В Китае родились Лулу и Нана – девочки-близнецы с редактированным геномом.
Сообщение китайского ученого Хэ Цзянькуя об успешном редактировании генома человека разделило историю человечества на «до» и «после».
На прошлой неделе ученый из китайского Южного научно-технологического университета Хэ Цзянькуй заявил, что ему удалось отредактировать гены человека. В октябре 2018 года на свет появились девочки-близнецы, и в результате модификации одна из них стала полностью невосприимчивой к ВИЧ-инфекции.
Хэ Цзянькуя (Не Jiankui) (китайский: 贺建奎; род. 1984) – китайский биофизик исследователь, адъюнкт-профессор на факультете биологии Южного Университета науки и технологий в Шэньчжэне, Китай. .jpg )
Выступая 27 ноября на втором международном саммите по редактированию генома человека, проходившем в Гонконге, он сообщил, что впервые создал генетически отредактированных детей: девочек-близнецов, известных своими псевдонимами Лулу (китайский: 露露) и Нана (китайский: 娜娜).
В 2010 году в Университете Райса он и Майкл У. Деем (Michael W. Deem) опубликовали статью, описывающую некоторые детали белка CRISPR; эта статья была частью ранее начатой работы над системой CRISPR / Cas9, прежде чем она была принята в качестве инструмента для редактирования генов. В 2017 году он выступил с презентацией в лаборатории Cold Spring Harbor, описав работу, которая была проделана в Южном университете, в которой он использовал методику CRISPR/Cas9 на мышах, обезьянах и на около трехстах человеческих эмбрионах.
Клинические исследования по редактированию генома человеческого эмбриона проводились без публичного обсуждения научным сообществом и впервые были обнародованы 25 ноября 2018 года, когда журнал Массачусетского технологического института MIT Review опубликовал рассказ о работе, на основе документов, которые были размещены в ноябре в реестре клинических испытаний. На следующий день «Ассошиэйтед Пресс» опубликовало интервью с ним. В конце концов, 27 ноября Хэ Цзянькуя представил работу на международном саммите по редактированию генома человека в Гонконге.
В сущности, китайские ученые сделали то же самое, что генетики делают давно – техника получения генетически-модифицированных животных существует уже не первое десятилетие. Ученые особенно любят мышей, так как у них короткий репродуктивный цикл. Мы можем за 1,5-2 месяца получить генетически модифицированных мышей, которые будут иметь мутацию в гене, похожем на человеческий, и использовать их как модельный объект для изучения человеческих заболеваний.
В чем суть работы Хэ Цзянькуя? С точки зрения технологии, это экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) плюс генетическая модификация. Технология ЭКО существует уже давно. Она состоит в том, что берут сперму мужчины, яйцеклетки женщины и проводят оплодотворение in vitro. В результате образуется зигота — оплодотворенная яйцеклетка. Затем эта зигота начинает делиться. Без генетической модификации такая процедура называется просто ЭКО. Но в эту систему можно добавить редактирование генома на стадии зиготы. Как только яйцеклетка оплодотворилась сперматозоидом, производят микроинъекцию, доставляя в зиготу систему редактирования – CRISPR/Cas9, как было в случае с близнецами, – чтобы изменить какой-то участок в геноме.
Китайцы выбрали ген CCR5, отсутствие которого делает людей устойчивыми к вирусу иммунодефицита человека. Они наделись также сделать ребенка устойчивым не только к ВИЧ, но и к оспе и к холере. Этот рецептор не настолько необходим – один процент людей в Европе обходятся вовсе без него. Эти люди имеют природную мутацию CCR5-Δ32 этого гена в обеих хромосомах, поэтому они естественным образом резистентны к ВИЧ. На этом наблюдении основаны все клеточные терапии ВИЧ-1, сочетающие редактирование генома. Компания SANGAMA была первой, кто начал использовать редактирование гена CCR5, который нужен Т-клеткам для миграции по организму. Поскольку у человека этот рецептор не единственный, выполняющий подобную функцию, его отсутствие почти ни на чем не сказывается, за исключением чуть большей чувствительности к отдельным инфекционным заболеваниям.
Стоит отметить, что мутация Δ32 относительно миролюбивая, и у нее практически нет вредных последствий. Научная работа с этим геном ведется давно, и человечество успело накопить большую историю наблюдений значимости его отсутствия. Многие компании и ученые пытались направленно создать эту мутацию с помощью редактирования генома в клетках.
