Наступающий ХХI век многие провозглашают веком генетики. Современную генетику, изучающую химические механизмы наследственности, называют молекулярной геномикой. Сегодня молекулярная геномика _ приоритетное направление научных исследований. Она влияет на развитие науки в целом и здравоохранения и медицины в частности. Молекулярная геномика создала предпосылки решения таких ключевых вопросов современной науки, как происхождение человека (филогенез), возникновение рас и наций, пути их расселения по планете (этногенез), развитие организма из одной единственной клетки (онтогенез), проблема клонирования млекопитающих и человека. "Генетизация" общества происходит буквально на наших глазах. А это, в свою очередь, не может не привести к качественным изменениям и в медицинской науке: в ней наступает эпоха молекуляр ной медицины. Что же такое молекулярная медицина? Это - диагностика, лечение и профилактика наследственных и ненаследственных болезней на генном уровне.
ЧЕМ МОЛЕКУЛЯРНАЯ МЕДИЦИНА ОТЛИЧАЕТСЯ ОТ ОБЫЧНОЙ?
Уже в подходе к постановке диагноза молекулярная медицина принципиально отличается от обычной. Главный вопрос традиционной медицины: "Чем вы болеете?", а молекулярной: "Чем вы можете заболеть при вашем геноме?". То есть молекулярная медицина выявляет генетическую предрасположенность человека к различным болезням.
Следующая отличительная черта молекулярной медицины - лечение заболеваний (как наследственной, так и ненаследственной природы) проводится на генном уровне. В качестве лекарственного препарата выступают гены (точнее _ специальные генетические конструкции). Генная терапия не просто устраняет определенные симптомы заболевания, а корректирует функции клеток и организма в целом. Её терапевтический эффект может достигаться различными путями: замена "больного" гена на "здоровый", направленная коррекция структуры и, соответственно, функции "больного" гена, частичное или полное подавление "больного" гена.
И, наконец, еще один важный принцип молекулярной медицины: любое медикаментозное лечение должно подбираться строго индивидуально, учитывая особенности генома больного. Оно должно подгоняться под пациента, как костюм под заказчика. Этим занимается недавно возникшая наука - фармакогенетика.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕНОВ НАСЛЕДСТВЕННЫХ И НЕНАСЛЕДСТВЕННЫХ БОЛЕЗНЕЙ
Уже сегодня практическое применение молекулярной медицины весьма разнообразно. Это - и молекулярная диагностика наследственных заболеваний на любой стадии развития организма, в том числе и до рождения (пренатальная диагностика), и определение генов предрасположенности к некоторым распространенным болезням, и геномная "дактилоскопия" - точная идентификация личности на основе анализа особенностей структуры его генома (именно этот метод был с успехом применен при генетическом анализе останков царской семьи).
В геноме человека насчитывается 35-50 тысяч различных генов, изменения в некоторых из них приводят к нескольким тысячам наследственных болезней. Гены практически всех наиболее частых (около 320) и сравнительно редких (около 170) наследственных болезней уже известны. Методы их обнаружения достаточно просты и универсальны и поэтому широко применяются в медицине.
Выявление генов наследственных болезней на ранних сроках беременности (с десятой недели) позволяет предотвратить рождение больного ребенка. Впервые в нашей стране внутриутробный диагноз (гемофилия - несвертываемость крови) был поставлен в 1989 году в Санкт-Петербурге в Институте акушерства и гинекологии имени Д. О. Отта. Затем здесь же впервые в России пренатальная диагностика позволила выявить также такие тяжелейшие генные патологии, как муковисцидоз, миодистрофия Дюшенна, фенилкетонурия, синдром ломкой Х-хромосомы.
Прекращение беременности - хотя и эффективный, но достаточно грубый способ охраны генофонда и здоровья живущего поколения. Поэтому значительно более привлекательным представляется выявление бессимптомных взрослых носителей того или иного наследственного заболевания. Обязанность врача - предупредить такого человека о вероятности рождения у него больного ребенка и оценить степень риска.
Сейчас у нас в стране можно определить около 40 наиболее тяжелых наследственных болезней. Молекулярная диагностика генов наследственных болезней проводится в НИИ акушерства и гинекологии в Санкт-Петербурге, в Научном центре медицинской генетики и Институте неврологии РАМН в Москве, в Институте биохимии и генетики научного центра РАН в Уфе, в Институте медицинской генетики в Томске и в Медико-генетическом центре в Новосибирске.
