ross_alek_industrii_budushchego
.pdfвызывает серьезные инфекции – как правило, у детей.
Почти сразу же стало ясно, что представляет собой святой Грааль геномики: это секвенирование всего генома человека. Если бы мы смогли разобрать три миллиарда пар оснований, которые составляют нашу ДНК, и понять, кто мы такие на молекулярном уровне, в один прекрасный день врачи Лукаса Уортмана в Вашингтонском университете смогли бы установить, почему и как прогрессирует его рак.
Объявление о составлении первого «черновика» генома человека сделал в июне 2000 года президент Билл Клинтон, а через три года Международный консорциум по секвенированию генома человека объявил, что работа завершена. Стоимость анализа последовательности первого генома составила 2,7 миллиарда долларов. В течение следующих десяти лет, по словам новатора-исследователя геномики человека Эрика Ландера, стоимость упала «в миллион раз». В свое время Ландер помогал секвенировать геном человека, а сейчас является директором-основателем Института Брода – центра биомедицинских и геномных исследований, ставшего совместным проектом МТИ и Гарвардского университета. У него дружелюбное лицо с густыми усами, обрамленное кудрявыми седеющими волосами. Он сказал мне, что, по его мнению, цена секвенирования человеческого генома будет падать поразительно быстрыми темпами, что позволит запустить процесс коммерциализации, который привлечет инвестиции частного сектора в создание новых методов диагностики и лечения, а также препаратов, разработанных с опорой на генетику.
Рынок геномики в 2013 году оценивался в одиннадцать с лишним миллиардов долларов, и он будет расти быстрее, чем можно себе представить. Рональд У. Дэвис, директор Стэнфордского центра технологии генома и профессор биохимии и генетики Стэнфордской школы медицины, уподобляет сегодняшнее состояние геномики положению электронной коммерции в 1994 году, когда был основан Amazon , а создатели Google были простыми студентами, еще даже не начавшими работать над своей системой интернет-поиска. В дополнение к падающей стоимости секвенирования Дэвис также называет стимулом для грядущего подъема нашу растущую способность извлекать знания из терабайта данных, заложенных в геноме.
Осознать потенциал новых продуктов и предприятий, которые возникнут под влиянием геномики, мне помог Берт Фогельштейн – человек, которого я встретил на площадке для игры в бадминтон в центре Балтимора. Немного растрепанный даже по стандартам ученых Берт носит коленный бандаж поверх мешковатых серых тренировочных штанов и таскает свою бадминтонную экипировку в спортзал в потертом старом чемодане Samsonite. Очень долго я считал его просто тощим чудаком, который на седьмом десятке вдруг заинтересовался спортом. А оказалось, что он – профессор онкологии и патологии Университета Джона Хопкинса и эксперт по раку и геномике. К тому же он – один из самых цитируемых ученых в мире. За последние 40 лет он опубликовал более четырех с половиной сотен научных работ, а другие ученые в своих трудах ссылались на него более 200 тысяч раз.
В 1980-е годы Фогельштейн и его коллеги объективно подтвердили, что рак обусловлен мутациями в ДНК соматических клеток. С тех пор на основе его труда было идентифицировано более 150 генов, которые чаще всего ответственны за развитие рака. Доказав взаимосвязь между поврежденной ДНК и раком, Фогельштейн начал активно заниматься исследованием значения этой корреляции, пытаясь выяснить, как обнаружить рак на как можно более ранней стадии развития, чтобы его можно было победить прежде, чем он станет неизлечимым.
Самую недавнюю из своих разработок он называет «жидкой биопсией». Образец крови проверяют на наличие мельчайших частиц ДНК опухоли. С помощью жидкой биопсии Фогельштейна можно засечь опухоль размером в одну сотую от того, что «видит» МРТ, которая в настоящее время служит наиболее надежным способом обнаружения рака. Она может быть настолько мала, что рак обнаруживается еще до появления каких-либо симптомов. На практике это означает, что анализ крови на рак может стать частью
ежегодного медицинского обследования каждого человека, если цена упадет достаточно низко – а Фогельштейн полагает, что так и будет. По результатам тестирований, проведенных на сегодняшний день исследователями двух десятков медицинских учреждений, метод Фогельштейна позволил обнаружить 47 % заболеваний на ранних стадиях. Хотя до совершенства еще далеко, даже эти первые шаги являются удивительным прорывом по сравнению с существующими методами скрининга. Вот что говорит Фогельштейн: «Если бы был создан препарат, который излечивал бы половину случаев рака, в Нью-Йорке бы уже парад с фейерверком устроили». Цель Фогельштейна – увидеть мир, в котором рак находят и лечат в подавляющем большинстве случаев до того, как он начинает представлять смертельную угрозу.
