Читать книгу Время генома: Как генетические технологии меняют наш мир и что это значит для нас - Стивен Липкин - Страница 4

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.

GBA – один из тех генов, которые ученые называют генами домашнего хозяйства. Главная «домашняя обязанность» GBA – утилизация определенного типа отработанных жировых клеточных отходов, научное название которых – глюкозилцерамиды. Когда GBA не работает, глюкозилцерамиды (сокращенное называние GL-1) накапливаются в макрофагах селезенки, заставляя ее увеличиваться в 10 раз. У некоторых пациентов при определенных мутациях болезнь также может вызывать увеличение печени, нарушения в работе клеток костного мозга, кожи, легких и – в особо серьезных формах – головного мозга, то есть нарушения могут быть во всех местах, где работают GBA и макрофаги патрулируют и поглощают отходы других клеток.

Почти через 100 лет после открытия, сделанного Гоше, родился Наполеон Джексон. Он вырос и получил образование на одном из идиллических островов Карибского архипелага. Его предки поселились здесь на семейной ферме так давно, что уже никто не помнил те времена. За долгие годы он и его семья пережили много тропических штормов.

Будучи молодым человеком, Наполеон переехал в окрестности Нью-Йорка в поисках возможности стать актером и музыкантом и в надежде на светлое будущее. Но он точно прибыл туда не ради холодной погоды, к которой так и не смог привыкнуть. В 30 с чем-то лет он переехал с женой и детьми в Нью-Джерси и, чтобы прокормить семью, устроился на работу в качестве технического служащего в одну из больниц Верхнего Ист-Сайда в Манхэттене – районе, который местные жители называют «аллеей больничных уток» из-за большого количества медицинских учреждений.

Я встретил его в клинике через несколько дней после того, как гигантский ураган «Сэнди», образовавшийся в тропиках, обрушился на окрестности Нью-Йорка. Ужасный шторм ударил по Нью-Йорку и штату Нью-Джерси с такой яростью, какую я никогда раньше не видел. Это был самый мощный ураган на Атлантике, и он навсегда изменил пейзаж нашего города. Десятки тысяч деревьев были вырваны ветром. Целые поселки смыты наводнением или, как это случилось на Статен-Айленде, сожжены пожаром. Погибли сотни жителей.

Ураган обрушился и на мой собственный дом в Уэстчестере, на 11 дней лишив меня электричества, тепла и чуть ли не надежды. В то утро, когда Наполеон пришел в клинику, я чувствовал себя помятым, замерзшим и бессильным в городе, пережившем «Сэнди», – городе без метро, городе, похожем на сцену «Манхэттен опять в руинах» из фильма-катастрофы.

Однако мой новый пациент был в еще худшем состоянии. Наполеон был измотан – за последние несколько дней он спал всего одну ночь. Его форма была очень грязной и мятой, штаны порваны. Он побывал в аду во время урагана, и ему посчастливилось выжить.

Он страдал от загадочной болезни, которая изматывала его. У него болели кости. А при осмотре лечащий врач обнаружил, что его селезенка была огромной и настолько распухшей, что казалось, вот-вот разорвется, залив его внутренности, как лопнувший воздушный шарик с водой. Это несчастье легко могло произойти, если бы Наполеон, допустим, поскользнулся на мокром полу больничного подвала, где провел долгую ночь во время урагана, неприметно, с полной отдачей, спасая людей.

