31 августа начнется суд над американской предпринимательницей Элизабет Холмс. По всем предъявленным обвинениям ей грозит более 20 лет тюрьмы. В 2003 году Холмс — на тот момент 19-летняя студентка Стэнфордского университета — основала биотехнологическую компанию Theranos. Годом ранее она получила стипендию на исследовательский проект. Она бросила учебу, убедив своего профессора химической инженерии Ченнинга Робертсона использовать деньги для разработки инновационной системы анализа крови.
Идея Холмс состояла в том, чтобы создать устройство, которое сможет проводить десятки анализов и диагностировать сотни заболеваний по одной капле крови, взятой из пальца. За десять лет компания наладила сотрудничество с аптечными сетями и медицинскими центрами, продала десятки тысяч тестов. В 2014 году компания Theranos уже была в числе "единорогов" Кремниевой долины — так называют компании, чья оценочная стоимость превышает миллиард долларов. Компания Холмс на пике оценивалась в девять с лишним миллиардов.
Однако спустя год вскрылась шокирующая правда: разработка Theranos — микроколичественный анализатор Edison — не действовала; Холмс и ее правая рука, президент компании Рамеш "Сани" Балвани, скрывали правду от инвесторов и публики; в самой компании царила атмосфера скрытности, сотрудников запугивали и увольняли при малейших сомнениях, а один из них даже покончил с собой. Компания быстро обесценилась и перестала существовать.
При этом идеи Холмс не были такими уж завиральными. Но ее подход к делу, несовместимый с принятой в научном сообществе практикой, привел к краху компанию и подорвал репутацию целой отрасли.
Борьба за утопию
Анализатор Edison — главная разработка компании — был нацелен на проведение иммуноферментных тестов, которые выявляют наличие антител или антигенов в крови. Стандартные тесты такого типа могут показывать, например, концентрацию лекарственных и наркотических веществ, уровень гормонов и признаки (биомаркеры) рака. Всего в "меню" Theranos было заявлено более 240 тестов. Холмс приложила руку к концепции прибора (у нее уже был изобретательский опыт — ранее она запатентовала медицинский пластырь с индикатором, который сам выделяет лекарство в нужных дозах), но технической реализацией занимались нанятые специалисты.
Одна из главных проблем, которую так и не смогли решить сотрудники Theranos, — как получить точный результат, используя лишь каплю крови из пальца. Холмс загорелась этой идеей во многом потому, что она хорошо звучала для обычных людей и обещала выход на широкое практическое применение. Но с технической точки зрения это было чистейшей утопией. Вернее, проблема была в том, что Холмс не была готова отказаться от утопии под натиском фактов.
Во-первых, для проведения сотен тестов кровь пришлось бы разбавлять, что исказило бы результат. Во-вторых, капиллярная кровь по своим свойствам отличается от венозной. "При переходе в маленькие сосуды, например, изменяются свойства тромбоцитов, — говорит Антон Зайцев, сотрудник лаборатории нанобиотехнологий Академического университета им. Алферова. — Некоторые анализы можно проводить только с венозной кровью, и сейчас поле для использования крови из пальца даже сужается".
"[Количество крови для анализа] зависит от того, какой тест вы проводите, — объясняет доктор Джордж Ягмор, гематолог из Медицинской школы имени Кека при Университете Южной Калифорнии. — Если вы делаете подсчет тромбоцитов, проверяете функцию почек и печени, уровень натрия, электролиты — вам не нужно много крови. Но если вы говорите о выявлении инфекции, вам нужно определенное количество крови".
Холмс обещала, что Edison сможет провести обследование на множественные инфекционные заболевания, такие как ВИЧ и сифилис, но инженеры не могли добиться нужной степени точности. Один из разработчиков, Иен Гиббонс, регулярно писал об этом в отчетах для Холмс, предлагая пересмотреть изначальную идею — прежде всего сделать прототип крупнее. Но Холмс, по признанию сотрудников, не хотела ничего слышать. Ведь это снизило бы ценность ее предложения.
