Человек редактированный, или Биомедицина будущего - Киселев Сергей Владимирович

Это известие в немалой степени подогрело обстановку, но то, что рассказал китайский ученый, буквально всех потрясло.

ВИЧ как мишень

Причины того, почему Хэ Цзянькуй взялся именно за эту тему, достоверно не ясны. Пока известно только, что молодой ученый решил поработать с людьми, которые являются носителями вируса иммунодефицита человека (ВИЧ), вызывающего синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД). Как мы все знаем, этот вирус может приводить к тяжелым последствиям и способен передаваться по наследству. Но известно также, что к ВИЧ люди имеют различную чувствительность.

Например, чернокожие жители тропических стран обладают высокой чувствительностью к ВИЧ и с большой вероятностью могут быть ВИЧ-инфицированными, причем вирус встраивается в их геном и в дальнейшем присутствует в иммунной системе. Весьма вероятны и проявления самого заболевания — СПИДа.

У жителей Южной Европы — итальянцев, французов — вероятность ВИЧ-инфицирования более низкая. Еще ниже она в Северной Европе (Скандинавия, Россия). Когда стали изучать на молекулярно-генетическом уровне, в чем причина такой разницы, то оказалось, что вообще вирус иммунодефицита человека обладает весьма высокой специфичностью: он заражает особый тип лимфоцитов — Т-клетки-помощники (Т-хелперы). А на поверхности этих Т-клеток-помощников находится среди прочего рецептор CCR5, или хемокиновый рецептор.

Хемокины — это особые биологические молекулы, которые привлекают клетки примерно так, как запах колбасы собаку: они заставляют клетки, в частности лимфоциты, двигаться в направлении источника «запаха» путем воздействия на их хемокиновые рецепторы. И тот же самый рецептор хемокина CCR5 используется вирусом для проникновения внутрь лимфоцита. Известно также, что чувствительность различных людей к ВИЧ-инфекции опосредуется через генетические варианты хемокинового рецептора.

Уже говорилось, что мутации — это просто изменения. Для человека различные мутации хемокинового рецептора считаются популяционной нормой и называются полиморфизмом. Мы помним, что каждый ген имеет в клетке две копии: одна пришла от мамы, другая от папы. И если, к примеру, одна копия гена хемокинового рецептора полностью «нормальная», то есть наиболее часто встречающаяся, то вторая может содержать вполне определенную мутацию: в ней отсутствуют тридцать два нуклеотида, и такой мутированный ген называется CCR5-дельта-32. Так вот оказалось, что при наличии одной копии такой мутации (гетерозигота) риск заболеть СПИДом будет значительно ниже, чем если у человека имеются две нормальные (на биологическом сленге — «дикие») копии этого гена. А если и от папы, и от мамы достались мутантные варианты дельта-32, то человек оказывается устойчив к вирусу.

География здесь играет пока непонятную, но важную роль. Чем дальше на север, тем чаще встречаются люди, у которых имеются в той или иной форме мутации CCR5-дельта 32. Так, на территориях к югу от Средиземного, Черного и Каспийского морей всего три—пять процентов населения имеют полиморфный вариант гена CCR5-дельта-32, а на территориях, лежащих к северу, — от восьми до шестнадцати процентов. К таким удивительным последствиям приводит природный, абсолютно естественный полиморфизм.

Китай в этом смысле — достаточно южная страна, в которой встречается только «дикий» тип рецептора CCR5. Молодой амбициозный ученый Хэ Цзянькуй решил помочь тем родителям, которые заражены вирусом СПИДа, и ввести в их будущих детей мутацию хемокинового рецептора CCR5-дельта-32, чтобы снизить вероятность заболевания СПИДом. Причем не просто ввести мутацию в соматические клетки рожденных детишек, а сделать так, чтобы эта новая для них мутация появилась в китайской популяции и могла бы передаваться по наследству, то есть и дети этих детей оказались бы защищенными от ВИЧ.

