Время генома краткое содержание

Обновлено: 07.07.2024

Стивен Липкин, Джон Луома

Время генома: Как генетические технологии меняют наш мир и что это значит для нас

Переводчики М. Багоцкая, П. Купцов

Научный редактор Е. Померанцева, канд. биол. наук

Редактор А. Никольский

Руководитель проекта Д. Петушкова

Корректоры Е. Аксёнова, С. Чупахина

Компьютерная верстка А. Фоминов

Дизайн обложки С. Хозин

Цель фонда – популяризация научного мировоззрения, продвижение здравомыслия и гуманистических ценностей, развитие науки и образования.

Одно из направлений работы фонда – поддержка издания научно-популярных книг.

Фонд сопровождает весь процесс создания книги – от выбора до выхода из печати. Поэтому каждое издание библиотеки фонда – праздник для любителей научно-популярной литературы.

Все права защищены. Произведение предназначено исключительно для частного использования. Никакая часть электронного экземпляра данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, включая размещение в сети Интернет и в корпоративных сетях, для публичного или коллективного использования без письменного разрешения владельца авторских прав. За нарушение авторских прав законодательством предусмотрена выплата компенсации правообладателя в размере до 5 млн. рублей (ст. 49 ЗОАП), а также уголовная ответственность в виде лишения свободы на срок до 6 лет (ст. 146 УК РФ).

Моей замечательной семье:

Джине, Рейчел, Софи, Элисон, Итану и Зоуи – за их огромное терпение и помощь на протяжении тех часов, когда я работал над этой книгой

Начало каждого из нас – наш личный геном, он появляется, когда мы еще меньше клетки, и с тех пор навсегда остается с нами и определяет всю нашу дальнейшую жизнь. Геном похож на сложный штрихкод. Из-за того, что он очень длинный и сложный, каждый из нас отличается не только от 8 млрд людей, живущих на планете сегодня, но и от всех 20 с лишним миллиардов, которые существовали с момента возникновения человечества 200 000 лет назад. И конечно же, у нас он не такой, как у любых других видов, живших за последние 4 млрд лет, будь то животные, растения, вирусы или археи. Что же может быть более индивидуальным?

Даже когда на улице жара, мы не ходим голыми. Люди обычно стесняются публично обнажаться, потому что не желают, чтобы каждая деталь их репродуктивной анатомии была выставлена на всеобщее обозрение. Однако подобная скромность не простирается дальше поверхности кожи. Что обнажает нас сильнее, чем публичное раздевание? Сегодня на этот вопрос можно ответить однозначно – последовательность личного генома намного интимнее тела: именно в ней суть нашего существования.

И хотя мы не любим прилюдно обнажаться, мы это делаем, когда появляется веская причина. Например, в кабинете врача. Мы раздеваемся, несмотря на чувство неловкости, располагаемся на столе для обследований, который обычно бывает холодным, мы позволяем врачу увидеть самые интимные части нашего тела, так как знаем, что, несмотря на неудобство, это позволит сохранить здоровье. И наоборот, сокрытие от врача этих областей тела может стать причиной страданий или закончиться совсем плохо. По тем же причинам люди решают поделиться своей интимностью in silico[1] и открыть врачам доступ к личной генетической информации. В перспективе с помощью таких сведений медицина сможет обеспечить около 150 лет жизни без болезней. И это не астрология, это честная, добросовестная биологическая наука. Но неужели это возможно?

Рецензии

Стивен Монро Липкин, Джон Луома. Время генома: Как генетические технологии меняют наш мир и что это значит для нас. Пер. с англ. — М.: Альпина нон-фикшн, 2018. — 298 с.

Автор

Редакторы

Книга написана несложным языком, а немалое число используемых терминов авторы растолковывают настолько подробно, что не понять их невозможно. Вероятно, в этом есть и заслуга соавтора-журналиста Джона Луома. Кстати, в книге нет ни единой иллюстрации, но это незаметно и не возникает дискомфорта от их отсутствия. Но лёгкость от прочтения не делает её похожей на книгу, которая быстро забудется. Ценно, когда выдерживается грань, когда всё понятно, но при этом не запредельно упрощено. Единственное, было бы удобнее, если бы сноски находились не в конце книги, а внизу каждой страницы. Перевод выполнен качественно и читать книгу приятно. Но, что удивительно, в одном из предложений плодовую мушку назвали фруктовой, что можно списать на невнимательность при переводе.

