«Эффект снежного кома»

Константин Северинов, доктор биологических наук, профессор, научный руководитель Национальной генетической инициативы «100 000 + Я», о том, зачем нужна база генетических данных россиян, в интервью корреспонденту «Ведомости. Устойчивое развитие» Валерии Лисицкой.

– Дмитрий Менделеев говорил: «Широко простирает химия руки свои в дела человеческие». Но это было в конце XIX – начале XX века. А в ближайшем будущем науки о жизни, особенно генетика, будут оказывать наибольшее влияние на то, как мы живем. Развитие медицины и развитие сельского хозяйства, биобезопасность в широком смысле оказываются завязаны на новейшие достижения генетики.

В рамках Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий (ФНТП) мы занимаемся полногеномным секвенированием россиян, т. е. прочтением всей генетической информации, которую заложили в нас родители. Целью нашего исследования является создание первой в нашей стране национальной базы генетических данных 100 000 россиян и анализ полученной информации.

– Наш геном – это очень-очень длинный текст. Он состоит из 6 млрд «букв» – знаменитых A, G, C и T, нанизанных на двойную спираль ДНК. 6 млрд букв – это очень много. Для сравнения: в романе «Война и мир» Льва Толстого около 3 млн букв.

Некоторые изменения букв в последовательности ДНК – то, что ученые называют мутациями, – могут приводить к развитию заболеваний. На основе анализа генетических текстов, сравнения геномов разных людей можно выявлять генетические причины заболеваний. Сравнение полногеномных последовательностей ДНК – то, чем мы занимаемся в рамках нашего исследования, – по сути, очень простое действие: вы сравниваете два генетических текста и находите какие-то изменения, которые характерны для больных и отсутствуют у здоровых. Такой анализ геномных последовательностей позволил за последние 20 лет увеличить количество диагностируемых генетических болезней с нескольких десятков до нескольких тысяч. И этот список продолжает расти. Ведь эта наука очень молодая: первый полный геном человека был определен чуть более 20 лет назад, и сейчас идет этап стремительного накопления новых данных.

Точный, объективный диагноз – это необходимый шаг для разработки действенных методов лечения. Так, буквально до недавних пор единственное, что можно было сделать с раком, после того как он диагностирован, – это позвать хирурга, попытаться опухоль вырезать и дальше надеяться на лучшее. Но теперь путем секвенирования, т. е. определения последовательности ДНК опухолевых клеток, можно точно определить природу заболевания и выбрать наиболее перспективную стратегию терапии, оптимальные лекарства.

Поскольку вся идея этого анализа основана на сравнении генетических текстов, недостаточно иметь последовательность ДНК генома одного человека. Во многих странах созданы огромные базы данных, где хранится индивидуальная генетическая информация отдельных людей. Эти базы постоянно растут. Информация, которая в них хранится, деперсонифицирована, но содержит медицинские данные. Это позволяет биоинформатикам анализировать, сравнивать данные здоровых и не очень здоровых людей и выявлять те отличия в ДНК, которые характерны для больных. Фактически речь идет о предсказаниях того, что для людей с тем или иным заболеванием характерно определенное изменение в ДНК.

– Причина связана с масштабом генетических различий между людьми. Мы отличаемся друг от друга в среднем на одну букву ДНК из тысячи. Так как всего у нас 6 млрд букв, где записано, что вы – это вы, а я – это я, то каждый из нас отличается в среднем на 6 млн позиций. Это не делает нас лучше или хуже, это просто делает нас разными, даже богаче в некотором смысле, потому что индивидуальность – это всегда богатство.

У представителей конкретных групп, этносов, связанных общим происхождением, в целом больше общих «опечаток», по сравнению с представителями других групп. Такой своеобразный общий генетический фон. Оказывается, этот фон влияет на то, как именно ведут себя мутации, ответственные за проявление конкретных болезней. Это хорошо видно в США, где по очевидным историческим и политическим причинам охват полногеномным секвенированием сильно не в пользу афроамериканцев. Как следствие, эффективность лечения подавляющего большинства раков у афроамериканцев гораздо хуже просто потому, что они гораздо меньше исследованы с точки зрения генетического разнообразия.