Неподалеку от клиники, в которой Наполеон обратился ко мне, располагается Медицинский центр Лангон при Нью-Йоркском университете, который встретился с катастрофой лицом к лицу, когда ураган «Сэнди» обрушился на побережье. Больничные подвалы, лифтовые шахты и нижние этажи были затоплены водой Ист-Ривер, поднявшейся на высоту более трех метров. Из строя вышли резервные генераторы, и почти вся больница лишилась электроэнергии, в том числе хирургическое отделение, отделения интенсивной терапии и реанимации новорожденных, где живут и иногда умирают самые слабые больные. Пациентов, в том числе недоношенных детей, подключенных к почти разряженным аппаратам жизнеобеспечения, преодолевая девять пролетов по скользким ступеням, выносили в темноте на улицу, где бушевал шторм. Наполеон был одним из многих героев, которые мужественно боролись в этом районе на протяжении целой ночи. Подвалы манхэттенской больницы, где он работал, также были затоплены. Замерзшие и измученные, он и его коллеги сражались с безжалостным Атлантическим океаном всю ночь. Неоднократно рискуя жизнью, они успешно спасли той ночью многих людей, иначе воды Ист-Ривер смыли бы пациентов Медицинского центра Лангон в океан.

Первые симптомы заболевания появились у Наполеона несколькими годами ранее, когда обычный анализ крови показал низкий уровень тромбоцитов – клеток крови, останавливающих кровотечение. Хотя иногда из-за этого возникали синяки, в том числе точечные синяки петехии, которые образовывались на кончиках пальцев во время игры на гитаре, он не обратил на это внимания, и это никак не повлияло на его работу и личную жизнь.

Как и у первой парижской пациентки Гоше, селезенка Наполеона была наполнена раздувшимися макрофагами. Из-за малого количества тромбоцитов и увеличенной селезенки возникло предположение о лейкемии, и лечащий врач направил его на биопсию костного мозга. Врач-патолог не нашел клеток, чьи ядра были бы похожи на ядра раковых клеток, поэтому лейкемию исключили. В костном мозге имелись другие отклонения: клетки крови были более морщинистые, чем обычно, и они были наполнены микроскопическими пузырьками, называемыми вакуолями. Однако, хотя эти результаты были явно ненормальными, для постановки диагноза они были столь же мутными, как Ист-Ривер после урагана. К счастью, поскольку раковых клеток найдено не было, Наполеона не мучили неспецифической цитотоксической химиотерапией. На самом же деле из-за особенностей работы GBA его костный мозг был наполнен макрофагами, поэтому появились анемия и быстрая утомляемость.

При дальнейших обследованиях внимательный гематолог, выясняя причину снижения количества тромбоцитов, заметил, что родители Наполеона были дальними родственниками, потому что родились и выросли на одном и том же острове в Карибском море. Острова называют божьим даром для генетиков, потому что на них больше вероятность обнаружить рецессивное генетическое заболевание, которое создает проблемы, если человек получает две копии этого гена – по одной от каждого родителя. На островах из-за их изоляции и поскольку иногда жители стремятся вступать в брак только с членом своей группы, например в религиозной общине, вероятность, что носители одного и того же вредоносного гена (все мы несем от 2 до 5 таких генов) вступят в брак, выше, чем в неизолированных сообществах, таких как большой город.

Этот дотошный гематолог предположил, что у Наполеона может быть синдром Германски – Пудлака – редкое рецессивное наследственное заболевание, при котором в костном мозге накапливается другой вид клеточного мусора, больше похожий на кусочки вощеной бумаги. Кроме того, один из предков Наполеона был альбиносом с очень светлой кожей, светлыми волосами и светлыми глазами, а синдром Германски – Пудлака может проявляться таким образом.

Тем не менее Наполеону не сделали генетический анализ на синдром Германски – Пудлака, потому что эти анализы не оплачивались его медицинской страховкой. Почему? Синдром Германски – Пудлака не считается страховым случаем, поскольку для него нет лечения. Компания заявила, что, хотя результаты анализа помогут Наполеону узнать о своем будущем и будущем его семьи, они практически никак не повлияют на медицинский уход за ним{2}.