Главным соратником Фогельштейна в разработке жидкой биопсии стал его коллега по университету Луис Диас – 45-летний ученый, который поразительно похож на актера Роберта Дауни-младшего (если бы у последнего был брат-близнец, который выглядел бы как настоящий ученый). Диас разработал методику молекулярного мазка, с помощью которого можно обнаружить рак яичников и эндометрия на относительно ранней стадии. По словам Диаса, если рак яичников замечают на первой стадии, когда он еще не распространился за пределы яичников, показатель эффективности лечения составляет 95 %. Но к четвертой стадии, когда рак выходит за пределы яичников, показатель резко падает до 5 %. Проблема, как считает Диас, заключается в том, что большинство видов рака обнаруживают на третьей и четвертой стадиях. Более совершенная техника генетического диагностического тестирования позволит врачам ловить рак на ранних стадиях и проводить лечение с гораздо более высокими показателями эффективности, и Фогельштейн с Диасом уже далеко продвинулись в создании тестов, которые, возможно, спасут миллионы жизней.
Поначалу Фогельштейн и Диас достигли ощутимого прогресса в своих изысканиях. Однако для того чтобы их открытия начали помогать множеству людей, а не просто повторялись в лаборатории в научных целях, им пришлось привлечь к делу рыночные силы частного сектора. Поэтому в 2009 году Диас и несколько его коллег по Университету Джонса Хопкинса основали Personal Genome Diagnostics (PGDx) , где Фогельштейн выступает в качестве научного консультанта-учредителя. Сегодня PGDx предлагает услуги по секвенированию рака – процедура такая же, как в случае Лукаса Уортмана, – а также поддерживает исследовательское подразделение.
Штаб-квартира PGDx расположена на набережной в Восточном Балтиморе. Диас и дюжина его коллег снимают это помещение уже довольно давно, однако офис выглядит на удивление необжитым: все слишком заняты сплайсингом опухолей и обработкой данных, чтобы развесить картины на стенах. У них есть Миссия, и она становится ясна, как только Диас врывается в офис.
«В настоящий момент рак представляет собой первостепенную мишень в деле секвенирования генома», – объявляет Диас в просторном (и тоже совершенно минималистичном) конференц-зале PGDx . О зарождении компании он говорит следующее: «Мы увидели, что к нам в группу поступают запросы о секвенировании от пациентов, от VIP -персон, и нам стало ясно, что мы не сможем заниматься еще и этим [помимо исследований]. Мы – научная лаборатория, поэтому нам нужны были специалисты. Мы увидели, что в этом есть потребность».
Если у вас диагностировали рак, PGDx может стать вашим специалистом. Ваш онколог посылает в лабораторию образец опухоли и пузырек со слюной для сравнения раковых и нормальных клеток. После того как PGDx получает ваши образцы, ее ученые начинают свои магические обряды геномного секвенирования. Они очищают ваши образцы до состояния полной готовности к длительному процессу анализа в аппарате для секвенирования. Потом в недрах механизма запускается долгий и молчаливый процесс «переваривания», в ходе которого каждый самый крохотный фрагмент вашей ДНК перерабатывается в данные. На выходе ваша ДНК представляет собой сотни гигабайт информации – «большие данные», готовые к анализу.
Такую подготовку может провести любая компания, занимающаяся секвенированием. PGDx отличает от других существование собственной компьютерной программы, разработанной в Университете Хопкинса, которая действует как чудовищно быстрый и эффективный полицейский детектив. Она находит точное место в ДНК, мутация в котором приводит к изменению белка. Позволяет понять, почему развивается рак. Дает вам столько информации об опухоли, сколько не сможет дать ни один онколог.
Если дела складываются удачно, команде PGDx удается рассказать вам, почему у вас рак и какие лекарства могли бы компенсировать мутацию. Иногда нужный препарат уже имеется на рынке. Бывает и так, что как раз сейчас проводится клиническое тестирование подходящего перспективного препарата. Но часто нужного лекарства не существует. «На протяжении многих лет мы изучали по одному гену за раз. Потом по десять, а теперь можем изучать 20 тысяч генов одновременно, – объясняет Диас. – Но в том, что касается лекарств, мы по-прежнему можем разрабатывать единовременно только один препарат. Должна произойти какая-то революция в создании лекарственных средств, которая изменит ситуацию так, чтобы лекарств стало больше, чем генов». Сегодня существует глубокий разрыв между сравнительно медленным процессом разработки лекарств и высокой скоростью и точностью исследований, которые стали возможны благодаря геномике. Именно этой проблеме и посвящает свои упорные исследования Лукас Уортман, который понимает, как ему повезло, что «Сутент» во время его болезни уже был на рынке.