Конечно, есть возможность (кстати, используемая одной из коммерческих компаний для разработки технологии лечения), когда просто берут кровь у больных СПИДом, вводят в клетки крови эту же мутацию и помещают клетки обратно в организм. Но в популяции такие вылеченные гены не останутся — они не наследуются. А Хэ Цзянькуй хотел, чтобы они именно передались по наследству.

Надо сказать, что китайский ученый не собирался проводить свое исследование нелегально. На самом деле в определенный момент (правда, уже после того как он начал свой эксперимент) Хэ Цзянькуй направил в китайский Регистр клинических исследований запрос, чтобы ему разрешили это сделать. Однако китайский регулятор ответил, что разрешения ему не даст. Скорее всего, и информация о том, чем занимается ученый, утекла в средства массовой информации из китайского Регистра клинических исследований.

Но здесь опять-таки важно, что хотя намеченная конференция была весьма престижной, Китай в последний момент отказался от ее проведения и она состоялась пусть и рядом с Китаем, но в автономном регионе. По-видимому, отказом принять на своей территории эту конференцию Китай показал, что знает о сути эксперимента, выполненного китайским ученым, и хочет от него дистанцироваться, но не будет мешать тому, чтобы о случившемся узнал весь мир.

Самый смелый из «тысячи талантов»

История первого в мире наследуемого редактирования генома человека на долгое время оказалась в центре внимания биологии и регенеративной медицины. И это понятно, потому что очень велики надежды на биомедицину — на то, что человечество сможет более эффективно управлять такой сложной биологической системой, как человек, внося необходимые поправки на генном или клеточном уровне.

Хэ Цзянькуй родился в 1984 году в Китае, после окончания университета уехал в США учиться в аспирантуре, в 2010 году защитил диссертацию на соискание ученой степени (PhD, соответствует кандидату наук) по биофизике, а в 2012 году вернулся в Китай по программе «Тысяча талантов». Это специальная программа, принятая китайским правительством, по возвращению на родину талантливых соотечественников, чтобы они занимались научными исследованиями не за границей, а у себя в Китае.

Программа «Тысяча талантов» сначала была действительно рассчитана на тысячу человек, но потом расширена и продолжает осуществляться. Хэ Цзянькуй получил лабораторию в университете города Шэньчжэнь. Среди тех людей, которых правительство Китая привлекло для работы на родине, он считался одним из самых талантливых. Его называли китайским Эйнштейном, восходящей звездой и т. д. И хотя Хэ Цзянькуй защищал диссертацию по биофизике, после возвращения в Китай он очень плотно занялся редактированием генома. Мы уже знаем, что именно в этот период, с 2012 до 2013 год, стало очень активно развиваться редактирование генома, особенно с помощью системы CR1SPR/Cas9, позволявшей сократить время редактирования до нескольких недель.

Работая по гранту «Тысяча талантов», Хэ Цзянькуй как молодой ученый в 2018 году получил еще дополнительный грант от китайского правительства. Ему предоставили все условия для работы. Помимо научных изысканий, он, как сейчас принято во всем мире, основал семь различных коммерческих компаний как раз в области геномного редактирования, общая стоимость которых оценивается примерно в полмиллиарда долларов. Однако поначалу об эмбрионах человека речи не шло.

По словам ученого, его увлечение редактированием генома человека началось только в последние годы, но никаких публикаций у него на эту тему не было. В основном Хэ Цзянькуй пытался проводить геномное редактирование на мышах, но ни на обезьянах, ни на эмбрионах человека он не работал — по крайней мере, никто не знал его как исследователя в этой области.

Тем более поразительной для всех была новость, появившаяся за сутки до открытия международного симпозиума, о том, что Хэ Цзянькуй не только провел геномное редактирование эмбрионов человека, но и трансплантировал их и что уже родились два ребенка с отредактированным геномом. Новость облетела весь мир: сначала она была опубликована одним журналистом в твиттере, потом перепечатана в журнале Массачусетского института технологии (MIT). Этот еженедельный внутренний журнал публикует обзорные статьи по последним достижениям науки, поэтому новость об уникальном эксперименте стала очень быстро тиражироваться другими СМИ.