Мы попытались опротестовать это решение. Я лично встретился с врачом, работавшим в страховой компании, обслуживающей Наполеона, чтобы обсудить этот случай. Я рассказал ему историю и наши выводы, но страховщик нам отказал, найдя вежливый способ назвать меня ученым-выскочкой, который заказывает слишком много тестов для своих пациентов, – «доктор Дон Кихот», один из тех, которые гоняются за диагностическими «ветряными мельницами» и разоряют нашу систему здравоохранения (однако при этом не упомянул стоимость страховых взносов). Мы безуспешно пытались найти исследовательскую лабораторию, которая заинтересовалась бы изучением тромбоцитов Наполеона с помощью электронной микроскопии: так тоже можно было бы поставить диагноз, не платя за обследование. Клинические исследования с бесплатным генетическим анализом встречаются очень редко, и, думаю, вам бы не хотелось, чтобы врачи считали вас настолько интересным случаем.

Не только селезенка, но и печень Наполеона была увеличена. Его мать и брат страдали от болезни Паркинсона, и это повышало вероятность того, что у Наполеона болезнь Гоше. (Считается, что болезнь Гоше может вызывать паркинсонизм, потому что «скомканная бумага» откладывается в микроглии – макрофагах нервной системы.) Чтобы попытаться разобраться в симптомах Наполеона, его направили к гастроэнтерологу, и он сосредоточил внимание на печени, которая настолько увеличилась, что заняла почти весь живот и почти касалась селезенки. Печень не разорвется так же легко, как нежная селезенка. Это позволяло безопасно провести любые инвазивные процедуры, которые помогли бы подтвердить или опровергнуть наличие возможных заболеваний. Мы подозревали еще одну наследственную болезнь – гемохроматоз, когда железо в опасных количествах накапливается в печени и других органах.

Гастроэнтеролог провел биопсию печени. Это было что-то вроде диагностического подбрасывания монеты. Если бы выпал «орел», мы нашли бы накопление восковидного мусора в печени, как при болезни Германски – Пудлака. Если «решка» – мы бы нашли белые пенистые макрофаги, указывающие на болезнь Гоше. Если бы монета легла на ребро, нужно было бы начинать все с нуля.

Под микроскопом клетки печени Наполеона выглядели сильно поврежденными. Некоторые из них были замещены липкими белково-углеводными волокнами, которые играют в нашем организме роль изоленты. Врачи называют это научным термином фиброз. Патолог не смог сказать, было ли это последствием воздействия какого-то токсина (например, химических веществ на работе) или же причина была генетическая. Таким образом, результаты оказались весьма неопределенными.

Но был еще один важный аспект, на который обратил внимание патолог: в печени присутствовали пенистые макрофаги, характерные для болезни Гоше, и это навело нас на точный диагноз.

Поскольку для этого диагноза существовало лечение, страховая компания согласилась оплатить «доктору Дон Кихоту» генетическое исследование Наполеона для подтверждения болезни Гоше. Мы взяли кровь и отправили в лабораторию проверить ген GBA. Там призвали на помощь генетического «ученика чародея» – так мы называем полимеразную цепную реакцию (ПЦР), чтобы сделать миллион копий GBA гена Наполеона. ПЦР была разработана в 1983 г. Кэри Муллисом и Майклом Смитом с коллегами. При высокой температуре двойная спираль ДНК разрушается. Затем при понижении температуры однонитевые праймеры (маленькие синтезированные фрагменты ДНК, взаимодополняющие определенные области генома) ищут и находят участок с подходящей для них последовательностью нуклеотидов. Очищенный фермент, называемый ДНК-полимераза, добавляет новые элементы (А, Ц, Т и Г) к концам праймеров, и генетическая последовательность образца реплицируется. Этот цикл повторяется много раз, и только что синтезированные фрагменты сами становятся матрицами для синтеза, поэтому процесс усиливается в геометрической прогрессии, как при расщеплении атомов.

На следующем этапе ДНК секвенируют – это повторение процесса синтеза, но теперь есть А, Ц, Т и Г, окрашенные специальной флуоресцирующей меткой, которая реагирует на свет аргона, показывая, где какой нуклеотид. В конце концов секвенатор ДНК, анализируя огромное множество нуклеотидных последовательностей, определяет, где находится каждый фрагмент этой мозаики, и мы получаем ответ.