[. ] один и тот же человек, Лидия, была готова сделать генетическое тестирование для определения риска развития рака яичников и что-то предпринять, если понадобится, но у неё было гораздо меньше желания делать анализ на неизлечимую раннюю форму болезни Альцгеймера, для которой нет чёткой программы действий, если анализ даст положительный результат. Надо добавить, что по сегодняшний день Лидия так и не сделала этот генетический анализ, по крайней мере в моей клинике.

Из-за того, что оба автора — американцы, все примеры взаимодействия пациентов с врачами, страховыми компаниями и клиниками специфичны для американской системы здравоохранения. Работу которой, кстати, они и их клиенты нередко и критикуют:

Стоит отметить неуёмное стремление авторов погрузить читателя в мир науки, медицины и современных технологий. Не раз они упоминают ресурсы, которыми пользуются учёные для поиска статей, например, PubMed, параллельно с этим отмечая проблемы с современными публикациями — их огромное число, нередко низкое качество и отсутствие выводов. А так они пишут про приложение, которое можно использовать для диагностики заболевания по фенотипу:

На радость тем, кто заинтересован в статистической части анализа генома, авторы уделяют внимание контролю качества получаемых данных, описывают проблемы, возникающие из-за ошибок секвенирования, низкого покрытия и несовершенства биоинформатических программ. Например, Стивен Липкин рассказывает историю о том, как захотел секвенировать собственный геном и у него нашлась мутация, которая если бы и присутствовала, то давно уже проявилась бы в фенотипе. А этого не было. И затем, при более тщательном повторном анализе, оказалось, что это была ошибка программы.

Помимо практических аспектов медицинской генетики, авторы поднимают вопрос о геноизме — возможной дискриминации людей из-за мутаций в их геномах. Так же, они подчёркивают, насколько важно для каждого человека иметь возможность сделать выбор — знать или не знать свой геном. И как относиться к другим людям, зная, какие мутации и риски несёт их геном.

Будущие поколения моей семьи могут не заводить детей с партнёрами, несущими эти рецессивные мутации. Хотя обсуждение этого дивного нового мира с потенциальными супругами будет непростым. Готов ли я генетически дискриминировать моего будущего зятя, если у него обнаружатся мутации в ATP7B? Надеюсь, что нет.

Ближе к концу, книга из простого повествования превращается в целый детектив, который читаешь, затаив дыхание. Отдельная большая глава касается криминалистики, и это не только история Кирка Бладсуорта, которая кочует из книги в книгу, а истории наших дней. Они не менее увлекательные и ошарашивающие тем, насколько генетика смогла помочь восстановить справедливость. Это и страшный рассказ об убийстве Мередит Керчер, и загадочная трагикомическая история фантома из Хайльбронна, и некоторые другие.

Многие люди не хотят знать о генах, сулящих слишком мучительные и страшные неизлечимые заболевания, на которые никак нельзя повлиять, если тяжелая болезнь надвигается неотвратимо и нет (по крайней мере сейчас) ни возможности облегчить состояние пациента, ни тем более вылечить. Это самое ужасное в генетическом тестировании. Знание без силы делает неизлечимые заболевания похожими на древнегреческие трагедии, когда всем остается только наблюдать, как неумолимо появляются симптомы.

После лекции и обсуждения я смотрел с 22-го этажа на невероятное звездное небо над Вест-Виллидж. Когда я стоял у окна, любуясь видом, Лидия подошла ко мне и представилась. Она была темноволосой женщиной лет 40, жила в городе и работала финансистом. Ранее тем же вечером, перед лекцией, я общался еще с одним гостем, который недавно переехал в Нью-Йорк из Аргентины, на тему генетического тестирования, когда оно полезно, а когда нет и что люди из разных стран интерпретируют одну и ту же информацию совершенно по-разному.