Уортман много размышляет о разработке лекарственных средств от рака, и цель его амбициозна – навсегда покончить с химиотерапией. «Слишком много людей все еще умирают от рака, – говорит он. – Степень успеха традиционной химиотерапии недостаточно высока, поэтому я думаю, что ключевая задача заключается в том, чтобы как можно больше понять о заболевании – все, что только можно. И это реально, если воспользоваться комплексом технологий секвенирования. Дальше мы сможем скоординировать лечение в соответствии с конкретными изменениями в раковых клетках».
Уортман считает, что индивидуальное секвенирование каждого пациента необязательно означает, что лечение должно быть уникальным, «потому что онкологи с таким объемом работы просто не справятся», однако это приведет к созданию более специализированных способов лечения. По его словам, в будущем лечение рака станет проходить совершенно иначе. «Традиционная химиотерапия будет играть очень ограниченную роль в лечении. По крайней мере, я на это надеюсь. Мы будем в основном использовать прицельные формы терапии. <…> И еще мне не кажется, что для достижения этого нам понадобится два десятилетия. Я искренне считаю, что за ближайшие десять лет мы добьемся существенного прогресса».
Диас выражается прямо: «Понимание того, какие механизмы активируют рак, станет очень четким, и мы надеемся, что появятся специально сконструированные лекарства, способные плавить раковые клетки . В этом и заключается наша цель. <…> Чтобы разобраться с этим, потребуется около двадцати-тридцати лет, а может быть, и меньше».
Эта революционная идея получила мощное финансовое подкрепление в январе 2015 года, когда президент Обама объявил о том, что правительство США инвестирует 215 миллионов долларов в программу, которая в конечном счете может продлиться десятилетие и будет стоить миллиард долларов. В ней будет участвовать миллион добровольцев, на которых испытают разработки «точечных лекарств», учитывающих генетику конкретного человека и особенности его опухоли. Разработка препаратов, ориентированных на геном конкретного человека, если сравнивать этот метод со стандартной химиотерапией, – это столь же масштабный сдвиг в медицинской практике, как появление анестезии в XIX веке. По сравнению с этой технологией самые передовые сегодняшние методы лечения будут выглядеть абсолютно примитивными.
Взлом мозга
Сфера применения геномики выходит далеко за пределы профилактики и лечения рака. Все больше и больше исследователей и инвесторов спрашивают: что насчет мозга? Если вы разбили коленку, вам, возможно, потребуется простая операция; расцарапанному локтю хватит и пластыря; скоро вы сможете секвенировать рак так же, как Лукас Уортман. Но если почти все остальные органы человеческого тела более или менее легко раскрывают свои тайны медикам, наш мозг до сих пор остается в очень большой степени загадкой. Мозг представляет собой комплекс мягких тканей, защищенный от окружающей среды твердым черепом. Но несмотря на эту мягкость, ученые, занимающиеся диагностикой и лечением мозга, все чаще описывают его терминами механизма, сложнейшего инженерного устройства.
Сегодня цель научного сообщества – «взломать код» мозга и начать использовать геномику для диагностики и лечения неврологических и психических заболеваний.
Меня всегда завораживал генетический аспект психиатрии. Слишком многие из моих друзей и родственников страдали психическими заболеваниями. В период работы в Государственном департаменте я убедился, насколько тяжелой ношей становились психические проблемы для наших солдат и дипломатов, возвращавшихся из горячих точек в зонах конфликтов. Вскоре после вступления в должность госсекретарь Клинтон сделала большой шаг вперед в вопросе признания необходимости охраны их психического здоровья. «Обращение за помощью станет проявлением ответственного отношения и не подвергнет риску ваш статус в глазах службы безопасности», – написала Клинтон в специальном меморандуме, разосланном всем сотрудникам, чтобы побудить тех, кто нуждался в обращении к психиатру или психоаналитику, не держать свои проблемы при себе.
Пентагон последовал этому примеру. Министр обороны США Роберт Гейтс объявил, что при проверках на допуск к секретности военнослужащим больше не требуется рассказывать о психических проблемах, если они были в прошлом. Это имело важнейшие последствия для тысяч солдат, которые возвращались из Ирака и Афганистана, нуждаясь в психологической помощи. Они могли наконец признаться в том, что испытывали.
Но остается одна проблема: лечение, которое врачи предлагают моим друзьям, моим родным и всем этим солдатам и дипломатам, во многом опирается на устаревшие достижения медицинской науки и биотехнологий.
Если у вас диагностировали депрессию в начале 1950-х годов, а то и раньше, перспективы были неутешительными. Вас, скорее всего, заперли бы в какой-нибудь психиатрической клинике, причем сдали бы вас туда родственники и лечащий врач. Самой распространенной формой лечения была психотерапия, иногда дополняемая электрошоком, и показатели эффективности такой помощи были весьма низкими.
