«Теперь на особо светлых парней не засматриваюсь». Как я прочитала свои гены и нашла риск для будущего ребенка
У вас этих рисков не меньше
Меня зовут Лиза, я редактор «Цеха», а ещё по нелегкой судьбе я биоинформатик. Однажды в подростковом возрасте я встретила в соцсетях аккаунт девушки, которая с детства болела муковисцидозом и рассказывала о том, что не может достать нужные ей лекарства. В этом году, случайно кликнув на историю, я увидела некролог 22-летней девушки. Через неделю я записалась на генетическое исследование. В этой колонке я хочу разъяснить свои мотивы и убедить вас накопить денег на аналогичную процедуру.
Как кровь превращается в генетические данные
В исследовательском центре выстраивается очередь из студентов. На руках у каждого по несколько бумажек, все подписаны. Бумажки разрешают пользоваться данными испытуемых для возможных клинических исследований. А данные вообще-то очень-очень личные. Студенты не грустят и не переживают, наоборот — смеются и строят гипотезы, кто чем болеет и у кого что обязательно найдут.
Все в этой очереди решили пожертвовать науке свои генетические данные — инструкцию, которая хранится почти в каждой клетке организма и в разной степени используется с рождения до смерти, без исключений и права на оплачиваемый отгул. Право на неповиновение имеют разве что раковые клетки. Но с ними очевидно что-то не так.
Я тоже стою в очереди и собираюсь отдать свою инструкцию. Сейчас пытаюсь придать событию пущий пафос, но на деле все выглядит очень нерепортажно и дико скучно. Когда называют мою фамилию, меня ждет стандартный забор венозной крови — и на этом всё. На несколько месяцев я напрочь забываю о происходящем. А потом на почту приходит файлик. Генетический.
Мимо моего внимания в это время проходит длинный, трудоемкий и довольно дорогой лабораторный пайплайн, благодаря которому из пробирки с красной жижей в конце концов получается файл с последовательностями всего из четырех букв: A, T, G и C.
Немного жутко от того, что человек в молекулярной основе — это разные вариации четырех символов латинского алфавита, соответствующих четырём химическим молекулам.
Хотя три миллиарда букв (размер всего генома целиком) немного возвращают человеку величие.
Секвенирование сущностно — это процесс прочтения всех букв из генетической инструкции. Сначала из клеток крови выделяют ДНК, очищают ее, проверяют качество, а потом начинают методично портить — разбивают длинные молекулы на небольшие фрагменты, потому что целую хромосому современному секвенатору скормить не получится. Но и все три с лишним миллиарда букв моего генома читать никто не собирается.
Мне делают секвенирование экзома — это совокупность генов, которые кодируют белки, примерно 1-2% от всей ДНК. Оставшиеся проценты не являются бессмысленным генетическим наполнителем, там, к примеру, находятся регуляторные последовательности, повторы и множество других вещей разной степени изученности. Но для клинических задач особенно интересны именно кодирующие участки — в них находится значительная доля уже известных вариантов, способных приводить к моногенным заболеваниям. Это нам и нужно, потому что я испытываю на себе преконцепционный скрининг — генетическая проверка возможного ребенка задолго до зачатия.
Как из четырех букв вынести какой-то смысл
Когда вся лаборатотная часть выполнена, начинается то, из-за чего я когда-то пошла учиться на биоинформатика. Секвенатор считывает миллионы коротких фрагментов моего генома, но не презентует красивый список вроде «у Лизы здесь мутация». В итоге мы получаем гигантские бессмысленные предложение по типу: GACAGTTGGATCACCTGAGCTCAGGAGTTTGAGACCAGCCTGGCCAACATGATGAAACCCAGT (кстати, это 10 первых букв моего генома, делюсь самым сокровенным). Для каждой прочитанной буквы еще указывается качество — насколько машина сама себе верит. Человеческая судьба на этом этапе представляет собой несколько очень тяжелых файлов довольно неприятного формата.
Дальше анализ я проводила самостоятельно. Конечно, меня не покидало ипохондриальное предчувствие, что где-то среди десятков тысяч вариантов обязательно лежит что-нибудь очень плохое и только ждет, когда я до него докопаюсь. Поэтому иногда я на несколько дней совершенно научно откладывала работу.
Но параллельно внутри ёрзало другое ощущение, которого я раньше за собой не замечала. Объектом исследования впервые была не мышь, не кишечная палочка и не безымянный «ослепленный» пациент № 6788, а я сама. Я смотрела на собственные варианты, фильтровала собственный геном и буквально разбирала себя на буквы.