Например, американки по сравнению с женщинами из некоторых европейских стран чаще проводят превентивную операцию, снижающую риск развития опухоли, после выявления мутаций в генах BRCA1 и BRCA2, связанных с раком груди и яичников. Когда эта тема обсуждалась, Лидия разговаривала с другим гостем, а сейчас подошла ко мне.

Очевидно, эта личная трагедия оставила тяжелый след в душе Лидии, и было совершенно ясно, что она очень боится повторить судьбу матери. Кроме того, у Лидии было распространенное заблуждение о наследственности, что якобы у человека, похожего внешностью и поведением на какого-то члена своей семьи, выше вероятность развития того же заболевания, в данном случае рака яичников (это может быть верно только в ситуации с однояйцевыми близнецами и некоторыми редкими синдромами). Лидия не считала себя очень похожей на своего отца и поэтому не беспокоилась, что унаследует его гены.

Более вероятен… Альцгеймер

Однако, пока я по телефону знакомился с семейным анамнезом, становилось совершенно ясно, что нет никаких признаков того, что в ее семье рак яичников был вызван какой-то классической генетической причиной. Не было других близких родственников с раком яичника, груди, матки или других органов. Поскольку рак яичников часто возникает после 50 лет и без какой-либо явной генетической причины и Лидия не относится к этнической группе, где риск развития этого заболевания повышен, из того, что я услышал, я не нашел никаких веских оснований рекомендовать ей приходить в клинику для тестирования. Вероятность, что у нее найдется мутация в пресловутых BRCA1 или BRCA2 генах, связанных с развитием рака груди и яичников, была примерно 3%.

Однако в медицинской генетике есть старый совет (вроде тех, что обычно дают студентам-медикам): если вас пригласили обследовать ребенка с шестью пальцами, смотрите на руку в последнюю очередь. Не надо отвлекаться на очевидную проблему настолько, чтобы забыть обо всем остальном.

В этом смысле медицинская генетика отличается от скорой помощи, где, как правило, необходимо сосредоточиться над решением острой проблемы, а остальные оставить на потом.

Когда я спросил Лидию про другие, не раковые, заболевания в ее семье, она сообщила, что у отца, когда ему было около 50 лет, развилась болезнь Альцгеймера.

Наследственная форма болезни Альцгеймера, бесспорно, одно из самых страшных неизлечимых заболеваний. На эту тему написано огромное множество хорошей литературы, так что здесь я лишь очень кратко изложу суть. Болезнь Альцгеймера — наиболее часто встречающаяся разновидность деменции, она обнаружена у более чем 4 млн американцев и занимает шестое место по причинам смерти в стране. Конечно же, эта болезнь поражает людей во всем мире. Большинство становятся ее жертвами после 65 лет.

Обычно болезнь Альцгеймера начинается с небольших провалов в памяти. Вы не можете вспомнить, где оставили свою машину или где гуляли с собакой сегодня вечером. Далее туман сгущается, жертвы Альцгеймера могут стать очень растерянными, встревоженными и социально замкнутыми. Часто бывает, что неврологические и психиатрические симптомы оказываются все более выраженными, а в остальном организм сохраняет относительное хорошее здоровье.

Однако в итоге болезнь Альцгеймера приводит к инвалидности и смерти, обычно из-за отсутствия общей заботы о себе и окружающем, в частности потери интереса к еде и личной гигиене. Как правило, это происходит в течение восьми лет, однако длительность заболевания может варьироваться от года и менее до 20 и более лет.

Среди десятка самых распространенных причин смерти в Америке только для болезни Альцгеймера в настоящее время нет способов лечения, замедления или предотвращения заболевания.

Принято считать, что болезнь Альцгеймера имеет по меньшей мере три стадии. На первой у людей возникают специфические, четко определяемые молекулярные изменения, которые часто обнаруживаются еще до появления первых симптомов. Если мы имеем дело с генетическими мутациями, то их можно определить за много десятилетий до первых признаков потери памяти. Негенетические признаки заболевания на этой первой стадии ищут многими способами — от сканирования мозга и анализа крови на различные биомаркеры до разработки специального программного обеспечения, способного анализировать электронные письма и телефонные разговоры и находить небольшие изменения в их содержании. На второй стадии болезнь прогрессирует, и такие симптомы, как потеря памяти, становятся хорошо заметными. В последнюю, третью, стадию заболевание неумолимо приближается к своему завершению.