Технологическая часть редактирования генома эмбрионов хорошо изучена на мышах. Исследовательская группа из Китая первыми клонировала приматов – макак. Шимпанзе, гориллы и орангутанги – следующие эволюционно самые близкие к человеку виды. А в 2015 году другие китайские ученые впервые опубликовали статью о редактировании эмбриона человека. Это был триплоидный геном эмбриона, неспособного развиться в ребенка. Такие эмбрионы доживают лишь до определенной стадии развития, на которой их анализировали. Год спустя и американцы в лице нашего соотечественника Шухрата Миталлипова показали, что тоже могут редактировать геном человека на стадии эмбриона. Обе группы дали развиться эмбриону до бластоцисты и не подсаживали эмбрионы к матери, а утилизировали их. Конечно, напрашивался следующий шаг — подсадить эмбрион к матери и дать развиться в ребенка.
Хэ набирал пары, которые хотели иметь детей. Чтобы участвовать, мужчина должен был быть ВИЧ-положительным, а женщина, неинфицированной. Пары были набраны через основанную в Пекине группу пропаганды СПИДа под названием Baihualin. Было отобрано восемь пар, но позже одна пара вышла из проекта. Цзянкуй сказал, что после проведения ЭКО и редактирования генома родителям предлагается сделать выбор в пользу использования отредактированных или неотредактированных эмбрионов. Девочки-близнецы родились в конце октября или начале ноября, и они, по-видимому, здоровы. В ближайшие 18 лет планируется мониторинг близнецов. Для соблюдения конфиденциальности в сообщениях и репортажах имена девочек Лулу и Нана, а также их родителей Марк и Грация, являются псевдонимами. Кроме того, Хэ сообщил, что вторая женщина в его клиническом исследовании находится на ранних стадиях беременности.
Обычно регуляторы – Минздрав РФ или FDA (США) – просят, чтобы весь объем доклинических исследований был предварительно собран еще до того, как работы перейдут в клиническую стадию.
Этот вид редактирования генов запрещен в большинстве европейских стран и в Соединенных Штатах, потому что изменения ДНК могут перейти к будущим поколениям, и это может нанести вред другим генам.
Но так как эта область науки сравнительно молодая, не во всех странах есть сформированное законодательство или даже рекомендации. Их только предстоит сформировать. Как это сделать?
Во-первых, необходимо показать безопасность микроинъекций системы редактирования генов в яйцеклетку человека – это отчасти уже сделано.
Если оба родителя ВИЧ-инфицированы, существует высокая вероятность передачи ВИЧ-инфекции эмбриону. Китайские исследователи подобрали случай, в котором редактировать геном эмбриона имело смысл, чтобы гарантировать рождение неинфицированного ребенка. Это в значительной степени оправдывает такое исследование перед мировым научным сообществом.
Безусловно, мы можем дискутировать, насколько это в принципе уместно. Профессор MIT Фен Чжан (Feng Zhang) высказался за мораторий на редактирование генома эмбрионов человека, так как технология еще сырая и требует совершенствования. При этом его руководитель Джордж Чёрч (George Church), наоборот, поддерживает данные исследования, мотивируя это тем, что ВИЧ инфекция стала серьезной мировой проблемой, в том числе в РФ (в России порядка 1%). Текущие методы лечения, в том числе высокоэффективная антиретровирусная терапия, уже недостаточны для борьбы с ВИЧ-пандемией, поэтому необходимы более радикальные подходы. Профессор Чёрч считает, что редактирование генома могло бы создать заслон от этой болезни уже на уровне генетики.
С точки зрения научного знания ничего нового этот эксперимент не дал, но он открыл для нас эпоху «редактирования людей». Генетическое редактирование на уровне эмбрионов началось, и первыми это сделали китайцы.
Дальше будет несколько сценариев развития событий. В каких-то странах, особенно высокорелигиозных, наверняка попробуют закрыть эту тему и объявить мораторий на редактирование генома людей. Такие страны, как Китай и США, скорее всего не будут вводить запрет из-за высокой коммерческой и технологической ценности этого направления и создадут законодательную базу для развития технологии. Надеюсь, что в нашей стране также конструктивно подойдут к этому вопросу.
