Генетический анализ поможет предупредить многие опасные заболевания у будущего ребенка.
Фото: Shutterstock
В России приступили к масштабной работе: проект «100 000+Я» должен создать базу данных, в которой будут храниться полные геномы ста тысяч россиян. Заниматься этим будет специально созданный Центр полногеномного секвенирования. Зачем это было необходимо и как знание генома уже сейчас помогает лечению людей, нам рассказал один из ведущих ученых в области молекулярной биологии, доктор биологических наук, руководитель проекта, профессор Константин Северинов.
Константин Северинов.
Проект «100 000+Я» должен набрать самую масштабную базу геномов в стране к концу следующего года. В нее войдут генетические данные 70 тысяч здоровых добровольцев из числа работников ПАО «НК «Роснефть» и для сравнения - 30 тысяч пациентов больниц. Геномы будут секвенированы (расшифрованы), чтобы можно было их сравнить.
- Зачем это нужно? Многие заболевания имеют генетическую природу. Определив «поломку» гена, изменение в ДНК, которое характерно для людей с определенным заболеванием и не встречается у здоровых людей, мы получаем возможность постановки точного молекулярного диагноза, - говорит Константин Северинов. - У людей с одинаковым, с точки зрения врача-клинициста, заболеванием, например, лейкозом или первичным иммунодефицитом, могут быть разные молекулярные причины болезни: изменены разные гены или один и тот же ген, но в разных местах. Оказывается, выбор наиболее эффективного лекарства сильно зависит от того, какая молекулярная природа у конкретного заболевания. То есть диагноз, полученный на основании анализа геномной информации, позволяет выбрать самую эффективную терапию.
Геном у каждого человека уникален, но мы все варианты одного и того же генетического «текста». Так как этот текст очень длинный - более 6 миллиардов «букв» ДНК, то и отличий в геномах тоже много.
! В среднем каждый человек отличается от другого по нескольким миллионам позиций генома.
Большинство этих изменений совершенно безобидны, но во многом определяют нашу индивидуальность, например, то, как мы выглядим. Некоторые отличия увеличивают риски генетических заболеваний, например, отдельных видов рака. Другие - это причина серьезных заболеваний, таких как муковисцидоз, гемофилия и, к сожалению, многих других.
- К нашим партнерам, например, в Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева или в Медико-генетический научный центр им. академика Бочкова, приходят пациенты, которым требуется установить диагноз, найти генетические поломки, ответственные за заболевание. Обычно для этого используются так называемые генетические панели, которые позволяют определить уже известные изменения в ДНК, ответственные за то или иное заболевание. К сожалению, практика показывает, что существующие генетические диагностические панели работают лишь в половине случаев. То есть для половины пациентов, а в масштабе страны это многие тысячи людей, заболевание есть, но изменений в генах обнаружить не удается, - говорит Константин Северинов.
Почему так? Дело в том, что наши знания о реальном разнообразии изменений в геноме человека, а вернее, всего человечества, очень неполные. Поэтому искать только «под фонарем», то есть использовать базы данных уже известных изменений ДНК, вызывающих болезни, дело не очень перспективное.
Некоторые изменения, вызывающие генетические заболевания, более характерны для представителей одного этноса, чем для другого. Например, гены, поломки которых ответственны за развитие рака груди, известны довольно хорошо. Они были установлены в течение последних десятилетий, в основном на выборках пациенток Западной Европы и США. Эта «карта» хорошо работает для славянок, но, к сожалению, гораздо хуже для татарок. Не потому, что татарки не болеют раком груди, а потому, что у них к заболеванию приводят другие варианты генов, которые плохо или совсем не изучены.
Более широкий охват «генной этнографией» народов России позволит расширить знания об изменениях ДНК, приводящих к заболеваниям и характерных для определенных народов. По опыту других стран более точная диагностика и основанный на ней подбор персонализированных лекарств существенно увеличивает ожидаемую продолжительность жизни пациентов.
Еще одно важное практическое применения геномной информации связано с планированием семьи, то есть здоровьем будущих поколений.
- У каждого из нас есть две копии каждого гена: одна - от мамы и одна - от папы. У здоровых людей - обе копии конкретного гена - без поломок. У носителей заболевания - копия какого-то одного гена, так скажем, «испорчена», а другая - нормальная, и она работает за двоих. Такой человек не болеет, но является носителями изменения в ДНК, приводящего к генетическому заболеванию. Например, внешне совершенно здоровый человек может быть носителем изменения (мутации) в гене под названием CFTR, приводящего к неизлечимому генетическому заболеванию муковисцидоз (поражает в основном легкие, но также поджелудочную железу, печень, почки и кишечник. - Ред.). И вот он решает завести ребенка. И случайно оказывается, что его партнер - тоже носитель мутации, приводящей к муковисцидозу. Конечно, партнер про это не знает, ведь есть же и нормальная копия гена.
По закону Менделя, который мы все проходили в школе, статистически каждый четвертый ребенок такой пары получит нерабочие копии гена CFTR от каждого родителя, и у него будет муковисцидоз. Это тяжелая болезнь, в России средняя продолжительность жизни больных составляет лишь 30 лет. И таких людей в стране около 4000 человек. Подобных «простых» генетических недугов более 8 тысяч, и каждый человек является носителем десятков мутаций, приводящих к болезням. В некотором смысле, когда мы заводим детей, мы играем в рулетку. Если наш партнер является носителем поломок в тех же генах, что и мы сами, высока вероятность рождения больного ребенка.
- Я далек от того, чтобы предлагать выбирать себе пару только на основании «генетической совместимости». Однако знание своего генома и, следовательно, носительства мутаций позволит будущим родителям или осознанно пойти на риск, или исключить его с помощью экстракорпорального оплодотворения и отбора здоровых эмбрионов, - говорит наш эксперт.
ВОПРОС - РЕБРОМ
И все же возможности генетики хоть и велики, но не безграничны. «Вывести» когорту абсолютно идеальных, 100 процентов здоровых физически и ментально людей не получится, да и не этично.
- Все вопросы улучшения человека и «человеческой породы» не имеют отношения к тому, что мы делаем, - говорит Константин Северинов. - Генов для «улучшения» человека, что бы это ни значило, не существует. Цель медицинской генетики гораздо проще, она призвана помогать бороться с тяжелыми заболеваниями, отклонениями от нормы, а не улучшением нормы. Сравните два одинаковых самолета. Один летает, другой нет. Скрупулезное сравнение поможет вам в конечном счете выявить испорченную или недостающую деталь у нелетающей машины. Заменив или починив эту деталь, мы можем надеяться, что самолет полетит, то есть придет в норму. Именно так работают медицинские генетики. Они выявляют генетические поломки и совместно с врачами ищут пути их исправления, например, с помощью лекарств. Теперь представьте, что у вас есть кукурузник и вы думаете, как бы сделать из него сверхзвуковой самолет. Очевидно, что задача не решается, замени ты хоть сто деталей.
Геном - это визитная карточка медицинских рисков человека. Технологии прочтения геномов стремительно развиваются. Сейчас расшифровать один геном стоит примерно тысячу долларов, но в недалеком будущем этот анализ станет дешевле, станет рутинным медицинским анализом, результаты которого будут использоваться в повседневной медицине, надеется наш эксперт.