Потом появились антидепрессанты. Эти трициклические препараты проникали в тайники мозга, устраняя химический дисбаланс. Внезапно нашлось лекарство, которое сумело развеять черную тучу депрессии. Для тех, кто принимал антидепрессанты и чувствовал себя лучше, мир словно распахнулся. Эти люди снова смогли работать, найти спутников жизни и вообще существовать в обществе так, как ранее и помыслить не могли.
Но сразу же возникли и опасения по поводу безопасности и токсичности этих препаратов. Побочные эффекты были многочисленными и разнообразными – от вялости до смертельных исходов (при одновременном приеме с некоторыми другими препаратами). С годами антидепрессанты совершенствовались, список побочных эффектов уменьшался. А потом появилось новое поколение лекарств, которые еще сильнее преобразили мир и наше понимание психических расстройств.
Первым из этих селективных ингибиторов обратного захвата серотонина (СИОЗС) стал прозак, который позиционировался фармацевтическим гигантом Eli Lilly как «один ответ на все случаи депрессии». После его одобрения в 1987-м в течение года Управлением по контролю за продуктами и лекарствами (FDA ) врачи выписали прозак почти два с половиной миллиона раз. Препарат явно хорошо работал и стал настоящим блокбастером компании. Через 15 лет после того, как прозак вышел на рынок, уже 33 миллиона
американцев принимали и другие СИОЗС, которые вышли вслед за ним: золофт в 1991 году и паксил в 1992-м. К 2008 году антидепрессанты были одним из наиболее распространенных препаратов в США и самым часто прописываемым средством американцам в возрасте до 60 лет.
Сегодня большинство медицинских методов лечения депрессии включают в себя сочетание СИОЗС и когнитивной терапии – этот подход в какой-то степени помогает примерно двум третям пациентов, страдающих депрессией. Но даже при самом лучшем качестве медицинских услуг в мире лечение часто представляет собой нечто вроде научной игры в угадайку. Мои знакомые, страдающие депрессией, регулярно меняют препараты и дозировку по указаниям своего врача. Выбор лекарственных средств не так велик, все они представляют собой вариации формулы, которой уже больше 20 лет, и врач назначает их, опираясь на интуицию и собственный опыт. Часто это лишь догадки, а не какие-либо знания об истории болезни конкретного пациента или о том, как его или ее генетика отреагирует на данный метод лечения.
Следующим после СИОЗС шансом совершить революцию в лечении психических заболеваний является геномика. Мой дядя Рэй Де Пауло возглавляет отдел психиатрии в Университете Джонса Хопкинса. Дядя Рэй и Эрик Ландер из Института Брода разрабатывают стратегию и программу составления подробной карты генов, имеющих отношение к психиатрии.
Проблема заключается в том, что в отличие от, например, болезни Хантингтона, которая вызывается одной-единственной генетической мутацией, большинство психических расстройств – это результат множества факторов. В развитии депрессии принимают участие десятки, возможно, сотни генетических факторов риска. Из-за особенностей строения головного мозга выявить ее не так просто, как обнаружить предрасположенность к раку или проверить один-единственный ген на Хантингтона.
Тем не менее исследователи начинают распутывать эту загадку. Ландер объясняет, что в последние годы «мы добились колоссального прогресса. Еще несколько лет назад число известных нам генов, играющих роль в развитии шизофрении, практически равнялось нулю, а теперь оно достигает сотни, и это только за последние три-четыре года». Потенциал для работы, которую проводят Де Пауло и Ландер, огромен – и страдающие психическими расстройствами люди во всем мире, по мере того как разрабатываются более совершенные препараты, начнут поправляться как на дрожжах.
Одной из перспективных сфер является предотвращение самоубийств. В Соединенных Штатах 1,4 % людей погибают от собственной руки, а 4,6 % населения предпринимали попытку самоубийства. Коллеги дяди Рэя в Университете Джонса Хопкинса изучили ДНК 2700 взрослых, страдающих биполярным расстройством, 1201 из которых совершил попытку самоубийства. Они выделили ген ACP1 , который производит белок, в избыточных количествах находящийся в мозге людей, пытавшихся покончить с собой. Главный научный сотрудник доктор Вирджиния Уиллур говорит, что «результаты этой работы станут многообещающим способом получения дополнительной информации о биологии самоубийства и препаратах для лечения пациентов, которые могут оказаться в группе риска». Углубившись в генетические корни суицида, можно разработать лечение, которое ослабит биологический импульс, побуждающий человека убить себя. Исследователи уже идентифицировали виновный ген. Дальше должна последовать разработка коммерческого продукта, способного воздействовать на небольшой участок хромосомы 2, где расположен биологический путь, на котором образуется слишком много ACP1 . Сама мысль о том, что от самоубийства можно будет принять таблетку, противоречит устоявшимся стереотипам о психических заболеваниях, но это – будущее, и оно стало возможным благодаря геномике.