В случае с Наполеоном мы нашли мутацию, которую искали. У него было две копии мутировавшего гена, который его родители получили, вероятно, от общего дальнего предка, поскольку их семьи жили на одном и том же острове в Карибском море. Произошла замена только одной из 536 аминокислот в белке GBA, но этого оказалось достаточно, чтобы Наполеон тяжело заболел.

Эта мутация в GBA уже неоднократно обнаруживалась прежде. Известно, что впервые она появилась около 50 поколений назад, в период Раннего Средневековья, у человека, который был евреем по национальности. Происхождение этой мутации легко проследить до того времени, анализируя аллели этого гена у разных этнических групп сегодня. Каждый раз, когда сперматозоид и яйцеклетка сливаются, родительские геномы объединяются и перемешиваются. Изучив нынешние аллели и насколько эти аллели различаются у разных этнических групп, мы можем определить историю той или иной мутации. В настоящее время эта мутация, вызывающая болезнь Гоше, распространилась по всему миру и чаще всего (но не всегда) встречается у евреев.

Если мутация возникает у человека, принадлежащего к определенной этнической группе, в которой принято вступать в брак внутри этой группы – как, например, у евреев, – мутация будет распространятся внутри группы. Это иногда называют эффектом основателя.

Мутации в других генах, например в гене BRCA1, связанном с риском рака молочной железы, про который мы поговорим позднее, часто встречаются как у евреев, так и у некоторых людей испанского происхождения, которые, предположительно, могут быть потомками одного конверсо. Конверсо – это евреи, которые были вынуждены перейти в католицизм во время Испанской инквизиции в XVI в., спасаясь от аутодафе. Таким образом, можно предположить, что у Наполеона был дальний предок с такой мутацией, который бежал на Карибские острова в Новом Свете и передал мутацию своим детям. Она передавалась из поколения в поколение, пока двое его потомков не нашли друг друга и не стали счастливыми родителями Наполеона.

Однако есть вероятность, что такая же мутация возникла в семье Наполеона случайно, не связанная ни с каким конверсо. Независимо от произошедшего много веков назад по случайному совпадению поменялась та же аминокислота, и активности белка хватило, чтобы носители гена выжили.

Мутация, которая была обнаружена у Наполеона, частично препятствует GBA производить «уборку» организма. Ни у людей, ни у животных не было найдено такой мутации GBA, которая бы полностью выключала работу этого белка, но позволяла носителю выжить. Следовательно, полная утрата работоспособности GBA несовместима с жизнью.

Теперь, когда диагноз прояснился, Наполеон начал лечиться. Принцип лечения болезни Гоше понятен каждому, кому доводилось наводить чистоту в доме. Если в гене GBA есть мутация и синтезируемый белок неспособен в полной мере заниматься уборкой, вы получаете помощника – молекулярную горничную. Вы приглашаете работников с навыками белка GBA, которые помогут избавиться от скомканной бумаги, скопившейся в клетках.

Изготовление белка GBA для пациентов с болезнью Гоше – биотехнический эквивалент высокого кулинарного искусства с бюджетом более $400 000 в год. Его приготовление похоже на приготовление клеточного рагу в огромных емкостях. Хотя обычно его делают из животных клеток, есть вегетарианская версия белка GBA, полученного из моркови. Когда «рагу Гоше» готово, его отжимают и процеживают так, чтобы остался только GBA. Если использовать только немодифицированный GBA, то около 95 % белка не попадет в макрофаги, которые в нем нуждаются. В процессе подготовки GBA покрывают специальными сахарами, к которым у макрофагов есть особые рецепторы, чтобы макрофаги их съели; кроме того, добавляют и некоторые другие ингредиенты, включая антиоксиданты, консерванты и стабилизаторы, которые, кстати, содержатся еще и в чипсах. Потом вы вводите эту смесь в кровь, и ее поедают макрофаги в селезенке, костном мозге и в других органах, где она нужна. GBA – белок очень трудолюбивый, поэтому достаточно восстановить всего 10 % GBA, чтобы обеспечить работу клетки.

