Б.Г. Юдин
РЕДАКТИРОВАНИЕ ГЕНОМА: СОЦИАЛЬНО-ЭТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ (Реферативный обзор)
В реферативном обзоре анализируются дискуссии по этическим проблемам, возникающим в последнее время в связи с развитием новой биомедицинской технологии, получившей название «редактирование генов» (gene editing).
29 апреля 2015 г. (2) за подписью директора Национальных институтов здоровья (НИЗ) США Ф. Коллинза было опубликовано заявление, касающееся финансирования этим учреждением исследований, в которых эта технология будет применяться к эмбрионам человека. Редактирование генов - это область исследований, направленных на модификацию генов живых организмов, с тем чтобы лучше понять функционирование генов и продвинуться в применении связанных с этим новых технологий в терапевтической практике с целью исправления генетических аномалий. Не так давно китайские исследователи описали свои эксперименты на нежизнеспособных эмбрионах человека, направленные на модификацию гена, ответственного за потенциально фатальное заболевание крови, с использованием технологии редактирования генов, которая получила название CRISPR/Cas9.
Редактирование генов уже широко используется в изучении многих организмов. Например, технология CRISPR/Cas9 существенно сокращает время, необходимое для создания таких моделей болезни, которые получили название «нокаутная мышь». Это облегчает исследователям изучение генетических причин интересующих их болезней. Данная технология используется также для разработки нового поколения антимикробных препаратов, которые можно специфически нацеливать на вредоносные линии бактерий
и вирусов. В первом клиническом приложении редактирования генома эта методика использовалась для создания в иммунных клетках человека сопротивляемости к ВИЧ-1, что по крайней мере у одного индивида вызвало понижение вирусной нагрузки до невы-являемого уровня. НИЗ поддерживают такого рода исследования.
Вместе с тем НИЗ будут финансировать применение не всех технологий редактирования генов к эмбрионам человека. Идея изменения человеческой зародышевой линии на уровне эмбриона с клиническими целями обсуждалась на протяжении многих лет с самых разных точек зрения и почти повсеместно рассматривается в качестве линии, пересекать которую не следует. Технологические достижения открывают перед человечеством новый «элегантный» путь в редактировании генома, тем не менее остаются серьезные возражения против того, чтобы включаться в эту деятельность: серьезные и не поддающиеся количественному учету проблемы безопасности; этические проблемы, связанные с такими изменениями зародышевой линии, которые будут передаваться индивидам следующего поколения без их согласия; недостаток убедительных медицинских приложений, которые оправдывали бы применение CRISPR/Cas9 к эмбрионам.
В настоящее время в США действует множество законодательных и нормативных запретов против такого рода активности. НИЗ продолжат свою поддержку самых разнообразных инноваций в биомедицинских исследованиях, но только в той степени, в которой эти инновации соответствуют твердо установленным научным и этическим принципам.
В самом начале декабря 2015 г. этические проблемы редактирования генов обсуждались сразу на двух международных форумах. В Страсбурге на пленарном заседании Комитета по биоэтике Совета Европы было принято Заявление о технологиях редактирования генома (5). В нем, в частности, отмечается, что разработка новых технологий редактирования генома, таких как CRISPR/Cas9, вызвала серьезную реакцию не только общественности, но и научного сообщества. Методы модификации генов используются уже в течение нескольких десятилетий и играют большую роль в биомедицинских исследованиях. Новые же технологии редактирования генома позволяют осуществлять простые и точные модификации у широкого спектра биологических видов.
Широко поддерживается использование этих технологий для лучшего понимания причин болезней и их лечения; они обладают значительным потенциалом для исследований в этой области и для
улучшения здоровья людей. Однако их применение к гаметам или эмбрионам человека порождает множество этических, социальных и сопряженных с безопасностью проблем, особенно в тех случаях, когда та или иная модификация генома может передаваться будущим поколениям. Вследствие этого во всем мире многие видные эксперты, и не только из сферы биомедицины, призывают к глубокому анализу потенциальных рисков редактирования генома и к проведению региональных дискуссий относительно применения этих технологий к человеку.
