Простое начало. Как четыре закона физики формируют живой мир
Шрифт:
На третий день после зачатия каждый из нас состоял всего из 6–10 клеток (см. рисунок). Если бы одну из них тогда изъяли, с нами ничего бы не случилось, хоть на том этапе одна клетка и была существенной долей целого. В этом снова проявляются чудеса самосборки вроде тех, что мы видели в главе 7: оставшиеся клетки и их потомки заполняют пустоты, реагируют на стимулы в соответствии с их местоположением, а не происхождением и формируют в итоге характерный для организма клеточный ансамбль. Извлечь клетку можно с помощью тонких пипеток под микроскопом, как показано на рисунке: удерживая эмбрион одной пипеткой, аккуратно всасывать единичную клетку в другую. Но можно и подождать еще несколько дней, пока клеток не станет около сотни. В этот момент они уже разделены на две легко различимые группы: на скопление, из которого сформируется зародыш, и оболочку, которая станет плацентой. Если взять с периферии десяток клеток, мы получим геном будущего ребенка, при этом клетки – предшественницы зародыша даже не затронем. В сравнении с забором одной клетки, после этой процедуры
Если у нас, как это часто бывает, получится больше одного жизнеспособного эмбриона, мы, в принципе, можем воспользоваться информацией, добытой путем биопсии с анализом зародышевой ДНК, чтобы сознательно выбрать эмбрион для имплантации, а не полагаться на случай16. Например, сегодня уже распространен пренатальный скрининг высокой предрасположенности к моногенным заболеваниям вроде муковисцидоза. Представьте, что у вас есть три эмбриона: геном одного из них содержит ведущую к муковисцидозу мутацию в гене ионного транспортера, а геномы двух других ее лишены. Все три зародыша одинаково неестественны, поскольку получены в результате ЭКО, и одинаково естественны, поскольку сформированы из обычных для природного зачатия комбинаций родительских геномов. Никакого геномного редактирования мы не используем, ничего в ДНК не меняем, но все равно у нас есть элемент выбора: мы сознательно отдаем предпочтение одному из геномов.
Некоторые болезни диагностировать еще проще. Геном животных, как упомянуто в главе 3, представляет собой не одну непрерывную нить ДНК, а совокупность крупных фрагментов, называемых хромосомами. У человека 46 хромосом (23 пары), но из-за ошибок при делении в половую клетку иногда попадает на одну хромосому меньше или больше. Обычно это приводит к гибели зародыша, но не всегда. Например, синдром Дауна развивается, когда у плода оказывается не две, а три 21-х хромосомы. Избыток генетического материала проявляется излишками белков, кодируемых генами 21-й хромосомы, и в результате мы наблюдаем целый спектр симптомов дисфункции нервной и других систем. Обнаружить лишнюю хромосому или выпадение нужной довольно просто. Это не требует ни ЭКО, ни изъятия клеток из эмбриона. При беременности в результате обычного зачатия можно взять образец амниотической жидкости, окружающей плод: в ней более чем достаточно отшелушенных клеток зародыша, чтобы мы могли изучить его генетический багаж.
Хотя геномный анализ эмбрионов in vitro позволяет отбраковывать тех из них, что содержат очевидные генетические детерминатны патологий (моногенных или хромосомных), справится ли он с более сложными признаками? В теории – да. На практике – есть нюансы.
Как мы узнали, генетический компонент многих заболеваний исчисляется тысячами генов, и эти ансамбли выявляют в современных работах по генетическому картированию. Мы умеем распознавать редкие высокорисковые геномы – скажем, 1 из 200 геномов, соответствующий пятикратному увеличению предрасположенности к ИБС, то есть уровню, который заставляет бить тревогу при скрининге моногенных факторов. Поэтому такие экстремальные риски вполне возможно учитывать в современной эмбриональной селекции, и тогда вместо диагностики и лечения мы будем профилактировать болезни – действуя по тому же принципу, что в примере с тремя эмбрионами чуть выше. Отмечу, однако, что в подавляющем большинстве случаев ни один из эмбрионов не продемонстрирует высокого риска – отклонения, способные подтолкнуть нас к отбраковке, встречаются крайне редко. Ни числа, ни метод я не выдумывал: распространенность и степень риска развития ИБС я взял из опубликованного в 2018 году исследования ОНП, о котором уже упоминал.
