S imunologem prof. Tomášem Kalinou o cytometrii, úskalích popularizace vědecké práce a kvalitě veřejné diskuse
Jedním ze čtyř profesorů 2. lékařské fakulty, kteří na slavnostním ceremoniálu v Karolinu 5. června převzali z rukou ministra školství Roberta Plagy jmenovací dekret, byl Tomáš Kalina. Jmenován byl v oboru lékařská imunologie. Rozhovor.
Prof. MUDr. Tomáš Kalina, Ph.D., vystudoval Všeobecné lékařství na 2. lékařské fakultě (2000). Jako doktorand studoval v Centru výzkumu rakoviny Freda Hutchinsona v Seattlu v USA (2002–2003), doktorát v oboru imunologie získal v roce 2005. Habilitoval se v roce 2011. Působí v CLIPu (Childhood Leukemia Investigation Prague), součásti Kliniky dětské hematologie a onkologie 2. LF UK a FN Motol. Soustředí se na metody a techniky průtokové cytometrie. Je členem odborných společností, mj. místopředseda České společnosti pro analytickou cytometrii, člen vedení EuroFlow a bývalý člen výboru ISAC (Mezinárodní společnosti pro vývoj v cytometrii).
25. března jste měl profesorskou přednášku před vědeckou radou univerzity.
I když už svoje téma znám a přednášení se nebojím, zjistil jsem, že to je trochu jiná disciplína. Musíte zobecnit, zjednodušit a prodat ve dvaceti minutách, respektive osmi minutách před univerzitní vědeckou radou to, co děláte dvacet let. Výjimečné je, že děláte reflexi za dlouhé období a je třeba nalézt nit, která je srozumitelná laikům.
Je vůbec možné sdělit laikům odborné poznání tak, aby bylo srozumitelné a přitom zůstalo odborné?
Popularizace je důležitá. Sám ale nevím, jak na to, a nehrnu se do ní – což vnímám jako svoji slabinu. Místo celé šíře věci jde určitě sdělit nadšení z ní, pokud ho člověk má. Když se mě někdo zeptá třeba na výletě, co dělám, dokážu ho tím na deset minut zaujmout. Nesmím ho ale zahltit. I desetiletým dětem jsem vysvětlil, co děláme, nebo princip PCR testu, když měly čas a motivaci. Ty ale často chybí veřejnosti, která výsledky bádání vnímá nacpané mezi zprávami o havárii autobusu na D1 a další korupční aféře nějakého politika.
To vytváří další tlak na přílišné zjednodušení nebo zkreslení.
V tom mě znejistěla covidová pandemie, během které se vystupňovala dezinterpretace věcí: zjednodušuje se na jeden titulek, šermuje se termíny, které postrádají obsah anebo jim každý připisuje obsah jiný. Začal jsem uvažovat o tom, kde končí naše povinnost mluvit s tiskem a odkdy bychom naopak měli předcházet riziku, že dáme vzniknout titulkům, které nejsou v naší moci a spíše zamlžují než vysvětlují.
Veřejnost často a někdy ani sami vědci nerozlišují mezi tvrdou pravdou na jedné straně a nějakými návrhy a predikcemi na straně druhé, do kterých se nutně mísí i politické názory…
Když se bavíme s novináři, různě rychle a do různé míry opouštíme zvyky a strukturu vědecké diskuse. Ta je celkem jednoznačně daná: metoda, co a jak jsme dělali; výsledky, které jsme zjistili; a pak diskuse, která to interpretuje: naše zjištění se liší od dosavadního poznání, a proto zpřesňujeme a měníme svůj pohled na věc. Do veřejného prostoru se ale většinou dostaneme až ve fázi diskuse, která se často neváže na původní sdělení, protože diskutujeme o něčem, co říkal někdo jiný, a vzniká prostor pro neporozumění, nepřesnosti, a ano, působí politické motivace šířit vlastní názory.
A novináři to veřejnosti tím, jak informace třídí a překládají, příliš neusnadňují.
Tady je třeba si uvědomit, co je to věda. Novináři často zaměňují sdělení, které je vědecké svým formátem a obsahem a je principiálně verifikovatelné, za sdělení libovolné, jehož původcem je vědec. Když jako vědec dám vyjádření do novin, neznamená to, že je to vědecké tvrzení – pitomost zůstane pitomostí a akorát se ukáže, že něčemu nerozumím, přestože jsem vědec. Stejně jako nerozumím botanice nebo biologii mořských živočichů, nerozumím ani většině současné medicíny dost na to, abych mohl diskutovat, jestli někdo dělá nebo nedělá správné rozhodnutí.