Однако до появления симптомов большинство биомаркеров, в том числе и результаты генетического анализа, не дают точных предсказаний о будущем человека. Например, довольно много написано о генетическом анализе на наличие аллеля APOE e4. Надежная связь между присутствием этого аллеля и высокой вероятностью развития болезни Альцгеймера после 65 лет показана во многих этнических группах, и особенно она выражена у тех, у кого обе копии гена представлены этим аллелем. Но как именно APOE e4 связан с началом болезни Альцгеймера, неясно и остается предметом обсуждения.

Необходимо заметить, что примерно половина людей с болезнью Альцгеймера не имеют ни одного такого аллеля. В настоящее время тест на этот аллель в целом не используется в клинической практике для досимптоматического выявления у людей ранней стадии болезни Альцгеймера, но он важен для научных исследований, занимающихся разработкой новых способов лечения, предназначенных для предотвращения болезни и уменьшения интенсивности ее симптомов.

Недавно найдена мутация в другом гене (TREM2), которая также повышает риск возникновения болезни Альцгеймера после 65 лет. Из тех, у кого есть эта мутация, заболевает каждый четвертый. Точно так же, как и в случае с APOE e4, медицинское сообщество пока не пришло к единому мнению о том, надо ли делать генетический анализ на мутацию в TREM2 и в некоторых других генах-кандидатах для пресимптоматической диагностики болезни Альцгеймера у пациентов без отягощенной наследственности.

В то же время врачи значительно чаще рекомендуют генетический анализ для людей, у членов семьи или близких родственников которых была ранняя форма болезни Альцгеймера. Примерно каждый четвертый случай болезни Альцгеймера встречается в семье, где такой диагноз уже есть у двух и более человек.

Кроме того, примерно у 2–5% пациентов выраженные симптомы болезни Альцгеймера появляются в возрасте младше 65 лет — это так называемая ранняя форма болезни. Наличие ранней формы заболевания у родственников — веская причина для проведения генетического анализа.

У детей, братьев и сестер человека с болезнью Альцгеймера риск развития этого заболевания составляет 20–25%, что в 2,5 раза выше, чем у обычного человека. Наличие нескольких больных родственников на одной стороне семейного дерева, особенно если их симптомы появились в возрасте до 70 лет, увеличивает риск возникновения болезни Альцгеймера до 30–50%.

В настоящее время известны три гена, присутствие которых значительно повышает вероятность развития симптомов, если у близких родственников была ранняя форма болезни Альцгеймера, то есть у них деменция возникла в возрасте до 65 лет. Это гены белков пресенилин-1, пресенилин-2 и белка-предшественника бета-амилоида (А4), все они связаны с переработкой бета-амилоида, своего рода белкового мусора, который не выводится должным образом и накапливается в клетках мозга, подобно грязи в засорившейся раковине (очень похоже на болезнь Гоше, описанную в прошлой главе, но накопление идет именно в нервных клетках, а не в печени, селезенке или костном мозге). Мутации в этих генах приводят к увеличению вероятности развития заболевания в течение жизни до 90% и даже более.

Вначале ее мать ушла с работы и целыми днями ухаживала за мужем. Позже его поместили в санаторий, поскольку он становился все более и более раздражительным и рассеянным. К несчастью, в этот напряженный период у матери Лидии развился рак яичников, из-за которого она в итоге умерла.

Затем Лидия упомянула своего дядю Мартина с отцовской стороны, которому диагностировали болезнь Альцгеймера незадолго до того, как ему исполнилось 60 лет, и он умер от нее несколько лет назад. Поскольку ее дядя был женат на женщине из Аризоны, то он переехал в этот штат, и Лидия не знала подробностей его жизни, но была уверена насчет диагноза.

Сведения об остальных — дедушках, прадедушках, кузенах и других членах семьи — были обрывочные. У Лидии был брат, но они не общались. Небольшая семья не позволяет собрать адекватный семейный анамнез, но это то, с чем нам приходится работать. Несмотря на недостающие детали в семейной истории, то, что я услышал, меня встревожило. Такое положение дел указывало на наследственную форму ранней болезни Альцгеймера.

