Стивен Липкин - Время генома: Как генетические технологии меняют наш мир и что это значит для нас

• Название: Время генома: Как генетические технологии меняют наш мир и что это значит для нас
• Автор: Стивен Липкин
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2018
• ISBN: 978-5-9614-5204-4

«Начало каждого из нас – наш личный геном, он появляется, когда мы еще меньше клетки, и с тех пор навсегда остается с нами и определяет всю нашу дальнейшую жизнь. Геном похож на сложный штрихкод. Из-за того, что он очень длинный и сложный, каждый из нас отличается не только от 8 млрд людей, живущих на планете сегодня, но и от всех 20 с лишним миллиардов, которые существовали с момента возникновения человечества 200 000 лет назад. И конечно же, у нас он не такой, как у любых других видов, живших за последние 4 млрд лет, будь то животные, растения, вирусы или археи. Что же может быть более индивидуальным?..»

---

Естественно, представленный в этой книге обзор того, что можно узнать с помощью полногеномного секвенирования, в чем-то очень упрощен. Не так-то легко уложить в одну книгу рассказ о 20 000 генах. Если напечатать последовательность генома в одну строку шрифтом Times New Roman 12 кеглем, то она протянется через всю континентальную часть США.

Эта книга для тех, кто любит приключения, жаждет новых знаний, хочет погрузиться в глубины человеческого генома и миллионы лет эволюции, чтобы лучше прочувствовать масштаб и характер той информации, которую можно получить при анализе вашего генома. В последующих главах будут рассказаны истории об отважных людях с наследственными заболеваниями – истории, фоном для которых служит современный Нью-Йорк, один из наиболее разнообразных с генетической, этнической и культурной точек зрения, а также самых экономически неоднородных городов США.

Поскольку генетический анализ и секвенирование генома – сложные темы, вокруг них возникает большая путаница. В современной атмосфере стремительного роста генетических знаний и появления совершенно новых технологий заблуждения и ошибки могут возникать из-за ажиотажа, раздуваемого СМИ, недостаточной квалификации врачей и не вполне научной литературы, попадающей к читателю. Истории, описанные в этой книге, покажут огромные перспективы, подводные камни и ограничения, которые есть у генетического тестирования в эпоху доступного секвенирования генома.

Глава 1 Парижская домохозяйка

Сержант Винсент – бывший пилот вертолета, общительный человек – пришел к нам в амбулаторное отделение Больницы для ветеранов в Сан-Диего. Он ветеран флота и оказался достаточно крепким, чтобы выжить в Дананге во время Вьетнамской войны, но я подумал, что он упадет в обморок и мне придется звать на помощь, когда мы сообщили ему новости о его здоровье.

«Та девка заразила меня сифилисом? Черт возьми, док, это так мерзко!» Затем он повернул голову и взглянул на нас расширенными от ужаса глазами. «И что со мной будет? Что мне теперь делать?»

Объявлять пациентам хорошие новости в тысячу раз проще, чем плохие, – жаль, что хорошие новости бывают в десять раз реже. Я быстро успокоил сержанта Винсента, объяснив, что у нас есть много разных средств для лечения сифилиса и он может расслабиться и рассчитывать, что скоро будет здоров, если, конечно, не заразится снова.

Сифилис – инфекционное заболевание с дурной славой, известное также под названиями «французская болезнь» в Италии, «итальянская болезнь» во Франции, «испанская болезнь» в Нидерландах и т. д. Хотя ни один народ не признавал эту болезнь своей, сифилис был широко распространен и очень опасен.

Во времена эпохи Возрождения сифилисом болел миллион с небольшим европейцев, то есть большая часть населения. Много веков эта болезнь причиняла невыразимые страдания и унижения мужчинам и женщинам. Однако сегодня ей отведено всего несколько строчек в медицинских учебниках. Обычно сифилис вылечивают одним уколом антибиотика в дельтовидную мышцу плеча.

На протяжении тысячелетий инфекционные заболевания, особенно бактериальные, такие как «французская болезнь», были самой распространенной причиной смерти. На заре ХХ в. каждый третий американец умирал от инфекции; чаще всего гибли дети. Прошло чуть более века, и в Соединенных Штатах количество смертей от бактериальных заболеваний резко снизилось. У нас есть эффективные, безопасные и часто дешевые методы борьбы с большинством таких болезней. Этот великий прорыв привел к существенному уменьшению количества смертей, сейчас смертность от инфекций меньше 5 %. Бактериальные заболевания вроде сифилиса из безнадежной трагедии превратились в легкоизлечимые болезни; важно только, чтобы врач не пропустил их по небрежности.

Заветная цель медицинской генетики, направленной на диагностику и лечение наследственных заболеваний, – найти столь же эффективные методы лечения для примерно 6000–7000 генетических болезней, приобретенных человечеством на протяжении долгого эволюционного пути. Заболевания такого типа имеются в среднем у одного человека из 20.