Pomohlo by veřejné diskusi, kdyby přijala něco ze zvyklostí vědecké diskuse?
Nepochybně, problém spočívá v tom, že necháváme v novinách mluvit lidi o věcech, kterým nerozumějí, protože nejsou z oboru. Metoda vědecké práce předpokládá, že každé publikované vědecké sdělení je oponováno způsobem peer-review. Ne jakýmkoliv: peer review znamená, že dotyčný je stejně zběhlý a informovaný jako já. Nemá smysl, abych recenzoval článek kardiologa, protože kardiologii nerozumím. Když se to děje, debata běží mimochodně, a pak to vypadá, že nezbývá, než se začít nějakým způsobem napadat, vy tomu dost nerozumíte, vy jste nějakej… To má s hledáním pravdy málo společného.
K očekávání veřejnosti také patří, že ona pravda, ke které vědci dojdou, bude neomezeně platná.
Takovou pravdu se hledat snažíme, nikdy ji ovšem nenajdeme – naše snaha ale musí být upřímná a respektovat jasně vymezená pravidly hry, podle nichž pravdu určujeme. Každá pravda musí být z podstaty věci přezkoumatelná, ale to, co jsme tak označili, se mění pod tíhou nových zjištění. A tento rozpor veřejnost ne úplně dobře chápe.
Také způsob, jak o pravdě mluvíme, jak ji popisujeme, je vždycky nedokonalý, a také proto se pravda v čase vyvíjí. Objevují se nové metody zkoumání, metody, které staví věc do jiné perspektivy, takže nakonec mohou být jednotlivá zjištění i v rozporu. Ale rozpory potřebujeme, protože jimi se vědění zpřesňuje. Je to disciplína obtížná na chápání, a když se dostaneme mezi lidi, kteří chtějí spíše být majiteli pravdy než objevovat nové pravdy, narazíme, najednou to nefunguje.
Selhání odborníků jsme ale svědky i proto, že mezi nimi najdeme takové, ve kterých s věkem sílí dojem, že rozumějí všemu. Možná je to přiložená lidská vlastnost, že čím jsem starší a víc vím, tím mám silnější pocit, že můžu poučovat ostatní – ale ztrácíme tak schopnost sebereflexe, vnímání vlastních limitů.
Z druhé strany tomu vycházejí vstříc některá senzacechtivá média, která vyhledávají lidi, kteří nemají tu sebereflexi.
Ano, vždycky je přece možné dodat něco užitečného, co zaujme, přinést nějaký nový názor?
Čím jste zaujal ve svojí profesorské přednášce, kterou jste nazval Cytometrické analýzy lymfocytů: fenotypizace u poruch imunity a hematologických malignit?
Snad jsem kolegy přesvědčil, že když se díváme na úroveň jednotlivých buněk a na jejich množství v imunitním systému, odkrýváme věci, které nám pomůžou v diagnostice a sledování úspěšnosti léčby nemocí.
Jak je vůbec vymezen váš obor? Doktorát jste získal jako imunolog, ale pracujete na klinice hematologie a onkologie.
Pohybuji se na hranici dvou oborů, hematologie a imunologie. Není v tom ale žádný rozpor, protože vše, co dělám, se týká krevních buněk, které studuje jak hematologie, tak imunologie. Bílým krvinkám, které zajišťují naši ochranu proti infekcím, je jedno, jak je pojmenujeme a do jakých oborů je zaškatulkujeme. Ty problémy jsou spojené: Pokud zdědíte nějakou genetickou poruchu, například nemáte žádné lymfocyty, bílé krvinky určitého typu, tak máte kombinovanou imunodeficienci a vyžadujete transplantaci kostní dřeně. Ten, kdo vás diagnostikuje, by měl být imunolog, ale ten, kdo vás transplantuje, by měl být hematolog. Když ale tatáž krvinka, stejný typ lymfocytu, utrpí změnu během vašeho života, která bude obvykle somatická, třeba dojde k nějaké mutaci a způsobí to příliš velký růst populace těch bílých krvinek, bude to hematologická záležitost. Zatímco imunologie zkoumá chybění bílých krvinek, hematologie jejich přílišné množení. Mě zajímá ta biologie, co a proč se tam děje a jak to poznáme – to v principu zkoumá a docela přesně popisuje cytometrie, můj hlavní podobor.
Jak přítomnost buněk měříte?