Упущенные возможности
По словам Джорджа Ягмора, само направление работы Theranos было вполне перспективным. Идея портативных тестов с помощью микроколичеств вещества уже тогда витала в воздухе. С 90-х годов ее активно разрабатывают в научном направлении, известном как микрофлюидика. Это изучение маленьких объемов жидкости (от англ. fluid — жидкость) — их физических и химических свойств, а также возможности взаимодействия с ними. И пандемия только ускорила развитие этого направления.
Например, чтобы выделить из анализа генетический материал вируса, нужно проводить несколько циклов нагрева и охлаждения в громоздких агрегатах. Сейчас на это уходит около часа. Но последние разработки (например, от корейских ученых) обещают результат всего за восемь минут. Причем все можно сделать прямо на месте, в чипе — он оснащен камерами для приема и разделения вещества, инструментами быстрого нагрева и охлаждения с помощью света и индикаторами. Чем скорее врач получит данные о болезни, тем быстрее сможет подобрать лечение.
Другие перспективные разработки — анализ на биомаркеры рака. Например, в феврале 2021 года команда ученых из Франции, Бангладеш, Бразилии, Италии, Португалии и России представила экспресс-тест для ранней диагностики рака мочевого пузыря. Метод основан на том, что в биологических жидкостях присутствуют частички ДНК клеток, пораженных опухолью. Раньше считалось, что их нельзя обнаружить. Но новый метод позволяет определить молекулы раковых ДНК на фоне 10 тыс. похожих. А в онкологии определение опухоли на ранней стадии чаще всего означает оптимистичный прогноз.
Даже идея множественных анализов, подобная той, что закладывала в свой проект Элизабет Холмс, могла быть осуществима, считает профессор биотехнологии Вашингтонского университета Пол Ягер. Просто не в таких масштабах. "Около 30 компаний в настоящее время конструируют устройства, предназначенные для диагностики болезней вне лаборатории", — отмечает он. У самого Ягера в работе находится набор для тестирования размером с пачку сигарет, который может диагностировать некоторые инфекции — например, грипп, вирусы Эбола и Зика.
Порочная культура
Если бы Холмс потратила больше времени на научные исследования, изучение микрофлюидики и ее перспектив, наконец, если бы просто отказалась от изначально высоко задранной планки ожиданий, — возможно, она бы не потеряла в итоге всю компанию. Но чрезмерные амбиции и игнорирование научных и технических реалий привели к тому, что Theranos потерпела неудачу, замутив воду для всех остальных.
Главный вопрос, которым все задавались после краха Theranos: почему никто не заметил подвох с самого начала? Неужели Холмс и ее подручным удалось загипнотизировать не только инвесторов, поверхностно представляющих себе научный процесс, но и ученых? Ведь ее поддерживали авторитетные специалисты, на стороне Холмс поначалу был даже ее научный руководитель. Интересно, что и других специалистов в области микрофлюидных технологий поначалу не смутила чрезмерная амбициозность идеи.
По словам Люка Ли, профессора биоинженерии, электротехники и компьютерных наук из Университета Беркли, Элизабет Холмс пыталась обойти проблему, из-за которой разработки многих ученых и научных коллективов не выходят на уровень коммерческого продукта. "Пока исследователи занимались своими узкими задачами, она старалась увидеть картину целиком. Но ей казалось, что достаточно нанять много инженеров и вбросить достаточно инвесторских денег — и этого будет достаточно. Деньги могут быть только топливом, они создадут результат автоматически".
Theranos не публиковала отчеты о своей работе в рецензируемых научных статьях и не раскрывала принцип работы устройства. Это приводило к тому, что внешние специалисты не могли оценить их и увидеть, работает ли технология. "Ни одного профессионального инвестора в синдикате Theranos не было, — объясняет биомедицинский инвестор и сооснователь венчурных фондов Bering Capital и Helix Ventures Евгений Зайцев. — Биотехнологии — очень специфическая область. Нужно знать рынок, науку, понимать, как работают врачи. Недаром все венчурные инвесторы в этой области — бывшие врачи, кандидаты и доктора наук. Холмс была талантливым фандрайзером, но она привлекала деньги за счет хайпа".