Уже сейчас вид Homo sapiens самостоятельно влияет на собственную эволюцию. И самое значимое – изобретение пенициллина, позволившее миллионам ранее обреченных особей остаться в живых и передать свой геном последующим поколениям. Во многих странах разрешены аборты. Если говорить о технологиях ЭКО, то во многих клиниках семейная пара может выбрать эмбрион, то есть решить, кому жить, а кому умереть. Иными словами, клиенты ЭКО-клиник хотят иметь гарантированно здорового ребенка, поэтому для них отбирают здоровых эмбрионов, а те, которые имеют генетические мутации, утилизируются. Технология редактирования генома – это возможность избежать ситуации нелегкого выбора. Она позволяет устранить патологическую мутацию, и это весомый этический довод в пользу редактирования генома эмбрионов.
Большая часть людей считает, что неправильно вторгаться в процессы собственной эволюции. Редактируя геном, мы фактически начинаем управлять эволюцией самостоятельно. Такой возможности не было ни у одного живого существа на планете, включая до недавнего времени и человека. До этой публикации мы жили в другой эре. Близнецы разделили всю историю на эпохи до и после их рождения.
Мы можем улучшать геном с точки зрения уменьшения вероятности развития заболеваний – сначала самых массовых, затем и более редких. Мы попытаемся продлить продолжительность жизни человека. Когда технология станет эффективной, она может найти применение даже в косметологии. У женщин горят глаза при посещении косметологических кабинетов и магазинов – и эта ниша наверняка также будет заполнена.
Уже сейчас мы способны заведомо уменьшить риск возникновения онкологических заболеваний. Условно говоря, если основной пик развития онкологических заболеваний приходится на 50-60 лет, то мы можем повлиять на процесс и отсрочить этот возраст до 70-80 лет. Гипотетически мы также можем значительно уменьшить риски инфаркта и инсульта. Технология способна сделать людей резистентными ко многим текущим вирусным и бактериальным патогенам человека.
И, конечно, мы можем работать над увеличением продолжительности жизни, чтобы человек был более разумным, более социальным. Это, очевидно, будет вторжением на грани дозволенного. Далее – оптимизация и улучшение функционирования как отдельных органов, так и всего организма. Это уже за гранью дозволенного (функции Бога). Но предела в принципе нет.
Известие о работах Хэ Цзянькуя встретило всеобщее осуждение, и 29 ноября 2018 года власти Китая приостановили все виды его научной деятельности. Департамент Южного Университета заявил, что они не знали об исследовательском проекте и сказал, что он приглашает международных экспертов, чтобы сформировать независимый комитет для расследования инцидента, и опубликует результаты для общественности. Местные власти и правительство Китая также начали расследование.
Можно ли это делать в России?
С точки зрения технологии это в нашей стране это действительно доступно. В России достаточного высококвалифицированных клиник ЭКО, чтобы повторить китайские исследования. Однако есть и технологическая сложность. Тот же Фен Чжан считает, что технология пока недостаточно эффективна и специфична для применения в эмбрионах человека. Она достаточно хорошо отработана для животных, потому, что в этом случае мы можем позволить себе какое-то количество брака. Но можем ли мы допустить брак в редактировании человека? Здесь ошибки неприемлемы. При этом нужно понимать, что не бывает систем со 100%-м кпд, и как бы мы ни улучшали технологию, какое-то количество ошибок будет возникать.
Для китайцев принципиально было стать первыми. Это своеобразное продолжение космической гонки: КНР не удалось первой полететь в космос, но страна хочет стать первой в биомедицинских направлениях. И действительно, биомедицина в Китае развивается семимильными шагами – количество государственных средств, которое вливается в отрасль, и число привлекаемых ученых из Америки, Европы, Австралии и России впечатляют.
Китай прикладывает значительные усилия, которые выражаются в конкретных результатах. Стоит отметить, что сейчас и правительство РФ рассматривает и утверждает программу развития генетических технологий до 2027 года. У нас есть шансы включиться в технологическую гонку, которая перевернет если не мир, то уж точно систему здравоохранения.
На саммите в Гонконге, Хэ Цзянькуй сказал, что он гордится изменением генов девочек-близнецов, чтобы они не смогли заразиться ВИЧ, но в то же время заявил: "Я чувствую высокую степень ответственности за то, чтобы этот эксперимент был не только первым, но и стал примером. Общество на основе этого примера решит, что делать дальше: разрешить или запретить такие исследования".
04.12.2018