Был еще один настораживающий факт: ее фамилия — немецкого происхождения, однако родственники со стороны отца приехали в США из Центральной России. Это напомнило мне кое-что. Наследственная форма болезни Альцгеймера распространена среди поволжских немцев. Эта замкнутая этническая группа образовалась в XVIII в. из-за того, что Екатерина II поощряла иммиграцию.

Культура немцев отличалась от окружающих их славянских народов, и, возможно, поэтому они были склонны к внутригрупповым бракам, образуя так называемый генетический остров. Как я уже писал раньше, это понятие отражает ситуацию, когда люди вступают в браки внутри своей группы чаще, чем с представителями других групп, как правило из-за требований культуры.

Болезнь Альцгеймера так легко распространяется, поскольку поражает взрослых, и ее симптомы проявляются, когда у человека уже есть дети. Поэтому такие поздно проявляющиеся мутации, как та, что вызывает наследственную форму болезни Альцгеймера, могли передаваться через многие поколения поволжских немцев, и из-за эффекта основателя определенные изменения в последовательности ДНК оказались широко распространены в этой этнической группе.

Можно проследить, чтобы дети не унаследовали мутацию

Таким образом, происхождение Лидии повышало риск того, что ее семья несет одну из мутаций, отвечающих за развитие наследственной болезни Альцгеймера, и это усилило мое беспокойство.

Итак, один и тот же человек, Лидия, была готова сделать генетическое тестирование для определения риска развития рака яичников и что-то предпринять, если понадобится, но у нее было гораздо меньше желания делать анализ на неизлечимую раннюю форму болезни Альцгеймера, для которой нет четкой программы действий, если анализ даст положительный результат. Надо добавить, что по сегодняшний день Лидия так и не сделала этот генетический анализ, по крайней мере в моей клинике.

В научной литературе обсуждается, не будут ли генетические анализы на неизлечимые заболевания, такие как болезнь Альцгеймера, способствовать появлению депрессии, повышенной тревожности и других расстройств, в первую очередь склонности к самоубийству. Несколько лет назад в хорошо продуманном статистическом клиническом исследовании было показано, что среди людей без симптомов болезни Альцгеймера, но имеющих больных родителей, тех, кто прошел генетическое тестирование на выявление APOE e4 и узнал свои результаты, тревожность, депрессия и другие расстройства были выражены не сильнее, чем у тех, кто не проходил тестирования. При этом неудивительно, что среди получивших положительные результаты анализа уровень тревожности был выше, чем среди получивших отрицательные.

Любое клиническое исследование имеет определенные ограничения. В этой работе исключили участников (по понятным этическим причинам), которые перед проведением тестирования признались, что могут покончить жизнь самоубийством, если результат анализа на ген APOE e4 будет положительным. Таким образом, те самые люди, которые наиболее чувствительны к худшим результатам генетического анализа, были исключены из исследования, что затрудняет перенос его результатов на сотни тысяч других пациентов.

Одно из направлений работы фонда – поддержка издания научно-популярных книг.

Моей замечательной семье:

И хотя мы не любим прилюдно обнажаться, мы это делаем, когда появляется веская причина. Например, в кабинете врача. Мы раздеваемся, несмотря на чувство неловкости, располагаемся на столе для обследований, который обычно бывает холодным, мы позволяем врачу увидеть самые интимные части нашего тела, так как знаем, что, несмотря на неудобство, это позволит сохранить здоровье. И наоборот, сокрытие от врача этих областей тела может стать причиной страданий или закончиться совсем плохо. По тем же причинам люди решают поделиться своей интимностью in silico[1] и открыть врачам доступ к личной генетической информации. В перспективе с помощью таких сведений медицина сможет обеспечить около 150 лет жизни без болезней. И это не астрология, это честная, добросовестная биологическая наука. Но неужели это возможно?

Как только мы нашли мутацию, вызывающую излечимое заболевание, врач и пациент оказываются перед дорогой, уходящей за горизонт. Дорога эта может разветвляться. Существуют разные варианты дальнейших действий. Возьмем, к примеру, ген BRCA1, связанный с развитием рака груди и яичников. Про него написаны терабайты

Читайте также: