Как созданный в
России Национальный генетический центр полногеномного секвенирования позволит
вывести на новый уровень борьбу с тяжелыми генетическими заболеваниями? Об этом
корреспондент "РГ" беседует с его руководителем, известным
молекулярным биологом, профессором Константином Севериновым.
Константин Викторович, давайте вначале внесем ясность.
В России года три назад были созданы три генетических центра, подчеркиваю,
мирового уровня. На них выделены очень серьезные средства. А затем создается
национальный геномный центр с гораздо большим финансированием. Возникает
законный вопрос: не дублируют ли они друг друга, распыляя средства бюджета?
Константин Северинов: Нет, не
дублируют. Все эти центры мирового уровня появились за счет средств
правительства в рамках Федеральной научно-технической программы развития
генетических технологий, которая была подписана президентом Путиным в 2019
году. Вначале она планировалась до 2025 года, затем продлена до 2030-го.
У каждого из трех
центров своя специализация - один занимается геномным редактированием и
биомедициной, второй - биобезопасностью, третий - прикладной микробиологией и
сельским хозяйством.
Наш центр
существует на средства технологического партнера правительства, госкорпорации.
Была поставлена задача - создать крупнейший в России центр полногеномного
секвенирования, за короткий срок определить не менее 100 тыс. геномов россиян и
сформировать мощную компьютерную инфраструктуру для хранения и исследования
полученной информации.
Первый такой
подобный геномный проект появился в 2013 году в Великобритании. За шесть лет
они расшифровали 100 тысяч геномов. Вошли во вкус и запланировали сразу миллион
геномов. На сегодня в их базе хранится около 500 тысяч. Крупные центры
геномного секвенирования созданы и работают в ряде стран. Это своего рода
фабрики, где специальные приборы- секвенаторы в автоматическом режиме читают последовательности
ДНK 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Например, наш центр сейчас выдает до 1200
полных человеческих геномов в неделю. Только представьте: геном каждого
человека содержит более 6 млрд букв ДНК. Для точности прочтения каждая буковка
в гигантском геноме человека прочитывается не менее 30 раз. Это огромное
количество данных.
Но сегодня в интернете аналогичные услуги предлагают
различные частные компании. Цена, правда, кусается: 100-150 тысяч рублей за
геном. Но зато все про себя и свои болезни узнаешь.
Константин Северинов: Да,
удовольствие дорогое, но оно требуется далеко не всем. Прежде всего людям, у
которых уже есть генетическое заболевание или подозрение на него. В этом случае
информации, какая конкретно мутация присутствует у пациента, необходима и для
уточнения диагноза, и для подбора терапии. Речь идет прежде всего о ряде
онкологических и редких, так называемых орфанных, наследственных заболеваниях.
Хотя они редкие, диагностика требуется десяткам тысяч людей в год. Понятно, что
при таких ценах она по карману далеко не каждому, этот анализ не покрывается
страховками, и люди вынуждены платить сами или искать помощи у благотворительных
фондов.
А ваши 100 тысяч участников будут счастливчиками и
получат свой геном бесплатно или им придется раскошелиться?
Константин Северинов: Принцип
такой. Определение геномов участников проекта, он называется "100
000+я", бесплатно и проводится на добровольной основе. Около 70 тысяч
участников - сотрудники нашего технологического партнера и их родственники. Подавляющее
большинство из них здоровы и не имеют генетических заболеваний. Так как
предприятия партнера представлены во всех регионах страны, мы получим очень
масштабный срез генетического и демографического разнообразия жителей России.
Параллельно наш центр бесплатно определяет геномы 30 тысяч пациентов известных
научно-медицинских центров, где занимаются только интересующими нас генетическими
заболеваниями. Это центр Димы Рогачева, Медико-генетический научный центр им.
Бочкова в Москве и ряд других центров в Уфе, Томске и других городах.
То есть, условно говоря, у вас есть два хранилища. В
одном - геномы здоровых, в другом - геномы людей с определенным генетическим
заболеванием. Как их использовать?
Константин Северинов: Mетодами
биоинформатики последовательности ДНК здоровых и больных людей сравниваются
друг с другом. Учитывая объем данных, делается это на находящемся в нашем
центре суперкомпьютере. Мы пытаемся вычленить изменения в ДНК, которые
характерны для больных и отсутствуют у здоровых людей. Такая информация
позволяет определить молекулярную природу заболевания и поставить точный
диагноз, а в ряде случаев выбрать наиболее эффективную стратегию лечения.
Но изменения в генах, которые вызывают связанные с
ними болезни, как раз и выявляют в названных вами медицинских центрах. То есть
ваш просто увеличивает масштабы исследований?