Методы молекулярной диагностики позволяют выявить не только гены наследственных болезней, но и гены предрасположенности к тому или иному заболеванию. Среди болезней, вызванных наличием в геноме генов предрасположенности, различают заболевания "с поздним началом" и мультифакториаль ные болезни. Заболевания с "поздним началом" (например, рак молочной железы, хорея Гентингтона, болезнь Альцгеймера, семейный полипозный рак толстого кишечника, ряд нейродегенеративных заболеваний) генетически могут быть обнаружены уже при рождении ребенка, однако видимые симптомы развиваются в более позднем возрасте. Мультифакториальные болезни (например, диабет, гипертония, атеросклероз, некоторые онкологические заболевания) также определяются при рождении, но проявляют ся только при неблагоприятных внешних факторах.
И в том и в другом случае молекулярная диагностика дает возможность врачу поставить диагноз задолго до появления симптомов болезни и, если это возможно, заблаговременно принять профилактические меры или начать лечение.
У нас в институте, взяв у пациента лишь одну каплю крови, ученые-медики могут определить изменения более чем в десяти генах предрасположенности. В частности, с помощью такого анализа можно абсолютно достоверно установить склонность человека к раку легких, раку простаты, эндометриозу, астме, остеопорозу.
Гены предрасположенности - объект исследования многих научных групп по всей России. Так, в Санкт-Петербурге на кафедре медицинской генетики Педиатрической академии активно изучаются гены предрасположенности к тромбофилии, варикозному расширению вен, сердечно-сосудистым заболеваниям, диабету, атеросклерозу; в Институте экспериментальной медицины РАМН исследуются гены гиперхолестеринемии, приводящие к атеросклерозу и хроническим заболеваниям легких и печени, а в НИИ онкологии имени профессора Н. Н. Петрова - гены предрасположенности к опухолям легких и молочной железы. Работы по этой тематике проводятся в Москве: во Всероссийском кардиологическом центре РАМН, в Институте молекулярной генетики РАН и во Всероссийском онкологическом центре РАМН, а также в Томске - в Институте медицинской генетики.
Молекулярная геномика уже применяется в Европе и Соединенных Штатах для решения разнообразных задач медицины и медицинской генетики. Например, в Великобритании созданы инфомационные центры, и каждый, позвонивший туда, может получить консультацию по любым вопросам, касающимся своей наследственности и генетической предрасположенности к различным заболеваниям. Во Франции создана и используется на практике компьютерная экспертная система Сезам (SESAM - Systeme Expert Specialisee aux Analyses Medicales) для определения склонности человека к различным заболеваниям. Она включает собственно экспертную систему оценки риска возникновения заболевания, основанную на многочисленных лабораторных (иммунологических, биохимических, серологических и генетических) тестах (более 80), программу для обучения врачей основам молекулярной медицины, медицинское консультирование по результатам лабораторных тестов и популярный справочник для населения. Программа прекрасно зарекомендовала себя во Франции, и хочется верить, что российские медики в недалеком будущем тоже смогут ее использовать.
ГЕННАЯ ТЕРАПИЯ
В настоящее время в мире около 400 проектов по генной терапии находятся на различных стадиях клинических испытаний: 261 из них проходит первую стадию (оценка токсичности), 133 - вторую (испытание на небольшой группе тяжелобольных пациентов) и только 3 проекта (два по лечению рака мозга и один по гемофилии) - на заключительной третьей стадии (масштабные клинические испытания). Пока генная терапия применяется в основном в онкологии (более 60% проектов). Примерно по 15% приходится на генную терапию инфекционных (СПИД, гепатит В, туберкулез) и моногенных заболеваний (муковисцидоз, семейная гиперхолестеринемия, мукополисахаридозы, гемофилия А и др.).
Методы генной терапии позволяют лечить различные генетические патологии в период внутриутробно го развития. Введенный ген или генная конструкция попадает во множество интенсивно делящихся клеток, предотвращая начало развития заболевания. После такой терапии нет необходимости искусствен ного прерывания беременности - ребенок рождается здоровым. Но тем не менее вопрос о ее целесообразности поднимается все чаще и чаще - теоретически существует опасность внедрения искусствен ных генных конструкций в геном половых клеток, что может привести к "засорению" генофонда.
Генная терапия успешно применяется для лечения не только наследственных, но и значительно более распространенных мультифакториальных болезней (диабет, остеопороз, ревматоидный артрит, различные опухоли). Для лечения таких заболеваний применяется не одна, а сразу много генетических конструкций, исправляющих дефекты различных стадий течения патологического процесса.