Наполеону начали колоть заменитель GBA каждые две недели – в этом случае заменитель был сделан с помощью клонированного гена в клетках животных, а не моркови. Поскольку имелся однозначный результат генетической диагностики, а медицинская литература отлично подтверждала преимущества метода, страховая компания не стала возражать против дорогостоящей ферментозаместительной терапии. Молекулярная горничная начала уборку мусора, который накапливался в организме с самого рождения. За несколько месяцев миллионы крошечных вспененных вакуолей, загромождавших его костный мозг, печень и селезенку, были переварены макрофагами.

Сейчас Наполеон чувствует себя лучше. Его боль утихла, да и анализ крови улучшился. Он перестал страдать от загадочного хронического заболевания, которое может лишить его жизни или средств к существованию или (что еще хуже) заставить замирать от страха за свое будущее, в котором могли бы возникнуть множественные миеломы, болезнь Паркинсона и пр. Теперь Наполеон мало чем отличается от тысяч других людей, которых он встречает каждый день по дороге в больницу. Сейчас у него гораздо больше сил для игр со своими детьми. Будем надеяться, что генетический риск внезапной смерти от внутреннего кровотечения для него в прошлом. Лечение болезни Гоше очень недешево. В целом ежегодно на один препарат для лечения только этого наследственного заболевания тратится сумма всего в три раза меньшая, чем весь бюджет проекта «Геном человека». Сейчас в мире около 10 000 пациентов с болезнью Гоше. Около 5000 получают ферментозаместительную терапию, большинство из них платят за лечение меньше $400 000. Примерно 10 % – в большинстве своем это люди, живущие за пределами США, – платят очень мало или вообще ничего.

Почему это лечение так дорого? Отчасти годовые затраты, превышающие стоимость автомобиля Maserati, это результат принятого правительством США в 1983 г. «Закона об орфанных препаратах»{3}. Этот закон периода администрации Рейгана должен был стимулировать фармацевтические компании к созданию лекарств от редких заболеваний, таких как болезнь Гоше, подвесив у них перед носом «финансовую морковку», в частности разрешив назначать любую цену на одобренный препарат в течение первых семи лет (кроме того, несколько лет добавляют неизбежные юридические проволочки). Закон запрещает выпуск конкурирующего препарата для той же болезни, если только не доказано превосходство этого препарата над уже утвержденным.

Тогда думали, что без этих стимулов фармацевтические компании не будут тратить деньги на исследования лекарств от редких заболеваний. Как правило, запуск на рынок нового препарата в бюрократизированном, регулируемом и любящем судебные разбирательства западном обществе – это длительное, сложное и рискованное бизнес-начинание. И его стоимость в XXI в. превышает $1 млрд.

Сейчас есть по крайней мере четыре компании, производящие лекарство от болезни Гоше, однако, как ни странно, цена его не слишком падает. При нынешнем объеме норм, правил и законов генетическая медицина стоит недешево. Но и невозможность вылечить пациентов тоже обходится очень дорого. Без лечения многие пациенты с болезнью Гоше, в отличие от Наполеона, будут многократно госпитализированы, прооперированы, пройдут процедуры, не смогут работать и приносить какую-либо пользу обществу.

Почему на сегодняшний день существует лечение только для очень небольшого числа наследственных заболеваний, несмотря на то что мы сделали большой рывок в области изучения генома? При болезни Гоше и некоторых других, влияющих на «уборку» в клетках, чтобы модифицированный лечебный препарат начал работать, он должен быть введен в кровь и добраться до места с нужным типом клеток. К сожалению, при большинстве генетических заболеваний сделать это не удается. Фактически многие из них считаются неизлечимыми, что означает, что мы не настолько умны (пока), чтобы точно доставить «по адресу» действующую молекулу для устранения проблемы, не оказав вредного влияния на другие органы.