Первоначальный успех Элизабет Холмс обернулся фиаско и оказал медвежью услугу всей биотехнологической отрасли. "Любой, кто сегодня делает презентацию стартапа в области медицинской диагностики перед инвесторами, теперь должен начать с заявления: "Мы не такие, как Theranos", — утверждает Пол Ягер. При этом, по словам Евгения Зайцева, проекты из этой области все равно получают финансирование. Но инвесторов больше интересует не технология, а конкретные инструменты, которыми будет достигнут результат, — проще говоря, "железо". Именно с этим у Theranos были проблемы.
Хайп, спад, новый подъем
То, что произошло с Theranos, не уникально для мира науки и технологий. Более того, в каком-то смысле это даже стереотипный сценарий. Еще в 90-х годах исследовательская компания Gartner предложила схему из пяти фаз, которая описывает развитие почти любой новой технологии. В ее основе — динамика различий между ожиданиями и реальными возможностями технологии.
Первая фаза — быстрый подъем ожиданий, когда о технологии только начинают узнавать. Продуктов, пригодных для использования, обычно не существует (или это единичные образцы), а коммерческая жизнеспособность не доказана. Но компании-производители, стремясь закрепить за собой будущее превосходство, щедро раздают обещания, устраивают пресс-конференции и впечатляющие презентации.
В какой-то момент ожидания накапливаются, и наступает пик хайпа (по-английски схема так и называется — Hype cycle). Общественный ажиотаж приводит к чрезмерному энтузиазму и нереалистичным ожиданиям. Именно в этот момент разработчики находятся под сильнейшим давлением собственных и чужих ожиданий. Успешное применение технологии возможно, но обычно неудач больше, чем успехов.
Дальше наступает резкий спад и точка разочарования — крупная ошибка, трагедия или череда неудач, когда технология оказывается не в состоянии соответствовать ожиданиям. Энтузиазм сменяется разочарованием и скептицизмом. Исследователям начинают отказывать в поддержке, от них отворачиваются университеты.
Дальше идет осторожный подъем, так называемый "склон просвещения" — начинаются пересмотры некоторых идей или задач, осмысление неудач. Иногда многие задачи, которые казались важными и нужными вначале, отметаются, но появляются другие, решение которых дает больше преимуществ. Наконец, происходит выход на "плато производительности": в этот момент технология стабильна, скачки сменяются постепенной эволюцией и доработкой в штатном режиме.
Похожий процесс сопровождал многие современные разработки. Например, конец 80-х годов ознаменовался громким успехом генной терапии. Тогда генетик Уильям Френч Андерсон смог исцелить девочку с врожденным иммунодефицитом. После этого в США начался бум генетической медицины. В один год проводили сотни клинических испытаний с участием тысяч пациентов. Но все изменилось в 1999 году, после внезапной смерти 17-летнего пациента, которого пытались вылечить от наследственного заболевания печени. Джесси убила собственная иммунная система, которая так отреагировала на введение препарата.
В следующие годы вскрылось еще много неучтенных смертей, связанных с генотерапевтическими вмешательствами. Однако постепенно технологию реабилитировали. В начале 2010-х годов стали появляться первые лекарства от редких болезней — сегодня они, несмотря на очень высокую цену (миллионы долларов за один укол), спасают жизни. Например, один укол препарата "Золгенсма" может остановить развитие спинально-мышечной атрофии — ранее неизлечимой болезни, поражающей мышцы.
Возможно, история Theranos тоже стала низшей точкой в развитии идеи портативных диагностических устройств — и скоро мы увидим новый подъем и выход на плато. Но сама Холмс и ее компания вполне могли избежать такой судьбы. Иногда нужно просто довериться научным методам, а не только своей путеводной звезде.
Антон Солдатов