В связи с этим Комитет по биоэтике Совета Европы подчеркивает важность положений, изложенных в Конвенции Совета Европы о правах человека и биомедицине (Конвенции Овьедо) - единственном международном юридически обязывающем документе, относящемся к правам человека в области биомедицины. Статья 13, п. 1 Конвенции касается беспокойства по поводу генетического улучшения или генетической инженерии зародышевой линии и ограничивает цели любого вмешательства в геном человека, включая его исследования, профилактикой, диагностикой или терапией. Она запрещает также любое вмешательство с целью введения модификации в геном человека, если оно может вызвать изменения генома потомков этого человека. Комитет по биоэтике убежден, что на принципы Конвенции Овьедо можно опираться в международных дебатах по фундаментальным вопросам, порождаемых этими недавними технологическими достижениями; необходимость таких дебатов предусматривается Статьей 28 Конвенции. Комитет готов, исходя из своих полномочий, изучить этические и юридические вызовы, порождаемые новыми технологиями редактирования генома.
Другой международный форум, состоявшийся в начале декабря 2015 г. в Вашингтоне, - Международный саммит по редактированию генов человека - был организован Академией наук КНР, Лондонским Королевским обществом, Национальной академией наук США и Национальной академией медицины США (4). Опубликовано краткое резюме саммита, которое включает подготовленное Оргкомитетом «Заявление Международного саммита о редактировании генов человека». В течение трех дней более 500 участников из разных стран мира обсуждали научные, этические, юридические, социальные и организационные проблемы, возникающие в связи с технологией редактирования генома.
Открывая саммит, председатель оргкомитета, нобелевский лауреат биолог Д. Балтимор (США) отметил: «Наше собрание здесь -
это часть исторического процесса, восходящего к работам Дарвина и Менделя в XIX в. На нас ложится серьезная ответственность перед обществом, поскольку мы понимаем, что, возможно, находимся в переломной точке истории человечества. Сегодня мы чувствуем, что близки к тому, чтобы изменять наследственность человека. Необходимо рассмотреть возникающие в связи с этим вопросы. Каким образом общество хотело бы (если бы вообще хотело) использовать эту возможность?» (4).
К. Раевский (Центр молекулярной медицины им. Макса Дельбрюка) подчеркнул, что новые инструменты для редактирования генов - это продукт более чем 60 лет фундаментальных исследований молекулярной природы молекул ДНК. Предыдущие технологии, давшие возможность изменять ДНК в заранее намеченных местах, и сегодня используются в клинических испытаниях, но они громоздки и трудны для применения. Новая методика, использующая молекулярные сборки, которые называют CRISPR/Cas9, возникла из исследований того, как бактерии защищают себя от вирусной инфекции. Она проста, недорога и может с высокой степенью избирательности воздействовать на последовательности ДНК.
Впрочем, методика CRISPR/Cas9 имеет ряд недостатков: она может изменять ДНК в других локусах помимо намеченных, что ведет к инактивации важных генов, или вызывать хромосомные перестройки. Она может порождать иммунные ответы при введении молекул в организм. Требуется дальнейшая работа над этой технологией, с тем чтобы ее безопасность и эффективность позволили применять ее в клинических приложениях. У. Скарнс (Институт Сенгера, Великобритания) выразил уверенность в том, что в ближайшие пять лет будет реализован потенциал точной медицины, так что можно будет осуществлять любую генетическую модификацию для коррекции болезненных состояний.
Новые методы редактирования генов сегодня оказывают наиболее заметное влияние на фундаментальные биологические и биомедицинские исследования. CRISPR/Cas9 используется для понимания механизмов действия генов, белков и клеток, а также для изучения дифференциации человеческой спермы и яйцеклеток, фертилизации, деления клеток и эмбрионального развития.