К сожалению, из всех проектов по генной терапии, утвержденных Американским и Европейским комитетами по генной терапии, нет ни одного проекта из России или стран СНГ. Тем не менее научные работы в этой области ведутся и в России. В Институте акушерства и гинекологии имени Д. О. Отта РАМН разрабатыва ются новые подходы к генной терапии таких тяжелых наследственных заболеваний, как мышечная дистрофия Дюшенна и муковисцидоз. Работы по генной терапии также проводятся в научных учреждениях Москвы (Институт молекулярной биологии имени В. А. Энгельгардта РАН, Институт молекулярной генетики РАН, Институт медицинской химии РАМН, Научный центр медицинской генетики РАМН) и Новосибирска.
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ
Недалек тот день, когда по совокупности анализов мы сможем определить весь комплекс генов предрасположенности каждого человека. То есть теоретически создание "генетического паспорта" гражданина вполне реально. Такой "паспорт" должен содержать информацию о наличии в геноме генов наследственных болезней и, что особенно важно, - генов предрасположенности к мультифак ториальным заболеваниям.
Уже сегодня имеются все научные предпосылки для широкого внедрения "генетической паспортизации". Более того, в Западной Европе, США и Канаде в неполном варианте она проводится по различным медицинским показаниям и просто по индивидуальному желанию. Формируются индивидуальные и семейные базы генетических данных, и, следовательно, стихийный процесс "паспортизации" уже начался.
Но серьезно говорить о всеобщей "генетической паспортизации" явно преждевременно. Она потребует не только уже накопленных наукой знаний, но и правильной интерпретации результатов тестирования врачами разных специальностей. Значит, прежде всего необходимо провести всеобщее обучение медиков основам молекулярной геномики. Кроме того, такая "паспортизация" таит в себе потенциальные опасности, связанные со свободой и правами личности, с решением множества социальных, юридических и правовых норм, касающихся интерпретации и применения результатов генетического тестирова ния. Пока неясно, кто и как станет обеспечивать конфиденциальность генетических данных, кто будет иметь к ним доступ, какие институты здравоохранения займутся формированием таких баз данных, будет ли генетическая информация приниматься во внимание при вступлении в брак, страховании, приеме на работу и многое другое.
Молекулярная медицина эти социально-правовые проблемы решить не может, да и не сможет. Общество само должно созреть для того, чтобы применение научных достижений современной генетики принесло людям больше пользы, чем вреда. И средства массовой информации могут сыграть в этом далеко не последнюю роль.
Показательно в этой связи то широкое обсуждение проблем тестирования генетической предрасположенности, которое развернулось в средствах массовой информации во всем мире. До нашей страны дошли лишь отголоски зарубежных публикаций. Пока в России объективных научных предпосылок для проведения массовой "генетической паспортизации" не видно. Но вот парадокс - страх перед "генетической переписью населения" уже успел укорениться в общественном сознании россиян.
Подведем итоги. Молекулярная геномика развивается стремительно. Ее прорыв в практическую медицину в Европе и Америке уже произошел и скоро будет ощутим в мировом масштабе. Для цивилизованных стран этот прорыв в перспективе означает рождение генетически здорового потомства, значительное удлинение средней продолжительности жизни, здоровую старость.
Эпоха социальных и экономических реформ в России в конце ХХ века совпала по времени с мировой революцией в биологии. Это привело к катастрофическим последствиям для всей отечественной биологической науки вообще и для генетики в частности. Хочется надеяться, что Россия, где молекулярная геномика пока еще находится на начальных, зачаточных стадиях развития, все же когда-нибудь станет в этом плане страной цивилизованной. Но пока в нашей стране век геномики, а тем более молекулярной медицины еще не настал, да и российское общество к его приходу не готово.
Многие юридические, этические и социальные аспекты этой сложной проблемы пока не решены и в развитых странах, где, однако, они активно разрабатываются. Задача российских ученых-генетиков, практических врачей и организаторов здравоохранения - по крайней мере, не отстать от мирового процесса утверждения юридических и правовых норм молекулярной медицины. Это позволит нашей стране даже при современном весьма скромном научном потенциале быстро и эффективно воспользоваться плодами "генетического древа познания", выращенного, к сожалению, не нами.
Доктор медицинских наук В. БАРАНОВ, профессор Санкт-Петербургского
государственного университета, заведующий лабораторией пренатальной диагностики
наследственных и врожденных болезней Института акушерства
и гинекологии имени Д. О. Отта РАМН (г. Санкт-Петербург).
