изменить свой образ жизни, заботясь о своем сердце с помощью физических упражнений и лучшего питания, а также оставаясь умственно и социально активными со среднего возраста, что, как известно, снижает риск заболевания.
Джеймс Уотсон, один из первооткрывателей двойной спиральной структуры ДНК, был одним из первых людей, у которых был секвенирован весь геном ДНК в 2009 году, когда ему было семьдесят девять. Когда результаты были опубликованы, он попросил, чтобы ему ничего не говорили о его статусе APOE. Он не хотел знать, что его ждет. Он видел, как у одной из его бабушек развилась болезнь Альцгеймера, и не хотел переживать из-за того, что его будет ждать то же самое[429]. Достаточно плохо знать, что тебе придется умереть в какой-то момент в будущем, но знать точную дату еще хуже.
Большинство заболеваний начинаются по сложной полигенной схеме, при этом на риск заболеть влияют вариации во многих генах, а не одно-единственное изменение, абсолютно определяющее наступление болезни. Известно около 6000 заболеваний, вызываемых мутациями в отдельных генах, таких как хантингтин. Большинство из них затрагивает небольшое число людей в отдельных семьях. Тестирование на носительство определенного SNP, связанного с заболеванием, в настоящее время обычное дело, особенно если известно, что такое заболевание есть у родственника. Более захватывающая перспектива состоит не только в том, чтобы секвенировать небольшие участки нашей ДНК, но чтобы проделать это со всей ДНК. Это уже будет следующая революция в здравоохранении. Благодаря значительному улучшению технологии секвенирования ДНК геномные данные в настоящее время определяются с поразительной скоростью. Теперь можно секвенировать геном человека примерно за 1000 долларов США и менее чем за сутки[430].
Однажды обеспокоенные родители отвезли своего пятинедельного мальчика в отделение неотложной помощи Детской больницы Рэди в Сан-Диего после того, как он безутешно плакал в течение двух часов. Родители были взволнованы, поскольку десять лет назад у них был ребенок с похожими симптомами, которые прогрессировали до тяжелых эпилептических припадков и смерти. Рентген показал, что в мозге ребенка есть повреждения. Хотя состояние ребенка требовало принятия срочных мер, врачи знали, что его симптомам соответствуют по меньшей мере 1500 различных заболеваний, но не имели достаточной информации для точной постановки диагноза. Многие из возможных заболеваний были генетическими. Кроме того, родители были двоюродными братом и сестрой. Поэтому врачи решили попытаться поставить диагноз, секвенировав ДНК ребенка. Через семнадцать часов после поступления они отправили образец крови мальчика в Институт геномной медицины Рэди, чтобы можно было секвенировать его ДНК. Пока они ждали, у ребенка начались судороги.
Всего через шестнадцать часов после того, как была собрана кровь ребенка, пришли результаты секвенирования ДНК. Была обнаружена мутация, которая вызвала синдром дисфункции метаболизма тиамина 2-й степени, рецессивное генетическое заболевание, при котором белок, транспортирующий витамин В1, не функционирует. Теперь врачи точно знали, что делать. Чтобы компенсировать отсутствие функции переносчика, ребенку дали раствор, содержащий три простых химических вещества, включая витамин В1. После еще одного короткого припадка судороги прекратились. Через шесть часов после получения первой дозы раствора ребенок перестал плакать и начал с удовольствием есть. На следующий день родители забрали его домой. Полгода спустя с ним уже было все в порядке[431].
Без диагноза, полученного в результате секвенирования, врачи могли только пробовать одно противосудорожное лекарство за другим, отчаянно надеясь, что найдут то, которое сработает, пока не стало бы слишком поздно. Дальнейшее секвенирование подтвердило, что оба родителя были носителями синдрома дисфункции метаболизма тиамина-2. Вполне вероятно, что их первый ребенок умер от того же заболевания, когда врачи были бессильны предотвратить его. Быстрое секвенирование всего генома при подозрении на генетическое заболевание — это будущее медицины, особенно для новорожденных[432].
Секвенирование ДНК настолько дешево, быстро и информативно, что, вероятно, полная расшифровка генома вскоре станет доступна всем. Рак возникает в результате мутаций, поэтому можно секвенировать опухолевые клетки, чтобы точно выяснить, что превратило их в раковые. И тогда лечение будет направлено на конкретный вид рака. Это пример персонализированной медицины, где лечение подбирается с учетом конкретного пациента и его состояния, вместо того, чтобы рекомендовать одно и то же лечение для каждого человека с таким же диагнозом. Секвенирование ДНК может произойти даже до рождения, когда секвенируется образец ДНК плода. Тогда врачи будут заранее знать, родится ли ребенок с потенциально опасным для жизни генетическим заболеванием, и смогут при необходимости правильно лечить новорожденного ребенка. Введение данных ДНК в компьютер, имеющий приложение с алгоритмами машинного обучения, дает возможность увидеть, будет ли у ребенка риск получить различные заболевания на протяжении всей его жизни. Генетика почти всех заболеваний полигенна, и многие варианты последовательности ДНК изменяют шансы развития болезни. Если мы знаем о своих рисках, мы можем изменить наш образ жизни и регулярно проверяться. Например, при высоком риске рака молочной железы маммографию можно проводить чаще и с более раннего возраста. Диагностика заболевания может быть улучшена с помощью информации о ДНК в дополнение к симптомам пациента.
Мы уже используем данные секвенирования ДНК для скрининга эмбрионов на наличие генетических заболеваний. Если вы подозреваете, что можете быть носителем генетического заболевания, можно пройти предимплантационный генетический скрининг. Экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) сначала требуется для получения набора эмбрионов на стадии бластоцисты, состоящего всего из восьми клеток. Для скрининга берется одна клетка, и в матку помещаются только те эмбрионы, которые не содержат болезнетворных мутаций. В Великобритании услуга доступна парам, у которых уже были дети с серьезными генетическими проблемами или если известно, что в их семьях такие проблемы встречались. В июле 2021 года таким образом можно было протестировать пациентов на наличие более 600 состояний[433]. Тесты с секвенированием могут показать не только, будет ли у эмбриона это заболевание, но и носитель ли он с одной копией проблемного гена, а не с двумя. Поэтому потенциально мы сможем имплантировать эмбрионы, которые не только не имеют генетических заболеваний, но и не их носители. Широкое использование подобных программ могло бы в конечном итоге устранить многочисленные генетические заболевания. Считаете ли вы это этичным, зависит от ваших взглядов на ЭКО, а также на ценность и права эмбриона.
Скрининг — отличный метод, но, вместо того чтобы просто наблюдать за последовательностями ДНК, можно было бы вносить в них изменения с целью улучшить их. Мы могли бы давать людям варианты генов, которые распространены, например, у долгожителей, предположительно повышая их шансы на долгую жизнь. В 2012 году была опубликована замечательная статья, в которой было показано, что с помощью генной инженерии
