ДНК-паспортизация — возможности и риски

Алексей Дейкин,
кандидат биологических наук, Институт биологии гена РАН
«Коммерсантъ Наука» №23, май 2019

Фото: Getty Images

Указом от 11 марта 2019 года № 97 «Об Основах государственной политики Российской Федерации в области обеспечения химической и биологической безопасности на период до 2025 года и дальнейшую перспективу» президент актуализировал проблему генетики человека. Пока речь идет только о некоем направлении работы по генетической паспортизации населения, ни формат, ни масштаб которой не понятен. Мы постараемся понять, какие возможности дает знание последовательности ДНК каждого конкретного человека, какие риски несет знание этой информации.

С 50-х годов прошлого века стало ясно, что наследственная информация закодирована в последовательности ДНК, находящейся в ядре каждой клетки человека. Усилиями ученых из многих стран к 2000 году удалось расшифровать геном человека. И сразу же стало понятно, что вопросов осталось больше, чем получено ответов. Скоро двадцать лет, как нам известна последовательность генома, за это время шагнули вперед технологии, расшифровка последовательности ДНК теперь занимает меньше времени и стоит значительно дешевле. Но практического применения этому массиву информации до сих пор не найдено.

Что мы знаем

Действительно, известно около сотни моногенных заболеваний, когда мутации в определенной точке генома приводят к развитию патологического процесса. Считается, что в геноме каждого человека содержится несколько таких «молчащих» мутаций, и проявляются они, только если две одинаковые достаются ребенку от обоих родителей. Есть сцепленные с полом мутации, которые проявляются только у мальчиков.

Но все это в основном редкие — орфанные заболевания, которые являются морально-этической проблемой для общества, но не несут эпидемиологических рисков, поскольку естественной защитой от них является запрет на близкородственные браки, содержащийся в большинстве современных культур.

Генетические маркеры могут помочь предсказать эффективность или аллергенность некоторых лекарственных средств, но пока это касается очень ограниченного набора лекарств.

О чем можно гадать

Значительно большее поле для спекуляций открывается при анализе мутаций, ассоциированных с какой-то вероятностью с некоторыми заболеваниями, — при наличии таких мутаций заболевание может возникнуть в течение жизни, а может и не случиться. То же касается и, например, некоторых способностей (выносливость, сила, интеллект), которые во многом предопределены наследственностью, но реализуются в определенных обстоятельствах.

Если речь идет о животных — это вполне продуктивный подход, мы можем отбраковывать коров или свиней на основании таких многофакторных оценок, не допуская к размножению производителей, потомки которых с меньшей вероятностью будут приносить много молока или мяса. Нужно подчеркнуть именно вероятностный характер — предсказательная сила таких прогнозов достаточно низкая.

В животноводстве (на фоне оптимального, стандартизованного содержания животных) применение генетических маркеров позволяет увеличить продуктивность на 25%. Вероятно, это и есть тот уровень максимальной вероятности правильной трактовки генома, которого мы достигли на сегодня.

ДНК-дактилоскопия

Безусловно, отдельным направлением применения информации о последовательности генома является решение задачи идентификации и установления родства. Это актуально как для человека, так и для животных. Но в случае человека к генетическим анализам прибегают достаточно редко — это значительно дольше и дороже уже привычной «повседневной» биометрии — пропорций лица, голоса, отпечатков пальцев.

Естественно, в отдельных случаях, как, например, идентификация трупов или фрагментов тел, установление отцовства, идентификация по следам биологических жидкостей, волос, кожи, иного инструмента, кроме генетического анализа, нет.

Этические проблемы

Два ограничения применения геномной информации — вероятностный характер и дороговизна — являются хотя и существенными, но вполне приемлемыми для использования этой информации.

Что же мешает широкому внедрению генетической паспортизации на основе полногеномных данных в мире? Какие барьеры придется преодолеть для внедрения этого подхода в России?

Важнейшим препятствием является неспособность биомедицины эффективно исправлять ошибки в ДНК. При первой попытке применения генетической информации для борьбы, например, с моногенными заболеваниями мы столкнемся с морально-этической проблемой запрета на рождение детей некоторыми парами, обязательным отбором и отбраковкой предимплантационных эмбрионов и даже абортами по таким медицинским показаниям. Готовы ли мы к этому? Или нести груз ответственности за рождение обреченных на тяжелые болезни детей, или — за ограничение права иметь детей?

Еще более сложным является вопрос о вероятностной интерпретации генетической информации. Болезнь может не возникнуть никогда, несмотря на предрасположенность, но крупица страха будет посеяна в душу знанием о мутации, связанной с этим заболеванием. Работодатели, возможно, не захотят принимать на работу сотрудников с повышенной склонностью к сердечно-сосудистым, психическим заболеваниям; тренеры — заниматься со спортсменами без потенциальных задатков повышенной выносливости и силы. Общество и наука едва ли готовы к такой ответственности.

Риск криминализации трансплантологии

Иммунологи с большим скепсисом относятся к проблеме «черных трансплантологов», поскольку пересадить органы от случайного донора нуждающемуся пациенту нельзя. Поиск подходящей пары может занимать годы. В то же время, если будет создана база данных геномов всего населения страны, найти потенциального донора «подходящего» сердца будет делом пяти минут, и не все будут готовы ждать, когда оно освободится по воле случая...

Коммерческая генетика

Гигантская модель ДНК, созданная американским биохимиком Вэном Ренселэром Поттером для Музея естественной истории Нью-Йорка. Вэн Поттер всю жизнь занимался онкологией в Университете Мэдисона и стал автором термина «биоэтика». Фото: Bettmann / Getty Images

Коммерческие алгоритмы интерпретации геномной информации — это, скорее, игра с высокими технологиями, примерно такая же, как с участниками «Евровидения-2019», которые сдают тест на происхождение и узнают, что все мы на планете родственники.

В медицине и сельском хозяйстве существует явный коммерческий интерес — предложение высокотехнологической услуги по получению и интерпретации генетической информации для небольшого повышения качества медицинских услуг и продуктивности животных. Даже в сельском хозяйстве 25% прироста производительности не стали стимулом к сколько-нибудь существенному охвату российских стад генетическими паспортами. При этом получение геномных данных о применяемых в сельском хозяйстве растениях и животных позволит с точностью до дерева отслеживать происхождение ввозимой продукции, контролировать на таможне виды и сорта не по справке, а по факту.

Гены на страже Родины

Как же применение геномной информации может помочь укреплению биологической безопасности? Президент ранее обращал внимание на повышенный интерес иностранных спецслужб к геномной информации россиян, но многонациональный, следовательно, генетически неоднородный состав нашего народа «обезвредит» любое теоретически возможное генетическое оружие.

Действительно, такая информация накапливается за рубежом, в том числе, когда мы сами посылаем образцы для анализа родства и заказываем там скрининги генетических маркеров заболеваний. Возможно, доскональное знание генома жителей России дало бы преимущество возможному противнику, но для повышения боеспособности в такой ситуации не правильнее было бы сосредоточиться на выяснении генетических уязвимостей, например, у французов или американцев? Скрупулезно собрав образцы геномов россиян, не окажем ли мы помощь в реализации непонятных нам сегодня целей «наших партнеров»?

На сегодняшний день не существует рациональных доводов в пользу существования биологического оружия, строго специфичного по отношению к расе, национальности или отдельному индивиду. В то же время персонализированные лекарства для генной терапии могут быть и персональными ядами, но ни того, ни другого на практике пока не существует. Индивидуальный яд за €1,5 млн (цена курса генной терапии) был бы дороже любого разумного предела.

«Читайте, завидуйте...»

В будущем информация о геноме человека может быть использована для борьбы с социально значимыми заболеваниями и первичной профориентации. Но перед этим должны быть созданы инструменты для коррекции генетических дефектов заведомо патологической природы. Такие работы проводятся в рамках приоритета научно-технологического развития — персонализированной медицины, в том числе при поддержке Российского научного фонда, но до получения прикладных результатов еще далеко.

В целом накопление, расшифровка и интерпретация геномных данных пока остается областью фундаментальных исследований. И Россия значительно отстает в этой области технологически, у нас нет ни собственных технологий секвенирования, ни производств химических реактивов для этого процесса, что делает любую работу в России в этой области в пять раз дороже и заведомо неконкурентной по сравнению с Китаем или США.

Если генетическая паспортизация населения России, имея формальной конечной целью генетический паспорт гражданина РФ, параллельно создаст собственные технологии и производства для заполнения бланка этого паспорта, его чтения и принятия мер по прочтении, то есть, по сути, полноценную отечественную геномную индустрию, тогда такой паспорт действительно может стать драйвером этой индустрии.

Кстати, именно такие цели и поставлены в указе президента, довольно длинном документе, написанном, как и полагается для таких документов, бюрократическим языком. Там есть и «создание современных технологий», и «техническое перевооружение локальных лабораторий, опытных, научно-производственных и промышленных мощностей», и многое другое. Главное, чтобы назначенные этим указом ответственные за координацию действий исполнители из «уполномоченного правительством Российской Федерации федерального органа исполнительной власти» четко понимали единственно возможную в данном случае последовательность действий: сначала технологии и только потом их продукт — полноценный генетический паспорт гражданина России.