Потенциальные применения методов редактирования человеческих генов можно разбить на две категории. Первая категория -это изменения в ДНК соматических клеток человека, включая клетки крови, мускулов, внутренних органов, кожи, костей и соединительных тканей. При редактировании генов вне организма
CRISPR/Cas9 или другая молекула используется для того, чтобы изменить, удалить или добавить ДНК либо модифицировать экспрессию генов в клетках, изъятых из тела или выращенных в культуре. При манипуляциях in vivo отредактированные молекулы вводятся в тело, туда, где размещены клетки-мишени для изменения ДНК.
Примеры использования технологии CRISPR/Cas9 для редактирования генов соматических клеток были представлены Федором Урновым (фирма «Sangamo Biosciences», Калифорния). Таким образом был изменен ген CCR5, содержащийся в Т-клетках крови, которые были экстрагированы из крови ВИЧ-инфицированных людей. При повторном введении в организм измененных клеток оказалось, что у них недостает функциональных рецепторов для вируса. Это снижало эффект ВИЧ и позволяло некоторым пациентам прервать антиретровирусное лечение. Другие упоминавшиеся на саммите мишени для генетического редактирования соматических клеток - это серповидноклеточная анемия, талассемия и другие болезни крови, гепатиты и другие инфекции, иммунодефициты, бесплодие и рак. По словам Урнова, геномное редактирование расширило определение термина «мишень для лекарственного воздействия»: всякая ДНК является такой мишенью.
Вторая категория методов редактирования генома - это изменение последовательностей ДНК в зародышевых клетках человека. Если при редактировании соматических клеток измененные клетки умирают вместе с гибелью пациента и не передаются будущим поколениям, то редактирование клеток зародышевой линии производит такие изменения в ДНК, которые могут наследоваться в цепи поколений.
На саммите обсуждались различные возможности приложения технологии редактирования зародышевой линии. Эта технология может использоваться для изменения болезнетворных генов, наследуемых от одного или обоих родителей, например генов, ответственных за муковисцидоз, серповидноклеточную анемию или болезнь Хантингтона. Ее можно было бы применять и для изменения генетических вариаций, вызывающих бесплодие. Изменение генов возможно применять и для защиты от болезней, например, модифицировать гены, играющие роль в заболеваниях сердца. Редактирование генов зародышевой линии можно было бы направить и на улучшение свойств человека, если бы удалось идентифицировать и модифицировать гены, ответственные за желательные свойства: например, толерантность по отношению к той или иной пище или среде обитания, приостановление возрастной деграда-
ции когнитивных способностей или мускулов, повышение долголетия или изменение ментальных характеристик. Окончательным результатом такого редактирования могут стать постоянные и существенные изменения в генофонде человечества.
В ходе дискуссий выявились кардинальные разногласия относительно желательного будущего технологий редактирования генов. Философ Дж. Харрис (Манчестерский университет, Великобритания) отметил, что ни одна новая биомедицинская технология не является совершенно безопасной и что при половом пути репродукции человека у большого количества детей возникают медицинские проблемы генетического характера. Редактирование генов станет приемлемым, когда польза от него как для индивидов, так и для общества будет превосходить риски. Сегодня как возможные риски и преимущества, так и уровни приемлемого риска остаются неопределенными. С точки зрения Дж. Харриса, редактирование генов человека - средство сделать эволюцию «процессом более рациональным и намного более быстрым, чем дарвиновская эволюция». В какой-то момент, замечает он, человечеству придется выйти за пределы хрупкой планеты и природы, и один из способов сделать это - улучшить природу человека.
В противоположность этому философ Хилли Хакер (Университет Лойола, Чикаго) предложила ввести двухлетний мораторий на фундаментальные исследования в области редактирования зародышевой линии человека, с тем чтобы ООН и соответствующие региональные структуры смогли подготовить международный юридически обязывающий запрет на редактирование зародышевой линии в репродуктивных целях. Целью общества, по ее словам, должно быть улучшение и обеспечение достойной и свободной жизни для каждого человека. Однако в случае редактирования генов будущие риски непредсказуемы, а это значит, что в перспективе вред вполне может перевесить пользу. Будущие родители обязаны уважать моральный статус человеческого эмбриона, однако редактирование генов зародышевой линии не согласуется с этой обязанностью, поскольку эмбрион выступает в качестве собственности или товара.