Болезнь Гоше – пример успеха в генетической медицине. Это одно из тех немногих (по сравнению с инфекционными) наследственных заболеваний, с которыми на данный момент можно что-то сделать{1}. Когда-нибудь мы сможем амбулаторно лечить не только болезнь Гоше, но и все другие наследственные заболевания так же, как сейчас легко лечим большинство бактериальных инфекций.

Филипп Шарль Эрнест Гоше был дерматологом, практикующим врачом в период Fin de siècle[5] в Париже. В эпоху Бодлера, Виктора Гюго и раннего модернизма в искусстве Гоше был профессором сифилографии – дисциплины, изучающей возбудителей сифилиса и саму болезнь, и основателем специализированного медицинского журнала, посвященного венерическим заболеваниям. Однако сегодня Гоше помнят в основном из-за болезни, которую он описал, будучи еще студентом-медиком. Это была тема его дипломной работы.

Заболевание, которое впоследствии назовут его именем, Гоше впервые выявил у 32-летней парижской домохозяйки, которая жаловалась на боли в левом боку. Источником дискомфорта была увеличенная и болезненная селезенка – орган, расположенный в брюшной полости наискосок от аппендикса, в ней клетки иммунной системы собираются для обмена информацией. Есть множество причин, почему селезенка человека увеличивается в размерах: это могут быть инфекции, рак, а также нечто, называемое идиопатической причиной. С медицинского жаргона на современный язык «идиопатический» переводится примерно так: «Я понятия не имею, почему этот человек заболел». Этот термин используется, когда врачи ничего не знают о причинах болезни, но не хотят выглядеть глупыми или некомпетентными перед своими пациентами. Такой подход еще называют «мусорный диагноз». Столкнувшись с ним, доктора, вероятно, понимают, что их коллега пытался сохранить лицо.

С учетом вышесказанного диагноз для этой невезучей молодой парижанки звучал как «рак или неопределенное заболевание». Однако Гоше видел в больнице множество раковых пациентов, присутствовал на вскрытии умерших больных и вместе с патологоанатомами исследовал их клетки под микроскопом. Никаких признаков рака не было ни в увеличенной селезенке этой больной, ни в печени, ни в крови, ни где-нибудь еще. Именно про этот парадокс он и написал свою дипломную работу. Вместо клеток рака Гоше и его профессора увидели неправильной формы звездчатые клетки иммунной системы, называемые макрофагами. Эти клетки выглядели так, будто были набиты миниатюрными шариками из скомканных бумажных салфеток, а их центр был окружен чем-то похожим на ореол. Оказалось, что эти признаки характерны для макрофагов в селезенке у пациентов с болезнью Гоше. Эти иммунные клетки были неспособны переварить то, что поглотили. Первоначальные выводы Гоше подтвердились три года спустя, когда умер шестилетний французский мальчик с такими же клетками в селезенке.

Причины увеличения селезенки несчастной молодой женщины, мальчика и других, у кого впоследствии диагностировали болезнь Гоше, оставались идиопатическими еще долго после того, как все они умерли, – до 1960-х гг. В это время Роско Брейди, усидчивый биохимик из Национальных институтов здравоохранения США в Бетесде, штат Мэриленд, вместе с Дэвидом Шапиро из Института Вейцмана в Израиле и другими коллегами показал, что отсутствие определенного фермента вызывает накапливание в макрофагах селезенки структур, выглядящих как мятая бумага. Семь лет спустя они смогли выделить достаточное количество такого фермента из плаценты, чтобы показать, что введение его пациентам может смягчить эту болезнь. Так впервые была изобретена ферментозаместительная терапия для наследственного заболевания еще до того, как был найден соответствующий ген.

В 1981 г. Эдвард Джиннз со своими коллегами также из Национальных институтов здравоохранения клонировали ген болезни Гоше и описали истинные молекулярные основы этого наследственного заболевания. У одного из 100 человек присутствует мутация в этом гене, но так как заболевание рецессивное, он будет носителем, а не больным. Когда ген был идентифицирован, появилась возможность производить фермент в промышленных масштабах для помощи пациентам во всем мире – это одна из историй успеха ранних биотехнологий.

Благодаря этим невоспетым героям лабораторий давно истлевшая селезенка парижской домохозяйки была извлечена из корзины с идиопатическими «мусорными диагнозами» и перемещена в новую этиологическую корзину, не существовавшую во времена Филиппа Гоше: к наследственным заболеваниям.

Многим врачам, так же как и мне, трудно выговорить название гена, мутация в котором вызывает болезнь Гоше, – ген лизосомальной глюкоцереброзидазы, – поэтому знакомьтесь с более удобным сокращенным именем и официальным названием этого гена: GBA.