Eroom ('Moore' đánh vần ngược) —quan sát rằng số lượng thuốc được phê duyệt cho mỗi tỷ đô la cho R&D giảm một nửa sau mỗi chín năm, được điều chỉnh theo lạm phát.

Không có một cá nhân hay quy trình nào có thể đổ lỗi cho sự suy giảm đáng kể về năng suất dược phẩm này. Một số đổ lỗi cho cách tài trợ thuốc, những người khác đổ lỗi cho hệ thống cấp bằng sáng chế quá ngột ngạt, chi phí thử nghiệm quá cao, số năm cần thiết để được cơ quan quản lý phê duyệt - tất cả những yếu tố này đều góp phần tạo nên mô hình hỏng hóc này.

May mắn thay, có một số xu hướng đầy hứa hẹn có thể giúp phá vỡ đường cong đi xuống của Eroom.

Dữ liệu y tế giá rẻ

Xu hướng đầu tiên là xu hướng mà chúng tôi đã đề cập: chi phí thu thập và xử lý dữ liệu y tế. Toàn bộ chi phí kiểm tra bộ gen đã ngã trên 1,000 phần trăm đến dưới 1,000 đô la. Và khi nhiều người bắt đầu theo dõi sức khỏe của họ thông qua các ứng dụng và thiết bị đeo chuyên dụng, khả năng thu thập dữ liệu ở quy mô lớn cuối cùng sẽ trở nên khả thi (một điểm mà chúng tôi sẽ đề cập bên dưới).

Dân chủ hóa quyền tiếp cận công nghệ y tế tiên tiến

Một yếu tố lớn đằng sau việc giảm chi phí xử lý dữ liệu y tế là chi phí giảm của công nghệ thực hiện quá trình xử lý nói trên. Bỏ qua những thứ hiển nhiên, như chi phí giảm và quyền truy cập vào các siêu máy tính có thể phá hủy các tập dữ liệu lớn, các phòng nghiên cứu y tế nhỏ hơn hiện có thể đủ khả năng mua các thiết bị sản xuất y tế từng có giá hàng chục triệu USD.

Một trong những xu hướng nhận được nhiều sự quan tâm bao gồm máy in hóa chất 3D (ví dụ: một và hai) sẽ cho phép các nhà nghiên cứu y tế tập hợp các phân tử hữu cơ phức tạp, cho đến những viên thuốc có thể uống được hoàn toàn có thể tùy chỉnh cho bệnh nhân. Đến năm 2025, công nghệ này sẽ cho phép các nhóm nghiên cứu và bệnh viện in hóa chất và thuốc kê đơn tại nhà mà không phụ thuộc vào các nhà cung cấp bên ngoài. Máy in 3D trong tương lai cuối cùng sẽ in các thiết bị y tế tiên tiến hơn, cũng như các dụng cụ phẫu thuật đơn giản cần thiết cho các quy trình phẫu thuật vô trùng.

Thử nghiệm các loại thuốc mới

Trong số các khía cạnh tốn kém nhất và tốn thời gian nhất của việc tạo ra thuốc là giai đoạn thử nghiệm. Các loại thuốc mới cần phải vượt qua các mô phỏng trên máy tính, sau đó là thử nghiệm trên động vật, sau đó là thử nghiệm giới hạn trên người và sau đó là phê duyệt theo quy định trước khi được công chúng chấp thuận sử dụng. May mắn thay, cũng có những đổi mới xảy ra ở giai đoạn này.

Đứng đầu trong số đó là một sự đổi mới mà chúng ta có thể mô tả một cách thẳng thắn là các bộ phận cơ thể trên một con chip. Thay vì silicon và các mạch, những con chip nhỏ bé này chứa các chất lỏng hữu cơ thực sự và các tế bào sống được cấu trúc theo cách mô phỏng một cơ quan cụ thể của con người. Các loại thuốc thử nghiệm sau đó có thể được tiêm vào những con chip này để tiết lộ cách thức thuốc sẽ ảnh hưởng đến cơ thể người thật. Điều này bỏ qua sự cần thiết phải thử nghiệm trên động vật, cung cấp sự trình bày chính xác hơn về tác dụng của thuốc đối với sinh lý con người và cho phép các nhà nghiên cứu chạy hàng trăm đến hàng nghìn thử nghiệm, sử dụng hàng trăm đến hàng nghìn biến thể và liều lượng thuốc, trên hàng trăm đến hàng nghìn con chip này, do đó đẩy nhanh đáng kể các giai đoạn thử nghiệm thuốc.

Sau đó, khi nói đến thử nghiệm trên người, các công ty khởi nghiệp như ngày mai của tôi, sẽ kết nối tốt hơn những bệnh nhân mắc bệnh nan y với những loại thuốc thử nghiệm mới này. Điều này giúp những người cận kề cái chết có thể tiếp cận với các loại thuốc có thể cứu họ trong khi cung cấp Big Pharma với các đối tượng thử nghiệm, những người (nếu được chữa khỏi) có thể xúc tiến quy trình phê duyệt theo quy định để đưa những loại thuốc này ra thị trường.

Tương lai của chăm sóc sức khỏe không được sản xuất hàng loạt

Những đổi mới nói trên về phát triển kháng sinh, phòng chống đại dịch và phát triển thuốc đã và đang diễn ra và cần được thiết lập tốt vào năm 2020-2022. Tuy nhiên, những đổi mới mà chúng ta sẽ khám phá trong phần còn lại của loạt bài Tương lai của sức khỏe này sẽ tiết lộ cách tương lai thực sự của chăm sóc sức khỏe không nằm ở việc tạo ra các loại thuốc cứu mạng cho quần chúng, mà cho cá nhân.