В идеале имело бы смысл создать так называемые геномы сравнения – геномы условно здоровых людей – для представителей всех национальностей, которые живут у нас в стране. Потому что сравнение именно с такими геномами позволит наиболее точно делать предсказания и давать рекомендации для конкретных пациентов. Но чтобы это сделать, нужно определить последовательности геномов большого количества здоровых людей этих национальностей. И, собственно, это является одной из основных целей нашей работы.

– Я бы рассматривал базу, которую мы создаем, как задел на будущее. Прогресс не остановить, и очень скоро у каждого новорожденного будет браться образец крови и определяться геном. Неизбежно в будущем медицинское обслуживание населения, в том числе через ОМС, будет включать в себя определение геномных последовательностей. Это станет рутинным инструментом для принятия медицинских решений в ходе всей жизни человека – при диагностике, выборе лекарств, планировании семьи и т. д.

– Да, в значительной степени эта работа на будущее, мы не медицинская организация и все участники проекта – добровольцы. Но, конечно, мы стараемся быть полезными людям здесь и сейчас. Мы сотрудничаем с рядом медицинских организаций, в частности с Центром Димы Рогачева. Это огромный федеральный научно-медицинский центр, где лечатся тысячи детей со всей страны с иммунодефицитами и другими заболеваниями крови. Мы определяем последовательности ДНК маленьких пациентов, которым врачи не могут поставить диагноз доступными им методами. Буквально неделю назад врачи, используя наши данные, смогли поставить точный диагноз генетических заболеваний четырем пациентам. Когда они нам это рассказали, сотрудники лаборатории буквально прыгали от радости: их работа действительно повлияла на чью-то жизнь. Так что, с одной стороны, у нас идет работа по созданию базы – это мы делаем для всех и на будущее. Но параллельно с этим мы уже сегодня приносим пользу конкретным людям. Можно рассуждать, много это или мало – четыре ребенка. Но это точно очень важно для них и их родителей, и это только начало нашей работы, таких случаев будут сотни.

– Если бы меня спросили об этом, например, в 2018 г., я бы сказал: при чем здесь вообще госкорпорация, и тем более «Роснефть»? Есть Академия наук, есть университеты, пусть ученые сами во всем разберутся. Я совершенно поменял свое мнение сейчас. Речь идет об очень большом, сложном проекте странового масштаба. И, на мой взгляд, ни Академия наук, ни один из университетов сами по себе не смогли бы это сделать. Тот факт, что есть организация с огромным экономическим и политическим весом, которая готова в это вложиться, позволяет сделать самый важный первый шаг, создать задел, национальную базу, которая в будущем будет расти и за счет участия других игроков. Это будет эффект снежного кома, от которого мы все выиграем.

– Да, я убежден, что генетика – наука XXI века. Атомная энергетика, компьютеры и прочие технологии позволяют нам жить лучше. Но они не обязательно позволяют нам жить здоровее. Знать о том, что мы являемся носителями большого количества генетических заболеваний, может быть неприятно, но полезно. Потому что именно это знание в итоге позволит нам разработать методы лечения многих болезней, в частности различных видов рака, которые имеют генетическую природу. В конечном счете мы придем к геномной медицине. Не нужно быть большим ученым, чтобы осознать, что если какое-то изменение в генетическом тексте приводит к заболеванию, например к тому, что клетка становится злокачественной, то, наверное, можно этот генетический текст поменять, исправить его и таким образом устранить первопричину заболевания. Знаете, как на старой пишущей машинке: если вы сделали опечатку, то можно неправильную букву забелить и поставить правильную. Методы современной генетики позволяют это сделать. Такого рода технологии вкупе с доступностью генетической информации для каждого человека и дальнейшим развитием науки окажут огромное влияние на человечество уже в обозримом будущем.