Год «геномного регулирования»
Практически каждая вторая значимая новость в сфере медицинской генетики в 2018 году была связана с редактированием генома. К концу года нас и вовсе ошеломили грандиозной, но пугающей информацией: в Китае впервые родились генетически модифицированные дети. Перед самым Новым годом появились сообщения о том, что Китай начал преследование ученого, руководившего экспериментом, и вводит запрет на дальнейшее его продолжение.
Уже в новом году российские СМИ сообщили, что Роспотребнадзор разработал законопроект, в котором предложил приравнять информацию о геноме граждан России к персональным данным. Геном, говорится в пояснительной записке, позволяет получить о россиянах дополнительные сведения, в том числе о состоянии их здоровья, питании, образе жизни, поведенческих особенностях, чувствительности к фармакологическим препаратам и другие. До этого активно обсуждалась возможность или невозможность разработки генетического оружия.
Все это дает основания думать, что 2019 год может войти в историю науки как год «геномного регулирования».
Редактировать нельзя оставить без изменений
Предлагаю рассмотреть, что же ученые могут сделать с геномом человека технически уже сегодня.
Мы можем редактировать геном. Это правда. Но, несмотря на многообещающие результаты, описанные, например, в работах Д.В. Ребрикова и соавторов, в комментариях В. Б. Черных были показаны ограничения метода редактирования генома CRISPR/Cas9 - модификации ДНК в настоящее время. Главным ограничением является серьезный риск привнести в геном что-то «офтаргетное» (нецелевое). Любое редактирование генома имеет под собой четкую цель – изменить тот или иной участок ДНК, но пока наши технологии недостаточно совершенны, чтобы гарантировать, что мы попадем «в точку» и только «в точку». Этот риск, кстати, и послужил причиной недоверия к новости о «рождении детей с отредактированным геномом». Даже если технически все получилось, сложно предположить такое бесстрашие ученого, которое позволит ему допустить эксперимент на людях, могущий привести к немыслимым последствиям.
В то же время, нужно понимать, что сегодняшние исследования и ожидания ученых от технологий редактирования генома человека или генной терапии (редактирования ДНК на соматических клетках) лежат в области медицины, а не «злого гения». Генная терапия позволяет лечить пациентов, которые ранее считались неизлечимыми. И это не научная фантастика. Именно поэтому нам стоит еще активнее изучать и совершенствовать технологии изменения генома.
Помимо страха неконтролируемых последствий редактирования генома человека, есть и страх контролируемого вмешательства в немедицинских целях – например, для создания «дизайнерских» детей с заданными качествами. Однако посмотрим на эту ситуацию с другой стороны: не проводить исследования, результаты которых позволят повысить качество жизни тех, кому сегодня врачи помочь не могут, из-за страха появления дизайнерских детей – не пугает ли это еще больше?
Для того чтобы меня не сочли апологетом такой все-таки неоднозначной технологии, хочу обратить внимание и на альтернативы генетическому редактированию и генной терапии. Чем исправлять геном эмбриона, семье с наследственным заболеванием можно провести ПГТ (предимплантационное тестирование) и выбрать эмбрион без этого наследственного заболевания. И даже если будущие родители здоровы, они оба могут быть носителями одних и тех же серьезных моногенных болезней. Это означает, что риск рождения больного ребенка в такой паре очень высок. Именно поэтому эффективной (но, к сожалению, до сих пор достаточно дорогой из-за обширности панели) является процедура тестирования на моногенные заболевания пары, планирующей беременность. Использование этих возможностей современной генетики позволит свести к минимуму необходимость вмешиваться в геном уже «состоявшегося» эмбриона или соматических клеток.
Но, несмотря на все недостатки, риски и альтернативы геномному редактированию и генной терапии, по моему мнению, для отечественной науки жизненно важно работать в этом направлении (как минимум, проводить исследования). Иначе мы безнадежно отстанем от всего мира. А бояться нужно болезни, а не лечения и научных экспериментов. Именно поэтому нашим законодателям стоит подумать о том, как рационально регулировать биотехнологические исследования.
Почитай отца, мать и геном
Второе, что могут ученые сделать с человеческим геномом сегодня, - это «прочитать» его. И эта возможность многих пугает даже больше, чем возможность создать евгеническое поколение. А о сборе биологического материала россиян для создания генетического оружия рассуждает сам президент.