Константин Северинов: Да, такая
работа ведется нашими медицинскими партнерами. С помощью специальных
диагностических наборов врачи-генетики проверяют, нет ли у пациента изменений в
ДНК, которые уже известны и хранятся в специализированных мировых базах данных.
Там в определенной последовательности каталогизированы изменения
последовательностей ДНК, ответственные за то или иное заболевание. Эти базы
созданы в последние десятилетия тысячами ученых всего мира.
Константин
Северинов: Люди становятся россиянами не потому, что у них какой-то специальный
ген, а потому, что они выросли в этой стране и в этой культуре
Но наше знание
генетических поломок, которые приводят к заболеваниям, еще очень ограничено.
Поэтому наши медики даже с помощью самых современных, доступным им методов
диагностики могут поставить диагноз лишь для 50% больных. Для остальных 50%
пациентов постановка диагноза невозможна. Наука пока не знает, какие поломки в каком-то
гене являются причиной болезни. Так вот, одна из главных задач нашего центра -
использовать полногеномные данные для выявление новых, ранее неописанных причин
генетических болезней.
А каков сам принцип такого поиска? Как привязать
определенную мутацию к определенной болезни?
Константин Северинов: Поиск
основан на сравнении геномов больных и здоровых людей. Точность поиска тем
больше, чем больше людей в обеих группах. Чем больше мы обнаруживаем людей с
определенной мутацией и определенной болезнью, тем выше вероятность их
взаимосвязи. Именно поэтому нам необходимо такое большое количество участников.
Вообще, в
реальности все несколько сложнее. Исторически люди относятся к разным этносам.
На определенном уровне представители одного этноса генетически отличаются друг
от друга. То есть определенные последовательности ДНК, определенные мутации в
одном этносе встречаются чаще, чем в другом.
Эта специфика
может влиять на вероятность возникновения некоторых заболеваний или на то,
насколько эффективно то или другое лекарство действует на человека. Поэтому
поиск в генах "виновников" болезней мы ведем с учетом этничности как
здоровых людей, так и пациентов. Получение генетических "портретов"
народов нашей страны является одной из важных задач нашего центра. При огромном
многообразии этносов России такую задачу не сможет решить ни один институт,
вуз, тем более частная фирма.
Пару лет назад один из трех центров мирового уровня
объявил, что впервые расшифрован полный геном россиянина. В соцсетях сразу
заговорили о нашей специфике, нашей особости...
Константин Северинов: В этих
вопросах надо быть предельно осторожными и точными. Ни о каком специальном
российском гене или национальном российском геноме речи не идет, их не
существует. Для народов, которые по разным причинам жили долгое время в
условиях почти полной изоляции, например, для австралийских аборигенов или
некоторых малых коренных северных народов, можно говорить о генетических
особенностях, которые типичны именно для них. Но для больших народов со сложной
историей, где на огромной территории на протяжении веков перемешивались самые
разные этносы, говорить о каком-то специфическом национальном геноме
бессмысленно и вредно. Люди становятся россиянами не потому, что у них какой-то
специальный ген, а потому, что они выросли в этой стране и в этой культуре.
Расшифровка генома - это самые высокие технологии.
Помню, что почти на каждой встрече ученых с президентом страны главной
проблемой называли сбои поставок из-за рубежа реагентов для секвенаторов. У вас
она решена?
Константин Северинов: Это
действительно очень больной вопрос. Например, незадолго до старта нашего
проекта была проведена проверка, которая выявила, что имеющийся в нашей стране
парк из нескольких сотен различных секвенаторов загружен в лучшем случае на 15%.
Одна из причин - отсутствие средств на дорогостоящие и скоропортящиеся реагенты
и невозможность наладить их ритмичную поставку. У нас такой проблемы нет.
Техника обеспечена реагентами на все время проекта и работает на износ 24 часа
семь дней в неделю.
Сколько уже расшифровано геномов? Когда можно ожидать
первых результатов?
Константин Северинов: Мы начали
работать чуть более года назад. На сегодня собрали уже более 50 тысяч образцов
генетического материала, определили и заложили в базу более 35 тысяч геномов, а
намеченной цели в 100 тысяч достигнем к концу следующего года.
Есть первые
результаты. В некотором смысле мы на них обречены. Как уже говорил, наши
медицинские партнеры признают, что в 50% случаев они не могут поставить точный
диагноз. А значит, фактически лечат наобум.
Работая с
переданными нам генетическими образцами пациентов, мы нашли уже не десятки, а
сотни новых вариантов мутаций, которые с большой долей уверенности вызывают те
или иные болезни. Задача - подтвердить, доказать клиническую значимость этих
находок. В 2025 году мы планируем создать центр клеточной инженерии для
экспериментального подтверждения обнаруженных находок методами генного
редактирования.
Это позволит
значительно расширить возможности диагноза, принесет реальную пользу тысячам
людей.