В связи с перспективами редактирования генов человека неизбежно приходят на память нарушения прав человека, в частности история евгеники в первой половине XX в. По словам историка науки Д. Кевлса (Нью-Йоркский университет), евгеника была не просто маргинальной идеологией, в США и других странах она пользовалась авторитетом среди профессионалов и уважением в
обществе. Ее приверженцы считали, что такие черты, как склонность к преступлениям, слабоумие и нищета, передаются по наследству, так же как и физические свойства. Идеи евгеники привели к насильственной стерилизации и ограничениям на иммиграцию индивидов и групп, которые считались низшими с точки зрения генетики. Только после того как нацисты довели евгенические идеи до ужасающих крайностей, это понятие было дискредитировано. И хотя сегодня евгеника не является мощным движением, некоторые силы, поддерживавшие ее 100 лет назад, действуют и сегодня. Так, экономические силы, стремление снизить затраты на здравоохранение могут побудить людей изменять генетические последовательности, ассоциирующиеся с теми или иными заболеваниями. Вера в то, что гены влияют на поведение или качества человека, может подталкивать к тому, чтобы изменять эти гены у будущих поколений. Потребительский спрос на определенные черты потомков также может побуждать людей прибегать к редактированию генов.
Значительное внимание в рамках саммита было уделено проблемам управления развитием этой технологии. Было отмечено, что управление во все большей мере приобретает международный характер и вместе с тем меняется в направлении от «жесткого» права, для которого характерны требования, обладающие принудительной силой, к «мягкому», которое базируется не на принудительных санкциях, а на механизмах добровольного характера. Меры нового управления расширяют контроль - от правительственных регуляторов, действующих сверху-вниз, до более широкого диапазона принятия решений на уровнях компаний, исследователей, НГО, частно-государственных партнерств и т.д. Немецкий биолог Т. Рейсс (Фраунгоферовский институт системных и инновационных исследований) называет такой подход «респонсибилизацией» (ге8роп8ЛШ2а1:юп): социальные стейкхолдеры и инноваторы несут совместную ответственность за воздействие, последствия, устойчивость и принятие инновации. Респонсибилизация не только инициирует общественное обсуждение или вовлечение стейкхолдеров, но и препятствует выходу науки и технологий за пределы общественного обсуждения и управления, тем самым представляя фундаментальную трансформацию инновационной системы.
На заключительном заседании оргкомитет саммита, включающий биологов, врачей и специалистов по биоэтике, распространил заявление, содержащее выводы по результатам работы этого форума. Заявление содержит положения, касающиеся: 1) проведения
фундаментальных и доклинических исследований; 2) клинического применения к соматическим клеткам; 3) клинического применения к клеткам зародышевой линии; 4) необходимости в дальнейшем регулярного обсуждения этических, социальных и правовых проблем, возникающих в связи с развитием технологии редактирования генов, на международном уровне.
Особое внимание в заявлении уделяется вопросам возможного использования этой технологии к генам зародышевой линии. При этом говорится о необходимости изучения важных проблем, связанных с этой технологией. Существуют риски неточного редактирования (что может привести к мутациям за пределами генов-мишеней) и неполного редактирования клеток на ранней стадии развития эмбриона (что может привести к мозаичности). Сложно предсказать вредоносные эффекты, которые могут быть вызваны: изменением генов в широком диапазоне обстоятельств, с которыми сталкиваются человеческие популяции; обязанностью рассматривать последствия не только для данного индивида, но и для будущих поколений, которые будут носителями измененных генов; тем фактом, что единожды введенное в человеческую популяцию генетическое изменение будет трудно удалить и ограничить пределами одного сообщества или отдельной страны; возможностью того, что постоянные генетические «улучшения» в отдельных субпопуляциях будут становиться источниками социального неравенства; морально-этическими соображениями, касающимися целенаправленного изменения эволюции человека с помощью этой технологии. Было бы безответственно начинать какое-либо клиническое применение этой технологии к клеткам зародышевой линии до тех пор, пока не будут решены вопросы безопасности и эффективности и не будет найден широкий социальный консенсус относительно приемлемости любого предлагаемого приложения.