Давайте разберемся, какой биологический материал содержит геном? И что с ним можно сделать?
Плохая новость состоит в том, что информацию о ДНК мы можем получить практически из любого биологического материала. Даже, собрав мочу на обычный анализ, возможно извлечь эпителиальные клетки с геномом. Но, возвращаясь к тексту от Роспотребнадзора, можем ли мы получить из расшифрованной ДНК информацию «о состоянии здоровья, питании, образе жизни, поведенческих особенностях, чувствительности к фармакологическим препаратам»? Хорошая новость: не совсем.
Действительно, наша ДНК содержит в себе всю информацию, заданную с рождения, но ведь генетика – это еще не все, есть еще вероятностные характеристики предрасположенностей, есть внешние факторы, есть эпигенетика. Информация, закодированная в ДНК, в реальности, и информация, закодированная в ДНК, в отражении СМИ – не всегда совпадают. «Учёные обнаружили у россиян ген алкоголизма» или «...у 82% россиян есть ген предрасположенности к полноте», «Ученые обнаружили ген инсульта» - все это реальные заголовки российских СМИ… Возможно, они не специально вводят нас в заблуждение, но поясняют ли они ситуацию во всей полноте?
В первую очередь, следует понять, что есть четко генетически обусловленные признаки, а есть и вероятностные характеристики предрасположенностей, те самые, что кодируют информацию «... о состоянии их здоровья, питании, образе жизни, поведенческих особенностях, чувствительности к фармакологическим препаратам». Даже при моногенных заболеваниях мы не всегда можем точно сказать: «Вот мутация, которая приведет к заболеванию вот этим». А все потому, что существуют понятия «пенетрантность» и «экспрессивность». Для большинства наследственных заболеваний характерна неполная пенетрантность, это значит, что не все обладатели «мутации» могут иметь заболевание. Варьирующая экспрессивность, в свою очередь, означает, что не все люди с одинаковой мутацией заболеют с одинаковой тяжестью.
А при мультифакториальных заболеваниях/состояниях используют критерий OR (odds ratio) – Отношение шансов. Этот показатель определяется как шансы развития исхода при воздействии фактора риска, деленные на шансы развития исхода без воздействия фактора риска и используется для оценки вероятности развития того или иного клинического состояния в зависимости от генотипа индивидуума. OR>1 соответствует увеличению риска развития анализируемого исхода, OR<1 – снижению риска. Что нам дает знание о величине OR для конкретного человека, и как это читать?
Повышение OR означает повышение риска по сравнению с популяционным, иногда это означает, что риск повышается для конкретного человека на 1-2%.
Например, самый сильный фактор риска для мультифакториальных заболеваний, а именно для ювенильного спондилоартрита - носительство HLA-B27. Интересный факт, что у большинства пациентов с этим заболеванием есть HLA-B27, однако болезнь развивается только у 1% носителей гена HLA-B27 (т.е. риск развития этого заболевания – всего 1% для носителей). То есть знание о том, что вы носитель ряда генетических изменений почти ничего не говорит о вашем реальном состоянии здоровья.
Если же речь идет о сложной поведенческой генетике, то вероятность того или иного поведения, рассчитанная по геному носителя, будет и вовсе неинформативной. Большинство же внешних признаков, таких, как вес и рост – количественные, они определяются взаимодействием многих генов, часть которых нами еще не изучена как кодирующая именно этот признак.
Какой вывод мы можем из всего этого сделать? Информация о геноме, безусловно, является одним из видов данных о человеке. И ее раскрытие может открыть доступ к знаниям о вас в нежелательных ситуациях, особенно, в случае «введу-ка я свои данные в базу и поищу родственников» (именно так, кстати, однажды был пойман серийный убийца в штатах). Сегодня существуют определенные риски дискриминации от работодателей или страховых компаний в отношении, к примеру, людей с «наследственными опухолевыми синдромами» (с этим борется GINA в Штатах). Однако боязнь того, что по геномным данным будет получен полный «портрет» конкретного человека с его привычками, внешним видом, пищевыми пристрастиями и особенностями здоровья, сильно преувеличен. И уж тем более сложно представить себе «суперинтеллект», который сможет продумать алгоритм использования этого «портрета», позволяющий добиться своих целей, ведь «портрет» будет вероятностным, а, значит, в большой мере – непредсказуемым.