Pomocí cytometrů – od kytos čili buňka. Jsou to rychlé přístroje, měříme jimi tisíce až desetitisíce buněk za vteřinu a sledujeme až milionové populace buněk. Cytometrické metody nám umožňují vidět, jak moc jsou lymfocyty, které se nám sto let pod mikroskopem zdály všechny úplně stejné, ve skutečnosti různé, jak se jednolitá masa lymfocytů rozpadá na specializované buňky s různými schopnostmi a úkoly, včetně těch leukemických. Abychom je od sebe rozpoznali, detekujeme povrchové i intracelulární znaky pomocí monoklonálních protilátek. To je úžasný vynález dvacátého století, který dokáže rozpoznat přesně jednu strukturu, jeden antigen, jednu molekulu na buňce nebo uvnitř té buňky.
Proč se jim říká protilátky, proti čemu?
Historicky byly objeveny jako látky vážící se na nějaké patogeny, na virus nebo baktérii. V těle vznikají kdykoliv, když je imunitní systém vystaven něčemu neznámému.
Stejně jako takzvané specifické protilátky proti SARS-CoV-2?
Okolo těch je teď v médiích trochu haló… Ano, je to stejný princip, jen dovedený trochu jiným směrem. Představte si to evolučně: Naši pradědečci žili v jeskyních, a když je škráblo ostružiní nebo kousl šavlozubý tygr, do rány se jim dostalo spoustu bakterií. Organismus musel reagovat, aby nebyl zahlcen infekcí. Do druhé světové války, do objevu širokospektrálních antibiotik měla třetina populace v úmrtním listu napsáno, že zemřela na infekci, tuberkulózu, zápal plic, sepsi – otravu krve. Pro nás je to už nepravděpodobné, ale náš imunitní systém je takto nastaven. A látky, které používáme, vznikly, aby bakterie, viry a parazity likvidovaly. Vybereme vždy jednu a tu dál množíme in vitro ve zkumavce. Proto monoklonální, protože procházejí z jednoho klonu B-buněk.
Jak je vyrábíte?
Podáme myši nějaký protein, který jejímu imunitnímu systému připadá jako infekční agens, a ona proti němu vytvoří protilátky. Tyto buňky jsme potom schopni pěstovat; dříve v osmdesátých letech se na výrobu protilátek specializovali vědci, ale teď ji přebral průmysl, od kterého je kupujeme.
Využíváte prastarý evoluční mechanismus k analýze. Jak s protilátkami pracujete dál?
Přesně tak. Když víme, proti čemu ta protilátka reaguje, dáme jí nějakou značku. Pak takto označkovanou protilátku nalejeme na nějakou buňku. Pokud se na této buňce naše značka objeví, víme, že je tam cílový protein. Vybereme vždy takové kombinace protilátek, abychom přesně popsali danou buňku. Každá jí dává jednu otázku, máš tady ten protein, kolik ho máš? Když kombinujeme dvě, tři či více protilátek, jsme schopni položit více otázek. Dnes jsme jedné buňce schopni položit až čtyřicet otázek najednou a prozkoumat až deset milionů buněk, přičemž jsme začínali u tisíců a desetitisíců. Každého obyvatele Košíř – kde bydlím – jsme se ptali na tři otázky, a teď dáváme slušný dotazník se čtyřiceti otázkami populaci celé České republiky.
Jak data analyzujete?
To je druhá část soutěže s neznámem. Biologie a biochemie v šedesátých letech vytvořily monoklonální protilátky, to jsou naše nástroje. Chemie vymyslela různé typy značek, které můžeme na monoklonální protilátky přilepit, abychom je od sebe poznali. Fyzika a vývoj laserů a optických systémů umožnily, abychom ty věci detekovali od sebe. A v poslední dekádě to jsou matematické metody, které nám pomáhají z masy informací získat jednoduché odpovědi.
Jak to vypadá v praxi? Pacienti k vám přijdou do ambulance a vy jim odeberete… krev?