Непредвиденные последствия
Но у геномики есть и темная сторона, и это признают даже ученые, которые полностью
посвятили себя этой области. Одна из главных проблем, которая беспокоит и самого Луиса Диаса, заключается в том, что по мере своего развития геномика запустит тенденцию появления искусственно сконструированных младенцев. «[Геномное] секвенирование позволит людям оценивать факторы риска. И в этих досье будет записано: ну что ж, у вас предрасположенность к болезням сердца, – объясняет Диас. – Там записано, что ваш рост составит пять футов четыре дюйма. Скорее всего, вы будете весить около 180 фунтов. Вы станете одним из лучших бегунов в своем классе. Будете играть в баскетбол. У вас есть математические способности».
Диас продолжает: «Геномика разгадает все загадки вашего мозга. Скажем, вероятные модели поведения: алкоголизм, проблемы с азартными играми, множество различных зависимостей у разных людей. Она разблокирует любую генетическую предрасположенность. И после этого еще сумеет предсказать, будут ли у вас кудрявые волосы или прямые, голубые глаза или карие. Насколько рано вы полысеете? Или всю жизнь будете щеголять густой шевелюрой? И прочее в таком духе. Все это окажется на расстоянии вытянутой руки. В общем, страшно. А давайте двинемся еще на шаг дальше. Допустим, все это будущие родители смогут узнать через десять недель после зачатия. Очевидно, что последствия колоссальны, ведь так?»
Сегодня мы можем взять образец крови у беременной женщины и проанализировать геном плода. Тесты ДНК эмбрионов уже использовались в прошлом для выявления синдрома Дауна. В результате прогресса в сфере геномики генетическая структура плода стала полностью доступна для изучения, и обществам всего мира теперь придется бороться с проблемой генетического отбора.
Когда моя беременная жена при осмотре проходила генетический тест на синдром Дауна у плода, потребовалось сдать анализ второй раз. От тревоги и неуверенности ей было физически плохо. Целый месяц мы ни о чем другом не могли думать, пока наконец новый этап тестирования не подтвердил, что наш сын будет здоровым. Трудно представить, как бы мы чувствовали себя, если бы нам сообщили, что плод здоров, но вместе с тем рассказали все про генетическую предрасположенность ребенка – вплоть до того, что, скорее всего, убьет его на восьмом десятке. Теперь, вооруженный этой информацией, я не могу не думать о том, что многие люди захотят подкорректировать своих младенцев; что генетика этих малышей станет отражением надежд их родителей. А еще я не могу избавиться от мысли, что известная с самого рождения ребенка информация о его склонностях и талантах будет влиять на решения по его воспитанию. Мудро ли это – махнуть рукой на колледж еще до того, как малыш пошел в школу? Что, если страх возможной болезни не позволит родителям нормально воспитывать ребенка в социуме?
Берт Фогельштейн и Луис Диас обеспокоены тем, что генетическое тестирование становится все более распространенным, но наше общество не умеет принимать информацию о рисках. Например, если тест указывает на повышенную опасность развития сердечной недостаточности, это не означает «клинически значимого риска», объясняет Фогельштейн. По мере того как подобные тесты все шире распространяются, одной из наиболее важных задач становится «информирование как населения, так и врачей по поводу осмысления значимости конкретных сложностей, с которыми они могут столкнуться, и делать это нужно так, чтобы не вызывать тревоги, непропорционально раздутой по сравнению с собственно риском».
Опасения Фогельштейна и Диаса недавно всколыхнулись благодаря геномному тестированию, проводимому компанией 23andMe . Основанная 32-летней Энн Воджиски в 2006 году компания предоставляет клиентам генетические отчеты на основе родословной и сырые, необработанные генетические данные. Вы плюете в пробирку, отправляете ее в лабораторию 23andMe , и за 99 долларов они посылают в ответ вашу генетическую информацию. Это не полное секвенирование генома, а снимок области вашей ДНК, о которой исследователи знают больше всего, например генов, которые указывают на риск развития болезни Паркинсона или на то, как человек отреагирует на определенные
препараты для разжижения крови.
Так случилось, что Воджиски, генеральный директор компании 23andMe , также стала частью династии Кремниевой долины: она вышла замуж за одного из создателей Google Сергея Брина; ее отец возглавлял кафедру физики в Стэнфордском университете; а мать, которая преподает журналистику в школе Пало-Альто, сдавала в аренду семейный гараж студентам Брину и Ларри Пейджу, которые зачали Google . Именно тестирование в 23andMe рассказало Брину, что у него имеется генетическая мутация, из-за которой риск Паркинсона достигает где-то 30–75 % по сравнению с уровнем риска большинства населения, равным 1 %. С тех пор он пьет зеленый чай и много занимается спортом – две эти привычки способны уменьшить риск развития заболевания.
