От плесени к человеку. Взгляд Эдварда Льюиса Тэйтума на будущее медицины.

«Если я и видел дальше, то потому, что стоял на плечах гигантов» (Сэр Исаак Ньютон)

Более 40 лет тому назад, точнее – в мае 1966 года, Эдвард Тэйтум, столетие со дня рождения которого будет отмечаться в декабре этого года, выступил с провидческой речью о будущем медицины.  Тэйтум был одним из отцов-основателей заново возникшей области науки – молекулярной биологии. В 1958 г. он получил Нобелевскую премию по медицине за свои работы 1930-40х гг. совместно с Джорджем Бидлом по радиационно-индуцированным изменениям грибка Neurospora crassa. Они показали, что гены контролируют метаболические процессы, определяя функции конкретных ферментов. Это открытие привело к появлению гипотезы «один ген – один энзим».  Двуспиральная структура ДНК была открыта лишь за 5 лет до этого, и, кроме того, в 1958 году Крик сформулировал центральную догму молекулярной биологии, где все было сведено воедино.

Тэйтум, вероятно, мыслил с тех пор о влиянии, которое эти новые биологические концепции могут оказать на здоровье и благополучие человека. С настоятельным предупреждением о том, что предсказание будущего не является его занятием, он в своем выступлении стремится предсказать, в какой мере эти открытия могли бы изменить медицину в последующие 10 или 20 лет.  Для нас, имеющих выгодную возможность оглянуться назад, удивительно видеть результат этих предсказаний. За исключением иммунологии и неврологии, о которых шла речь в других выступлениях на той же встрече, Тэйтум был весьма точен в предсказании общих направлений, по которым новые знания поведут  медицинскую науку, а также в описании тех терапевтических целей, к достижению которых будет стремиться  медицина.  Другие предсказания менее точны, в основном, в отношении сроков исполнения и сложности задач.

Однако, настоятельное предупреждение Тэйтума в начале его выступления о росте мирового населения и ограниченности естественных ресурсов не было последовано. На основании современных знаний мы могли бы также добавить к этим угрозам и климатические изменения. Даже если ужасные последствия, прогнозируемые им, еще не достигли полного развития, то мы уже видим их появление.  К сожалению, реакции политиков, такие, как военные авантюры для обеспечения безопасности ресурсов, неудачи политических усилий, не направленные, в первую очередь, на создание стабильных и конкурентоспособных экономик в развивающемся мире и отсутствие решений, или даже прямое отрицание климатических изменений, являются в большой мере неадекватными ответами на эти вызовы. Эти предостережения сегодня являются даже более актуальными, чем что-либо другое, и изменения в политических подходах для того, чтобы справиться с этими  проблемами, нужны еще в большей мере, чем когда-либо.

Согласно его предсказаниям, молекулярная вирусология привела к огромному прорыву в понимание биологии многих вирусов и, как следствие этого, – к  разработке новых и эффективных стратегий борьбы с вирусными болезнями.  Однако мы все еще далеки  от победы над  «почти всеми» вирусными заболеваниями.

Высокая  изменчивость ряда вирусов, позволяющая им избегать исходно эффективной терапии, не могла быть им предсказана.  Еще менее предсказуемым оказалось появление новых вирусных болезней, вызываемых ВИЧ, вирусом Эбола, SARS.  Некоторые из них возникли из патогенных вирусов животных. Урок, который предстоит усвоить, состоит в том, что  взаимодействия в системе «вирус-человек» являются частью нашей генетической организации и эволюционного наследия и, вероятно, всегда будут оставаться важными для человечества. Несомненно, что будут возникать новые проблемы, однако постоянный рост  знаний в области биологии будет повышать наши возможности в борьбе с вирусными заболеваниями путем профилактики и эффективного лечения.

С другой стороны, вирусы  стали важным инструментом исследования и, как предвидел Тэйтум, они могут быть использованы для внесения терапевтической ДНК в дефектные клетки-мишени. Задолго до создания методов культивирования и  клеток человека, он предположил протокол генной терапии гепатоцитов ex vivo. На выступление Тейтума часто ссылаются как на одно из первых предсказаний возможности генной терапии человека. Однако  потребовалось время до начала 90-х годов, когда были проведены первые клинические испытания, и еще почти 10 лет после этого до первого успешного опыта лечения в 1999 г больных с тяжелым комбинированным иммунодефицитом, сцепленным с Х-хромосомой.