Jako součást hemato-onkologické kliniky sloužíme populaci dětí s hematologickými malignitami, ale zároveň poskytujeme servis všem dětským hemato-onkologiím…
…„Pošleme to do Prahy“…
Ano, chodí k nám vzorky z celé republiky. Zároveň, a to je moje zaměření, se snažíme o stejný servis pro všechny děti s imunologickými onemocněními, u kterých se zvažuje, jestli potřebují transplantaci kostní dřeně. Dítě přijde k lékaři, ten ho pošle do nejbližší dětské nemocnice. Tam konstatují podezření na imunodeficienci nebo leukémii, a buď oni nabírají vzorek a posílají ho k nám, anebo se dítě dostane na specializované pracoviště dětské hematologie, která jsou ve všech krajských nemocnicích. Anebo na naší klinice. A potom z toho pracoviště nám jde první vzorek. U imunodeficiencí je to vzorek periferní krve, stejný jako se odebírá na krevní obraz, u podezření na leukémii jsou to odběry kostní dřeně punkcí ze sterna. Vypadá to dramaticky, ale je to jednoduchý výkon, který jde dělat i u malých dětí, které jsou v narkóze. Dostaneme do laboratoře zkumavku, ve které je nesrážlivá krev, a musíme vymyslet, který typ testů je pro tohohle pacienta důležitý, potřebujeme i informace od lékaře, o příznacích atakdále. Máme připravené sady monoklonálních látek – těch otázek. To je největší problém, přiřadit správné protilátky. Potom posíláme nazpět odpověď na otázky, na které klinický stav pacienta mířil.
Jak to probíhá při dlouhodobé léčbě hematologického pacienta s chemoterapií?
Je důležité zjistit, zda masa leukemických buněk zareagovala na léčbu, nebo ne, zda jsme je zničili. V pravidelných intervalech od diagnózy vyšetřujeme kostní dřeň, díváme se, zda je tam takzvaná zbytková nemoc. Vzhledem k tradiční diagnostice, která uměla najít zbytkové buňky od množství pěti procent, hledáme jehlu v kupce sena. Naše metody jsou ambicióznější, hledáme jednu z tisíce nebo deseti tisíc buněk, jednu leukemickou mezi devíti tisíci devíti sty devadesáti devíti buňkami.
Trvá analýza taky velmi krátce?
Jeden vzorek zvládneme za den. Samotné vyhodnocení trvá zkušenému cytometristovi desítky minut. Důležité je odpovídající počítačové vybavení. Před rokem 1989 se k nám cytometry nesměly dovážet, protože Spojené státy uvalily embargo na dovoz výkonných počítačů do východního bloku, aby nebyly zneužity vojensky. Naše počítače nejsou úplně nejvýkonnější, ale jsou o dvě třídy lepší než běžné, cenově tak okolo sta tisíc korun. Prý by se na nich mohly provozovat mezinárodní bankovní transakce.
Takže do druhého dne jste schopni říct, kolik je ve vzorku leukemických buněk.
Ano. Pokud jsou dostatečně unikátní, abychom je poznali od normálních. Leukemické buňky totiž evolučně reagují na léčbu a mění své vlastnosti. Když se změní hodně, my je neuvidíme, protože předpokládáme, že byly podobné jako při diagnóze. Proto v naší skupině pracujeme paralelně jak cytometrickou, tak genetickou metodou. Ta má unikátní schopnost vidět přestavby imunoreceptorů, které charakterizují daný leukemický klon.
Dá se říci, která z těchto metod je přesnější?
V Česku a v Evropě se preferuje genetická metoda. Cytometrie se tu pokládá za doplňkovou pro případ, že genetici nevidí cíl. Ale v Severní Americe je primární naopak cytometrická metoda. Je to dané historicky a vybavením laboratoří.
Dvakrát ročně se v Česku mezi sta tisíci novorozenci najde jedno, které má těžký kombinovaný imunodeficit. Nesmí dostat jakoukoliv infekci, protože by pro ně byla smrtelná. Jeho diagnózu potřebujeme znát okamžitě, cytometricky ji zjistíme do druhého dne. Pak se zjišťuje, jestli má v genech některou ze známých mutací, nebo je to něco úplně nového. A to už trvá mezi týdnem a mnoha měsíci.
Jsou příčiny imunodeficiencí vždycky genetické?
Ne všech. Nejvíce je sekundárních, které způsobuje chemoterapie. Nějakým nádorem trpí třetina populace, to je hodně lidí.
A ten zbytek? Hraje roli například životní styl rodičů, kouření a podobně?
U těžkých imunodeficiencí je to téměř vždy dáno geneticky. V českých podmínkách je to tedy nešťastná náhoda, že se potkají dva a oba mají poškozený stejný gen. Každý máme dvě sady genů, rodič předává jednu sadu a dítě si z nich zkombinuje svoje dvě sady genů. Poškozené geny jednoho rodiče je výběr schopný nahradit. U lehkých imunodeficiencí – sklonům k častější nemocnosti – je ale komponenta životního stylu důležitá. Leukemii ale nedostanete proto, že vaši rodiče kouří nebo vás týrali.
A která metoda je tedy citlivější?
To se řeší posledních dvacet let. Citlivější, levnější, naučitelnější, celkově zvládnutelnější… Pro uplatnění ve zdravotnictví pokládali ve Spojených státech za méně robustní a naopak složitější genetickou metodu, cytometrii preferovali jako jednodušší. V uplynulých dvaceti letech ale byla za citlivější pokládána genetická metoda. Pak jsme ale my rozšířili počet měřených buněk a parametrů a dohnali jsme ji. (úsměv) Mimoto je tu deset procent pacientů, u kterých má každá z obou metod nějakou unikátní výhodu. Když vám přijde libovolných sto pacientů, bavíte se, která z metod dosáhne cíle pro větší počet.
Existuje řevnivost mezi cytometristy a genetiky? Já to poznám líp?
Uvnitř skupiny samozřejmě z legrace soutěžíme, kdo co pozná... Vtipné je, že u některých typů leukémií, které mají nějakou charakteristickou změnu například fúzního genu – to je genetická změna, díky které se ta leukémie vytvořila – často už na základě cytometrického pozorování a znalosti povrchových znaků víme, o jakou leukémii a genetickou změnu jde. Řekneme genetikům, o jaký gen asi jde, a hledejte! Někdy ho najdou, ale někdy přijdou s očima navrch hlavy, ne, není to tam, to jste se úplně spletli! Před třemi lety vznikla hezká publikace na základě takovéto diskrepance: byl to nový typ genetické změny, o které se předtím nevědělo. Zasahovala stejný gen, ale partnerem ve fúzi byl někdo jiný. My jsme správně určili poškození toho genu, protože jsme viděli obraz, ale bylo to něco jiného, co mělo ve výsledku stejný efekt. Ta legrace nás pošťuchuje, abychom byli lepší.
A pokaždé vás může něco překvapit.
V podstatě bloudíte ve tmě, a jestli to, co děláte, dává smysl, poznáte až tehdy, když napíšete publikaci a obhájíte ji před zpětnou vazbou od komunity. Ale nejistotu máte pokaždé. Co když je to banální? Co když to mezitím zkoumal někdo jiný, a líp? Pojí se s tím celá škála emocí, strach, obavy, trapnost, stud. Nejsem vůči tomu úplně imunní… (smích) A pak vidíte, že vaše práce pacientům pomáhá.
Setkáváte se osobně s pacienty, nebo jen se vzorky?
Žiju ve splendid isolation, s pacienty se poledních pět let nesetkávám, o jejich peripetiích mi vyprávějí kolegové. Mezi ošetřujícím lékařem a vědcem je velký rozdíl v nastavení mysli a jednání: Když se jako lékař setkáte s neobvyklou nemocí, musíte pacientovi nabídnout nějakou péči, nesmíte mu říct, to jsem neviděl, ale je to zajímavé. To by ho poškodilo. Jako vědec ale musíte být schopen přiznat, že daný problém neznáte. Lidé schopní takové změny postoje jsou vzácní. Obě schopnosti musíte trénovat.
Jak na vás působí, že pracujete nejen s nadějnými, ale i fatálními prognózami? Že někteří pacienti nemoc nepřežijí?
Vnímám to obráceně: Když jste vystaven takovéto extrémní zkušenosti, stáváte se jiným, sociálně nepřijatelným, protože ta zkušenost je pro mnoho lidé tak strašná, že si nechtějí připustit, že vůbec existuje. Když se o ní jenom zmíníte před lidmi, pociťují to jako ohrožující.
V roce 2015 jste pro svou laboratoř zakoupili cytometr, který jste popisovali jako nejpřesnější přístroj svého druhu v Česku – platí to stále? Jak se vám osvědčil? A je tam vůbec ještě prostor pro zpřesňování?
Cytometrů máme celkem šest. Co se týče tohoto hmotnostního cytometru, jsme pořád jediní v Česku, kdo ho má. Vsadili jsme na přístroj, který byl na trhu dva roky, napsali evropský projekt. Byla to trochu riziková věc, nová technologie, ale jsme spokojeni. Jsme partnery pro mezinárodní spolupráci. Univerzity ve Freiburgu, Miláně, Marseilles… Hrajeme hru velkých kluků.
Na co se těšíte?
Na normalitu po covidu. Jsem společenský člověk a dítě sametové revoluce, takže na návrat do Evropy a do světa, do vědecké komunity.
Fotografie: Michal Hladík (2. LF)