Пусть Брину повезло, но секвенирование методом 23andMe – это гораздо более простой вариант того анализа, которому подвергся Лукас Уортман. В его случае секвенирование проводилось и на материале раковых клеток, и на всем геноме. Эта разница очень важна. В то время как полное секвенирование опухоли является и интенсивным, и экстенсивным методом исследования (что уж тогда говорить о секвенировании полного генома), процедура 23andMe – это ни то ни другое. Это значительно более простой анализ некоторых генов, которые имеют отношение к самым базовым заболеваниям.
Принадлежащая Воджиски 23andMe – лишь одна из компаний, предлагающих проведение кустарных геномных тестов, но все они подвергаются критике, особенно из-за дикого разброса в результатах их генетических исследований. Один тест может обнаружить повышенный риск артрита и минимальный риск развития ишемической болезни сердца, а другой придет к абсолютно противоположным выводам. Разница заключается в точности: информация, получаемая с помощью теста за 99 баксов, и теста, который стоит несколько тысяч долларов и требует нескольких дней обработки на суперкомпьютерах, кардинально различается по качеству. Эта разница способна стать причиной как ложных тревог, так и ложных надежд.
Эта проблема не укрылась от взгляда Управления по контролю за продуктами и лекарствами. В конце 2013 года организация потребовала от 23andMe прекратить рекламировать свои услуги как «медицинские генетические тесты», потому что компания не имела разрешения регулирующих органов на подобные заявления. В открытом письме к 23andMe выражалась «обеспокоенность тем, как неточности в результатах могут сказаться на общественном здравоохранении».
Когда на них напустилась FDA , Воджиски и ее компания подчинились давлению. Теперь их тесты обещают только информацию о предках и файл с необработанными данными. Обновление у них на сайте гласит: «Мы намерены добавить определенный объем основанных на генетике отчетов о здоровье, как только у нас появится возможность предложить доработанный продукт. В настоящее время мы не знаем, какие отчеты о здоровье могут появиться или когда они могут появиться».
Хотя Диас отмахивается от 23andMe как от «утки» из-за ее ограниченности, компания скопила ценные активы в форме генетического материала 900 тысяч клиентов и развернула свою бизнес-модель таким образом, чтобы в конечном итоге обеспечить как коммерческую, так и научную победы. В партнерстве с Фондом Майкла Джей Фокса 23andMe создала «Сообщество изучения болезни Паркинсона», в базе которого – генетический материал более чем 12 тысяч пациентов, страдающих этим недугом. Такое количество данных очень ценно для фармацевтических компаний, занимающихся разработкой точечных препаратов. Это привело к 60-миллионной сделке между 23andMe и Genentech . Люди продолжают платить компании по 99 долларов за данные о предках, и из них будет строиться база данных, которую 23andMe может коммерциализировать для производителей лекарств.
Опасения другого плана – по поводу подъема индустрии лекарств, подогнанной под нашу генетику, – исходят от людей, которых тревожит, что развитие препаратов нового поколения, базирующихся на материале геномики, ослабит внимание людей к вопросам
правильного питания, природных условий и здорового образа жизни, что чревато новыми повреждениями ДНК и развитием других форм рака.
И так уже существует большой разрыв в рационе питания и образе жизни у людей различных социально-экономических слоев. Как оказалось, можно получить четкое представление о доходе человека по тому, что он или она заказывает на завтрак. В первый раз, когда я завтракал со своим знакомым-миллиардером, мы встретились в крутом отеле. Я заказал французский тост и бекон. Официант повернулся к мистеру Миллиардеру и спросил, чего он желает. Чернику, сказал тот. Просто огромную тарелку напичканной антиоксидантами черники – и к этому еще и полезный напиток. Преподавая в 1990-х годах в средней школе Букера Т. Вашингтона в Западном Балтиморе, я наблюдал совсем иную картину – 97 % детей получали бесплатные обеды, а вместо завтрака перекусывали чипсами по дороге в школу.
По мере того как мы вооружаемся все новой и новой информацией о генетической предрасположенности, мне кажется, нам грозит еще больший разрыв между социально-экономическими слоями в том, что касается поведения. Узнав о предрасположенности к болезни Паркинсона, Сергей Брин изменил свои личные привычки в лучшую сторону. Печальная истина состоит в том, что в социально-экономически неблагоприятных регионах, таких как моя родная Западная Виргиния или тот район в Балтиморе, где я преподавал, если у людей окажутся данные о генетической предрасположенности, но не будет ни денег, ни возможности получить медицинскую помощь, чтобы хоть что-то изменить, их вероятные проблемы станут казаться неизбежными. Вместо того чтобы вдохновлять на перемены, как в случае Сергея, генетические тесты могут привести к тому, что люди, которые и так уже ощущают себя беспомощными, окончательно смирятся с нездоровым образом жизни.