Кажется, что, раз можно выбирать эмбрионы, не обладающие опасными признаками, то можно выбирать и эмбрионы, обладающие желательными. Но это не так. Симметрию нарушает сама природа случайности. В качестве примера снова возьмем рост, хотя та же логика применима и к цвету волос, интеллекту и любой другой характеристике с сильным наследственным компонентом, распределенным по множеству точек генома. Когорта из трех эмбрионов представляет три из несметного числа вариантов генетических перетасовок, которые могли произойти. Это три разных серии подбрасывания 10 тысяч монет, символизирующих примерно 10 тысяч генетических факторов определения роста. Возможно, в одной из серий у вас выпадет 10 тысяч решек – родится исключительный ребенок ростом на 30 сантиметров выше среднего, – но вероятность этого исчезающе мала. Гораздо более вероятно, что решек выпадет 4987, или 4672, или 5115. Мы действительно можем выбрать из трех эмбрионов тот, у которого будет больше генетических вариантов, располагающих к высокому росту (случай с 5115 решками в нашей монетной аналогии), но их эффект будет лишь частью скоординированного совокупного влияния 10 тысяч вариантов, да еще и сгладится негенетической изменчивостью. Проводить скрининг для выбраковки экстремального генома в маловероятном случае его появления – это совсем не то же самое, что надеяться выловить исключительный геном среди нескольких случайных.
К подобным выводам приходят и в более детальных исследованиях. В 2019 году группа Шая Харми из Еврейского университета в Иерусалиме опубликовала результаты своей работы, выявившей, что при современном состоянии технологий и баз данных отбор эмбрионов может дать преимущество в росте примерно в 2,5 сантиметра и преимущество в IQ где-то в 2,5 балла – иными словами, метод лишь «ограниченно полезен»17.
Возможность корректировать черты будущего ребенка одновременно восхищает и пугает, и неудивительно, что мысль о «дизайнерских детях» так будоражит общественность. Эмбриональный отбор сопряжен с глубокими этическими проблемами, исчерпывающее обсуждение которых вылилось бы в несколько книг. Моя задача состоит не в том, чтобы разобрать по косточкам всю повестку биоэтики, а в том, чтобы описать науку, которая должна обосновывать наши решения относительно уместности и способов применения тех или иных новых биотехнологий. И все же было бы большим упущением не обозначить хотя бы несколько проблемных моментов.
Идея об управлении формированием будущих людей имеет долгую и удручающую историю. Самым зловещим ее выражением стала нацистская философия геноцида, но этой идее нашлось применение и в формально свободных демократиях начала XX века. Например, в некоторых штатах США людей, признанных «слабоумными», подвергали принудительной стерилизации: в 1927 году решение Верховного суда легализовало эту процедуру на всей территории страны. К 1939 году в Штатах принудительно стерилизовали около 30 тысяч человек18. Подобные законы действовали и в нескольких других странах. Адепты евгеники были уверены, что такие действия идут на пользу обществу и способствуют благополучию человечества19. Судья Верховного суда США Оливер Уэнделл Холмс писал: «Мы видели не раз, как стремление к общественному благу требовало от лучших наших граждан жертвовать собственной жизнью. Было бы странно, если бы оно не могло требовать меньших жертв от тех, кто и так подрывает силы государства и зачастую даже не воспринимает это как жертвы. <…> Принцип, на котором зиждется обязательная вакцинация, достаточно широк, чтобы охватить и вырезание фаллопиевых труб» [60] . Какие бы аргументы ни приводили сторонники принудительной стерилизации, на практике ее обычно применяли к беднякам и людям, так или иначе не вписывавшимся в принятые общественные рамки. Ничем не подкрепленные оценки моральных или интеллектуальных качеств служили удобным основанием для ущемления прав тех, кого считали недостойными. Нацисты же довели концепцию генетической выбраковки до инфернальной крайности. Оба исторических примера необходимо постоянно держать в уме при принятии сегодняшних решений – в силу их сходств и различий друг с другом и с новыми реалиями.
60
Такими формулировками в 1927 году Холмс выражал мнение судейского большинства по знаменитому делу «Бак против Белла». Эта история с принудительной стерилизацией и спецлагерями прекрасно иллюстрирует биологизацию социальной политики в эпоху расцвета евгеники в США. Разбор этого дела и темы в целом можно найти в книгах: Мукерджи С. Ген. Очень личная история. М.: Corpus, 2023; Оффит П. Ящик Пандоры: Семь историй о том, как наука может приносить нам вред. М.: Манн, Иванов и Фербер, 2020.