Аналогично, не отрицая большие успехи в исследовании и лечении рака, что подтверждает общее направление предсказаний Тэйтума, прогноз познания основных причин рака в пределах указанных им сроков кажется чересчур оптимистичным, несмотря на признание большой сложности этой группы заболеваний. Возникновение клеточной биологии, которая объединяет открытия молекулярной биологии на уровне клетки -  мельчайшей единицы живого – является одним из достижений биомедицинской науки для достижения желаемых целей в познании рака и других заболеваний. И в самом деле, сегодня, спустя примерно 40 лет,  знания молекулярной и клеточной биологии, иммунологии и молекулярной фармакологии, включая генную терапию, объединенные в базовый научный арсенал молекулярной медицины, начинают обеспечивать первые эффективные профилактические мероприятия и исцеляющее лечение, которые предсказывались ранее.

Несмотря на знания о генных мутациях как молекулярной основе генетических заболеваний, понадобилось около 20 лет для того, чтобы разработать стратегию выявления отдельных генов и мутаций, ответственных за большинство этих заболеваний, при которых фенотип не всегда указывает на то, какой именно  белок является дефектным. Эта стратегия «обратной генетики» или «позиционного клонирования» была впервые использована при  анализе хронического грануломатоза и миодистрофии Дюшенна в 1986 году, затем в 1989 г. – при изучении кистофиброза и в 1990 г. – нейрофиброматоза I типа. Эти поиски генов потребовали совместных усилий ученых разных стран на протяжении более 10 лет. В настоящее время, на основе результатов завершенного проекта «Геном Человека» и набора маркеров, перекрывающих весь геном, такой поиск генов может быть осуществлен в течение месяцев или даже недель. Эти огромные шаги вперед стали возможными только благодаря предшествующему развитию методов работы с рекомбинантными ДНК in vitro и технологий молекулярного клонирования в середине 70-х и 80-х годах.

Идеи Тэйтума о применении знаний молекулярной биологии для выявления у носителей генных мутаций, которые приводят к развитию болезней, были реализованы в начале 80-х годов в отношении многих моногенных болезней. Тэйтум, несомненно, был вдохновлен глубоко гуманистической ответственностью, стремясь к цели «улучшения жизни, наследственности и здоровья человека». Однако, социальная концепция  «евгенической инженерии» состоящая в том , чтобы сделать «скромную попытку снизить частоту и экспрессию нежелательных генов» путем «более важного … общего восприятия индивидами их социальной ответственности с тем, чтобы не передавать эти гены по наследству» не может  быть не оспорена. Речь тут не только идёт о неудачном использовании исторически скомпрометированного выражения «евгеника». Идея общественного или морального давления с целью повлиять на индивидуальные решения в плане репродукции, ради предполагаемого «большего блага человечества»  в весьма отдаленном будущем, не может быть принята безоговорочно. Мы уже видим, что  определение последовательности генома индивидуумов может дать информацию о множестве нежелательных генетических признаков. Вероятно, у каждого человека можно показать наличие одного или нескольких таких генов. Поскольку в настоящее время все шире принимается принцип «хорошей практики» в ДНК-диагностике, то надо уделять большое внимание тому, чтобы обрабатывать эти данные конфиденциально, и чтобы избегать в ходе профессионального генетического консультирования излишней демонстрации и ненужного беспокойства, а также дать возможность обследуемому лицу принять информированные решения по вопросам репродукции и/или образу жизни, в соответствии с его персональным выбором. Такие индивидуальные решения, конечно, могут в большой мере зависеть  от перспектив эффективного или даже исцеляющего лечения и успехов репродуктивной медицины. Дальнейшее совершенствование в этих областях медицины находится в пределах нашей ответственности, во исполнение гуманистических заветов Тэйтума.

Эдвард Льюис Тэйтум был одним из научных гигантов, на плечах которых мы стоим в ходе дальнейшего развития молекулярной биологии и ее применения во имя здоровья и благополучия человека. Успехи медицины за последние 40 лет, как он и предсказывал, предлагали ранее и предлагают теперь новые решения, в том числе генную терапию. Даже его взгляды на лечение генетического заболевания путем коррекции мутации кажется нам теперь выполнимой целью. Если она будет достижима и безопасна для будущих поколений, то надо решить, может ли быть разработан подход к коррекции нежелательных генных последовательностей на уровне зародышевых клеток, обоснованный с точки зрения медицины и приемлемый с позиций этики.