Джон Тревис (6), редактор отдела новостей журнала «Science», опубликовал на сайте Science Insider, посвященном срочным новостям и аналитическим материалам, связанным с научной политикой, репортаж о работе Международного саммита по редактированию генов человека.
Перед участниками саммита выступил конгрессмен-демократ от штата Иллинойс Билл Фостер - единственный физик среди членов Конгресса. Он заметил, что вопрос, смогут ли ученые и врачи добиться публичного признания улучшения человека с помощью CRISPR и аналогичных инструментов, имеет критическое значение. «Термин CRISPR, - сказал он, - неизвестен многим людям за пре-
делами этого помещения, включая членов Конгресса. Я считаю важным, чтобы первая сторона СМЕРМ которая будет представлена публике, оказалась позитивной. СМЕРЯ и связанные с ней технологии обладают потенциалом, способным революционизировать лечение болезней, но они могут быть использованы и во вред обществу» (6).
Работы с СМЕРЯ начались всего три года назад. СМЕРЯ состоит из фермента, называемого нуклеазой, и участка РНК, который направляется на выступающую в качестве мишени последовательность ДНК. Фермент вызывает точно нацеленные мутации, исправления мутаций или другие изменения. СМЕРЯ преобразует всю биологию - от фундаментальных областей до практических -создания новых сортов сельскохозяйственных растений и животных. Но именно потенциальные возможности применения СМЕРМ к человеку приковали внимание публики и политиков после того, как в 2015 г. впервые китайская команда исследователей сообщила об использовании этой технологии для изменения ДНК эмбрионов человека (нежизнеспособных, созданных в процессе оплодотворения в пробирке), а группа в Великобритании заявила, что она хочет провести аналогичные исследования у себя. Вот в ответ на это и был спешно созван саммит.
Многие сравнивают саммит с конференцией в Асиломаре (Калифорния) в 1975 г., на которой небольшая группа биологов обсуждала новую для того времени, но значительно более грубую технологию рекомбинирования последовательностей ДНК. Она призвала к мораторию на такие работы до тех пор, пока не будут разрешены проблемы, связанные с опасением по поводу случайного выброса генетически модифицированных организмов в окружающую среду. На открытии саммита Д. Балтимор, участвовавший и в Асиломарской конференции, подчеркивал различие между двумя этими событиями. В Асиломаре речь шла о биобезопасности лабораторных экспериментов, тогда как мотивом для проведения нового саммита стали этические проблемы, касающиеся безопасности лечения пациентов. По мнению Балтимора, технология СМЕРМ настолько дешева, широко распространена и легка в применении, что принятие моратория на ее использование наподобие Асиломарского представляется непрактичным.
Одной из тем, обсуждавшихся на саммите, было возможное применение СК^РМ для улучшения человека. Биолог Э. Лэндер, член оргкомитета, задался вопросом: должно ли редактирование генов использоваться для таких целей, как повышение сопротив-
ляемости к болезням, улучшение когнитивных способностей или иное генетическое совершенствование человека. Лэндер считает, что ученые еще слишком мало знают о роли генома человека в познании, поэтому пока опасно вводить постоянные изменения в генофонд человечества.
Во время работы саммита (2 декабря 2015 г.) известный английский философ Дж. Харрис, почетный профессор Манчестерского университета, выступил со статьей в газете «The Guardian» (3). Обсуждая вопрос о редактировании генов эмбрионов, он отметил, что возражения против этой технологии строятся на трех ошибочных допущениях. Первое допущение заключается в том, что редактирование генов неприемлемо, поскольку оно затрагивает будущие поколения; зародышевая линия человека есть нечто священное и неприкосновенное. Второе допущение - это неприемлемый риск для будущих поколений. Третье допущение состоит в следующем: поскольку невозможно получить согласие будущих поколений, нельзя использовать редактирование генов.