Одно из ключевых отличий нашего времени в том, что инструментарием эмбрионального отбора, по крайней мере сейчас, управляют индивиды, а не государство: будущие родители сами принимают репродуктивные решения, не выходящие за рамки закона. Но здесь появляется другая проблема – проблема доступности: не будет ли технология отбора эмбрионов несоизмеримо больше служить богатым? Это опасение справедливо в отношении всех технологий здравоохранения, включая ЭКО, и развеять его можно снижением стоимости медуслуг и обеспечением широкого доступа к ним. Эмбриональный отбор пересекается и с более общими вопросами об отношениях между родителями, детьми и обществом. Так, большинство людей считает, что родители имеют право оплачивать спортивные секции, уроки музыки и занятия с репетитором для своих детей. Но нам совсем неочевидно, синонимичны ли пренатальные улучшения таким вот преимуществам, даруемым более обеспеченными родителями, или же они категорически отличаются и нам необходимо информированное обсуждение этой темы.
Даже если эмбриональный отбор практикуется на уровне индивидуальных решений, он может менять общий состав населения чисто за счет сокращения передачи генетических вариаций будущим поколениям. Разумеется, мы и так уже влияем на генофонд, выбирая себе партнеров, и генетический анализ популяций выявляет признаки «ассортативного скрещивания», то есть объединения в пары людей со сходным уровнем образования и социально-экономическим статусом20. Эмбриональный отбор в каком-то смысле делает это влияние более осознанным. Если отпустить экстраполяцию на волю и представить, что однажды уже не родится ни одного ребенка с высокорисковыми в отношении рака груди мутациями генов BRCA1 и BRCA2, это будет означать изъятие соответствующих генетических вариантов из генофонда будущих поколений. Потенциальные выгоды этого очевидны, но могут быть и минусы. Не исключено, хотя и маловероятно, что эти аномальные варианты могут приносить пользу в каком-то непредвиденном контексте – например, снижать восприимчивость к инфекции, если в будущем начнется какая-то непривычная эпидемия. Но вероятнее, удручающей окажется утрата самих признаков, которые мы выбраковываем. Никто не будет возражать, если мы навсегда распрощаемся с раком молочной железы, но как насчет синдрома Дауна, который, несмотря на все налагаемые им проблемы, часто совместим с насыщенной и счастливой жизнью? Многие выдающиеся по красоте и остроумию произведения создали люди, страдающие депрессией, которая имеет отчасти наследственную природу. Избавлением от таких расстройств мы можем обеднить человечество, сократив генетическое разнообразие в угоду какой-то узкой концепции нормальности. Проблему усложняют и вопросы о том, что общество считает «нормальным» и кто это решает. С другой стороны, вряд ли кто-то будет проповедовать намеренное увеличение доли населения с синдромом Дауна или депрессией. Но тогда желательно бы обосновать, почему статус-кво оптимален. И наконец, даже если мы дружно признаём важность сохранения генетической изменчивости человека, мы все равно слышим отголоски евгенического прошлого в представлении о том, что репродуктивная автономия вторична по отношению к общему благу. Это исключительно сложные темы для размышления. Я призываю читателя не отворачиваться от них, какими бы тревожными они ни были, поскольку их и без того существенная значимость для общества будет только расти.
Индивидуалистическая природа эмбрионального отбора подчеркивает важность просвещения. Как мы увидели, концепции изменчивости, неопределенности, случайности и даже сама природа генов и генетических признаков исключительно важны для понимания того, что мы можем и чего не можем делать с помощью современных инструментов. Если что-то из этого мы трактуем неверно, у нас могут возникнуть ложные надежды и необоснованные ожидания, за которые, возможно, придется отдуваться будущим поколениям. Просвещение жизненно важно. Это, пожалуй, наименее противоречивое утверждение во всей биоэтике, но сложно сказать, как и когда это просвещение внедрять. Лично я уверен, что представления о клетках, генах, развитии и технологиях должны входить в багаж знаний любого образованного человека, а не всплывать лишь в ходе консультаций в центрах репродуктивной медицины.