Доктор Рональд У. Дэвис, директор Стэнфордского центра геномных технологий, выделяет – и советует – одну компанию, которая занимается связью геномики и факторов окружающей среды.
BaseHealth основал бывший студент Дэвиса. Ее фирменный продукт «Генофен» секвенирует ваш геном (так же как и продукция многих других компаний), но затем использует «библиотеку рисков» – программу для работы с «большими данными», которая применяет алгоритмы обработки медицинской, поведенческой и экологической информации
– и выдает вам персонализированный набор рекомендаций по образу жизни и медицинскому уходу вкупе с генетическими данными о том, чем вы болеете или к чему предрасположены. Как говорит о проекте «Генофена» Дэвис, «от его амбициозности захватывает дух».
В моем случае, например, «Генофен» взял бы всю генетическую информацию о моей наследственности и объединил ее с массивом точек данных о моей жизни: от детства, проведенного в полном сигарного дыма доме, и химикатов, которые извергали в воздух заводы Чарлстона, до более положительных факторов, таких как более-менее здоровое питание, на котором настаивает моя жена, долгие пробежки и бадминтон. Эти и многие другие детали моей жизни затем загружаются в компьютерные модели, которые добывают из горы данных на серверах «Генофена» результат: там говорится, какими заболеваниями я страдаю и какие могут (или, наоборот, вряд ли могут) проявиться в будущем. Мне бы составили индивидуальный план процедур и корректировок образа жизни, которые нужно было бы предпринять для устранения уже имеющихся проблем и уменьшения вероятности каких-либо заболеваний в будущем.
BaseHealth также хочет устранить повод для тревоги Берта Фогельштейна о том, что пациенты не сумеют справиться с полученной информацией, – они будут продавать свой продукт только врачам. Доктора работают с информацией из «Генофена» через панель, доступ к которой могут получить в кабинете только они сами и их медперсонал. Врач выступает в качестве переводчика и проводника, хорошо обученного профессионала, который помогает пациентам наилучшим образом использовать данные о состоянии их здоровья.
Стоимость такой услуги делает ее недостижимой для большинства людей, но она быстро снижается. Тест в PGDx Луиса Диаса стоит от четырех до десяти тысяч долларов в зависимости от того, насколько подробный требуется результат. Три года назад он обошелся бы в жуткую сумму – сто тысяч.
Конечная цель, по мнению Диаса, состоит в том, чтобы опустить эту планку еще ниже и добиться покрытия такого рода тестирований страховкой, чтобы их можно было проводить
вгораздо более широких масштабах. Во время лечения Лукасу Уортману повезло с секвенированием его рака только потому, что в университете была куча аппаратов для секвенирования, которые его коллеги могли использовать бесплатно. Если бы он не работал
винституте геномики и не был всеобщим любимцем, то умер бы от ОЛЛ в тридцать с небольшим лет.
Фогельштейн смотрит в будущее с оптимизмом – он считает, что это лишь краткосрочная проблема. «Без сомнения, через 20 лет секвенирование пар оснований человеческой ДНК станет обычным делом, – говорит он. – Процедура доступна уже сейчас, и ее стоимость приближается к тысяче долларов – этот рубеж был установлен несколько лет назад. Но через 20 лет она, безусловно, значительно снизится. Выходит, технология уже имеется, хотя пока еще недоступна для миллиардов людей, но через 20 лет станет доступной. Так что каждому желающему, и особенно, конечно, жителям развивающихся стран можно будет провести секвенирование генома».
Свиные легкие и мамонты
Существует особый тип предпринимателей, которые считают даже самые передовые исследования геномики, проводимые в научных или близких к научным условиях, слишком прозаичными. Эти исследователи работают над инновациями, которые кажутся настолько притянутыми за уши, что трудно поверить, будто однажды они могут стать реальностью.
И вот тут появляется Крейг Вентер, ученый из Национального института здравоохранения (НИЗ), где зародился проект «Геном человека».
Вентер, второй по старшинству из четверых детей, вырос в рабочей семье в Сан-Франциско. Главной чертой его личности всегда было переливающееся через край нетерпение. В детстве энергии ему было не занимать, но и надоедало все быстро – он устанавливал рекорды в составе школьной команды по плаванию, но в плохих оценках едва ли не тонул. Теперь, работая в НИЗ над проектом человеческого генома, Вентер придумал более быстрый способ сбора информации о геноме человека.
Когда он попросил у руководителя проекта «Геном человека» пять миллионов долларов на то, чтобы секвенировать всю человеческую Х-хромосому с помощью своей новой технологии, ему сказали, что это слишком много. В ответ Вентер уволился и основал компанию-конкурента Проекта. Он решил соревноваться с ними в освоении генома, чтобы заставить трудиться упорнее, быстрее и вдумчивее, чтобы не вылететь из гонки, которая в итоге окончилась ничьей.
Недавно Вентер основал две компании, которые стремятся ни больше ни меньше как подарить нам всем еще несколько десятилетий жизни. Первая компания, Synthetic Genomics , анонсировала в 2014 году проект, цель которого – с помощью генной инженерии сделать органы свиней подходящими для безопасной трансплантации людям. Процесс, называемый ксенотрансплантацией, включает в себя модификацию генома свиньи таким образом, чтобы свиной эмбрион вырос уже с органами, которые можно пересадить в организм человека. Первоначально основное внимание направлено на легкие, но в своем заявлении Вентер упомянул, что пересадка сердца, почек и печени также может стать возможной.
Когда ксенотрансплантация превратится в реальность, а потом и в стандартный вид медицинского вмешательства, идея донорства и трансплантации органов в своем первоначальном виде может устареть. Если совместимые с человеком легкие, почки и сердца можно будет выращивать в свиньях, они перестанут быть дефицитным ресурсом. Замена
почки, возможно, станет делом не более сложным или необычным, чем замена коленного сустава.
Вторая геномная компания Вентера – еще более дерзкое предприятие. Миссия Human Longevity, Inc. (HLI ) – с помощью генетических данных обращать вспять процесс старения. «Старение – самый крупный фактор риска практически для всех серьезных заболеваний человека» – трубят рекламные материалы HLI . Вентер и его коллеги считают, что строительство крупнейшего в мире центра цельногеномного секвенирования позволит их ученым разрабатывать препараты, которые замедляют старение. Один из его коллег-основателей Питер Диамандис заявляет, что «с 1910 по 2010 годы прогресс в области медицины и санитарии увеличил продолжительность жизни человека на 50 % – с 50 до 75 лет. Сегодня, с появлением экспоненциально развивающихся технологий, таких, как те, что открывает и продвигает HLI , у нас есть потенциальная возможность сделать ее еще дольше».
Какими бы невероятными ни казались цели Вентера и Диамандиса, они делают быстрые и впечатляющие успехи. HLI недавно подыскала себе нескольких отличных партнеров в сфере медицины, в том числе PGDx . Они собрали 70 миллионов долларов венчурного капитала и лишь за восемь месяцев своего существования, по словам одного из инвесторов и членов совета директоров, стали крупнейшим в мире центром цельногеномного секвенирования.
Вентер известен своими почти абсурдно смелыми предприятиями в деле развития геномики, но даже его амбиции превосходит новая отрасль исследований, которая стремится бросить вызов невозможному и не просто продлить жизнь, а воскресить вымершие виды.
Несколько лет назад группа ученых с использованием ДНК мертвого букардо – дикого козла, жившего в Пиренеях и вымершего в 2000 году, – создала эмбрионы букардо. Их имплантировали в матки 57 обычных (в смысле, не вымерших ) коз. Один из эмбрионов продержался весь срок. Да-да: в 2003 году обычная коза родила вымершего букардо. Конечно, прожил он недолго; ему удалось продержаться всего несколько минут после рождения. Но сама мысль об этой возможности тем не менее укоренилась в сознании любопытных исследователей.
В 2012 году в Сан-Франциско зародился проект Revive & Restore , направленный на возвращение к жизни вымерших животных с помощью передовых технологий геномики. По мнению компании, хорошо сохранившаяся ДНК многих вымерших животных может помочь воскресить их. Как и с букардо, это означает, что нужно найти наиболее генетически близкое животное и имплантировать ему эмбрион вымершего. Уже ведутся работы по «воскрешению» странствующих голубей, верескового тетерева, а также австралийской лягушки, знаменитой тем, что процесс родов у нее проходил через рот.
Пока неясно, насколько далеко зайдут в этом деле технологии. Горный козел – это одно. Но, например, вернуть обратно на землю мамонтов? Если это выполнимо – а даже ученые из Revive & Restore признают, что на современном этапе технологий, скорее всего, нет, – хотим ли мы повернуть время вспять? Это еще один (как и возможность появления искусственно сконструированных детей) пример того, как достижения в области науки и техники делают человека кем-то богоподобным. Точно так же как человеческое вмешательство повлияло на климат Земли, достижения в области геномики могут привести к изменениям в мировой экологии. Чаще всего виды не вымирают без причины. Повторное их появление перестроит пищевые цепи и, возможно, принесет с собой вирусы и бактерии, которые природа не научилась сдерживать. Чем сильнее становится наша способность вмешиваться в течение жизни, тем суровей ее должен регулировать наш человеческий разум.
Шагаем в ногу с геномной модой
Большинство этих невероятных достижений в области геномики неспроста зарождается в Соединенных Штатах, однако скоро и другие страны, особенно Китай, начнут догонять – это всего лишь вопрос времени.