Однако необходимо осознавать, что не существует подхода с позиций предосторожности: точно так же, как отсроченная справедливость есть отрицание справедливости, отсроченная терапия есть отрицание терапии. Многие возражения против вмешательства в зародышевую линию основываются на том, что оно влияет на последующие поколения. Но это справедливо не только для всех вспомогательных репродуктивных технологий, но и для всякой репродукции вообще. Считается, что каждый год 7,9 млн детей (6% от количества всех новорожденных в мире) рождаются с серьезными дефектами генетического или частично генетического происхождения (3). Будь половая репродукция не результатом биологической эволюции, а изобретением ученых, она, в силу ее столь серьезной опасности, никогда не была бы лицензирована.
Что касается невозможности получить согласие будущих поколений, то, как замечает Харрис, всем приходится принимать решения за будущих людей, не считаясь с их неизбежно отсутствующим согласием. Все потенциальные родители принимают решения по многим вопросам, затрагивающим их будущих детей, и не задумываются об их согласии. Если в этой сфере и существует какая-либо четкая обязанность, то она состоит в том, чтобы создать ребенка с лучшими характеристиками и крепким здоровьем. Именно это и будет при прочих равных условиях правильным выбором для действий людей.
Репортер журнала «Nature» Ивен Каллауэй в номере от 4 февраля 2016 г. (1) сообщает о том, что ученые в Лондоне получили разрешение на редактирование геномов человеческих эмбрионов в исследовательских целях. 1 февраля Британский комитет по оплодотворению и эмбриологии человека (HFEA) - национальный регулирующий орган - одобрил заявку биолога Кэти Ниакан (Kathy Niakan) из Института им. Фрэнсиса Крика в Лондоне на использование технологии редактирования генома CRISPR/Cas9 для здоровых эмбрионов человека. Группа Ниакан планирует изменение генов, которые активны в первые несколько дней после фертили-зации. Спустя семь дней исследователи остановят эксперимент, после чего эмбрионы будут разрушены.
Считается, что это решение HFEA воодушевит других исследователей (как в Великобритании, так и за рубежом), стремящихся получить разрешение на эксперименты по редактированию генома человеческих эмбрионов. В сентябре 2015 г. группа, возглавляемая Ниакан, объявила, что она подала заявку на проведение редактирования генома - спустя пять месяцев после сообщения китайских исследователей об использовании ими CRISPR/Cas9 для редактирования геномов нежизнеспособных эмбрионов человека. Это вызвало яростные дебаты о том, где должна пролегать черта в генетическом редактировании эмбрионов человека. Исследование английских ученых сможет начаться только после того, как проект будет одобрен локальным этическим комитетом.
Список литературы
1. Callaway E. UK scientists gain licence to edit genes in human embryos // Nature. -2016. - February 4, Vol. 530, N 7588. - D01:10.1038/nature.2016.19270. - Mode of access: http://www.nature.com/news/uk-scientists-gain-licence-to-edit-genes-in-human-embryos-1.19270
2. Collins F. Statement on NIH funding of research using gene-editing technologies in human embryos. - 2015. - Apr. 29. - Mode of access: http://www.nih.gov/about-nih/who-we-are/nih-director/statements/statement-nih-funding-research-using-gene-editing-technologies-human-embryos
3. Harris J. Why human gene editing must not be stopped // The Guardian. - 2015. -Dec. 2. - Mode of access: https://www.theguardian.com/science/2015/dec/02/why-human-gene-editing-must-not-be-stopped
4. International summit on Human gene editing // The National academies of sciences, engineering and medicine. - 2015. - Dec. 1-3. - Mode of access: http://www. nationalacademies.org/cs/groups/genesite/documents/webpage/gene_170582.pdf
5. Statement on genome editing technologies / Committee on bioethics of the Council of Europe (DH-BIO). - Mode of access: https://rm.coe.int/CoERMPublicCommon SearchServices/DisplayDCTMContent?documentId=090000168049034a
6. Travis J. Inside the summit on human gene editing: A reporter's notebook // Science. -2015. - Dec. 4. - D0I:10.1126/science.aad7532. - Mode of access: http://www. sciencemag.org/news/2015/12/inside-summit-human-gene-editing-reporter-s-notebook