Многие генетические заболевания вызваны мутациями в нескольких генах, а не только в одном, и поэтому их нельзя эффективно вылечить. Научный язык называет их «сложными признаками». К их числу относятся любые измеряемые характеристики человека, которые не укладываются в простую систему доминантного и рецессивного наследования, изучаемую студентами-медиками. Там может участвовать несколько генов, мутации в которых взаимодействуют друг с другом дьявольски сложными путями, вызывая заболевания. Кроме того, может влиять жизненный опыт и условия среды. Часто такими заболеваниями занимаются не генетики, а другие специалисты. Яркий пример такого сложного признака – ожирение.

Когда много лет назад я учился на психиатрическом отделении, пожилой врач признался мне, что никогда не будет нанимать на работу людей с ожирением, потому что, дескать, у них «не хватает силы воли». Подобная психодинамическая точка зрения, скажем прямо – «ожирение в мозгах», сегодня кардинально изменилась, потому что выяснилось, что это целая группа заболеваний физиологического и неврологического происхождения, а не просто проявление недостаточной силы воли или психологическое нарушение.

Говоря простыми словами, ожирение – это набор заболеваний с общей чертой: накоплением жира в организме, которое может привести к сокращению продолжительности жизни{4}. С медицинской точки зрения человек страдает ожирением, если индекс массы тела (масса тела в кг, деленная на квадрат роста в кв. м) больше 30. Хотя человеческий генофонд за последние десятилетия не очень поменялся, количество людей с ожирением во многих странах резко возросло.

Есть несколько «простых» одиночных мутаций, которые могут привести к сильному ожирению. Однако считается, что чаще всего оно возникает из-за взаимодействия сотен мутаций в десятках различных генов{5}, доступности разных типов пищи и низкого уровня ежедневной активности. Генетические мутации могут влиять на эффективность обмена веществ, то есть сжигания калорий, способность мозга регулировать аппетит, эффективность усвоения пищи, психологическое состояние, уровень тироидных гормонов и множество других важных биологических механизмов. Имеются даже данные о том, что определенные мутации могут влиять на пищевые предпочтения, например любовь к жареной еде. У нас также есть доказательства того, что некоторые мутации, найденные на разных континентах, влияют на ожирение нынешнего поколения не так, как на поколение наших прадедов, когда образ жизни был более активным (хождение пешком вместо езды на машине, работа на ферме вместо сидения в офисе) и воздействия окружающей среды были иными.

Есть несколько утвержденных препаратов для снижения веса, но большинству людей они помогают относительно слабо и могут быть использованы только как дополнение к диете и упражнениям.

Сложные признаки – большая проблема для фармацевтической промышленности. В настоящее время к изготовлению лекарств мы подходим как охотники, которые едут на сафари с крупнокалиберной винтовкой, чтобы поразить большую цель, скажем, тигра. Большинство компаний направляют свои усилия на крупные, очевидные цели, которые с помощью современных технологий могут быть достигнуты и превращены в «охотничий трофей», составляющий более $5 млрд ежегодно.

Однако генетические заболевания со сложным наследованием – другой тип мишени. Они больше похожи на пчелиный рой. Не важно, насколько точно бьет винтовка, выстрелы пулями в рой пчел не принесут пользы. Чтобы сделать неизлечимые заболевания со сложным наследованием излечимыми, необходимы совершенно другие фармакологические подходы (что-то вроде дыма или инсектицида вместо пуль). Может быть, надо использовать разнообразные лекарства, одновременно влияющие на несколько основных узких мест, новые технологии для регулирования включения и выключения генов, нанороботов, патрулирующих кровеносные сосуды, или другие, пока еще не созданные технологии.

Да, возможность влиять на сложные признаки обязательно придет, но мы пока не знаем когда. Наши достижения в области геномики вселяют в меня надежду, что будущее прольет свет на заболевания, которые сегодня являются медицинским аналогом темной материи. Сто лет назад «французская болезнь» была неизлечима. Сегодня если мы приглядимся, то увидим будущее, в котором большинство наследственных заболеваний, и в том числе сложные признаки, будут легко лечиться.