Кажется, в тот момент я взобралась настолько близко к вершине самопознания, откуда другие люди зачастую срываются.
Честно признаюсь, в процессе здоровье гипотетического ребенка меня волновало в меньшей степени, мне больше хотелось разгадать все секреты, которые мое собственное тело скрывало от меня на протяжении все жизни.
Снова немного подушню. Чтобы из миллионов фрагментов получилось что-нибудь осмысленное, сначала нужно определить, откуда каждый из них вообще взялся. Компьютер берет референсный геном — условную эталонную последовательность, относительно которой принято описывать варианты, — и раскладывает по ней мои короткие кусочки ДНК. Где-то они ложатся идеально, где-то с ошибками, где-то геном начинает вредничать повторяющимися участками и почти одинаковыми последовательностями. В результате постепенно собирается достаточно цельная картина того, что именно было прочитано. Но не истинная!
После того, как геном полностью убрался на референс, начинается поиск отличий. Здесь у меня A, а в референсе G. Здесь пропало несколько букв. Здесь, наоборот, что-то появилось. Генетические варианты есть абсолютно у каждого человека, причем в огромном количестве, поэтому найти отличие от референса — еще не повод диагностировать себе редкое заболевание и сообщать родственникам плохие новости.
Нужно выяснить, куда попал вариант, изменяет ли он последовательность белка, часто ли встречается в популяции, находили ли его раньше у больных людей, проводились ли функциональные исследования и что по этому поводу вообще успело написать человечество. Этот процесс называется аннотацией, после которой начинается фильтрация: десятки тысяч находок постепенно превращаются в сотни, десятки и единицы. Прочитать букву и понять букву — две совершенно разные интеллектуальные задачи.
А не евгеникой ли я занимаюсь
Московская кухня, на которой под приглушенный свет всегда ведутся только неполиткорректные и разной степени мерзкости разговоры. На ней сидят трое: два человека, которые теоретически могут нести ответственность за ребенка, и мужчина.
— Я поучаствовала в проекте, где прочитали мои гены. Скоро узнаю результат. И тогда смогу понять, есть ли у меня риск родить ребенка с генетической патологией. Наверное, это мой самый большой страх в жизни.
— Лиз, ну это же чистая евгеника.
— Да какая евгеника? Евгеника — это отбор людей по желательным признакам, попытка получить какого-нибудь идеального ребенка с голубыми глазами, ростом под два метра и интеллектом кратно выше среднего. Я хочу узнать, смогу ли передать ребенку тяжелое наследственное заболевание. Этого ребенка еще даже не существует. Выбирать пока не из кого.
Тем вечером мы еще долго и знатно спорили. Перевести людей с настолько неблизким мне моральным кодексом на свою сторону мне не удалось, а все аргументы довольно быстро начали ходить по кругу и заниматься самоперевариванием. Это было мое первое серьезное столкновение с довольно очевидной, но ежедневно расстраивающей меня вещью. Люди плохо разбираются в себе и своем теле. Естественно, большинство людей никогда не посещали пары по генетике, не обязаны знать, что такое моногенные заболевания и вряд ли в свободное время интересуются своим геномом.
Конечно, винить их я не имею права. Наверное, мое дело — объяснить, что такое преконцепционный скрининг в сущности и почему это не селекция людей. Поэтому сейчас я пишу этот текст, а вы его читаете.
Когда секвенирование только начало переходить из исследовательских лабораторий в клинику, анализ одного образца стоил тысячи долларов. Сейчас процедура в московских лабораториях стоит уже от 40 до 90 тыс. рублей в зависимости от методики и от того, насколько глубоко потом будет интерпретироваться результат. Получается, любое секвенирование дешевле пресловутого айфона.
Почему генетический тест не предсказывает будущее
Важно проговорить, что медицина и наука — не точные вещи. Еще важнее упомянуть, что они точнее, чем все остальное, дальше — только Бог. Медицина всю дорогу занимается примерно одним — тотальным уменьшением рисков. Уменьшением, а не уничтожением. Генетические исследования занимаются тем же самым, и стопроцентной божественной гарантии получить невозможно, как бы грустно нам от этого ни было.
Первое ограничение — мы исследуем всего лишь 1-2% всей ДНК. Даже внутри экзома секвенатор читает разные участки с разным качеством, а сам геном вообще довольно мерзкий объект для работы: где-то последовательности повторяются, где-то есть почти идентичные гены, где-то выпал большой кусок ДНК, где-то, наоборот, размножился. Секвенатор читает геном не как книгу от первой страницы до последней, а как книгу, которую сначала порвали на миллионы маленьких кусочков, а потом попросили восстановить по контексту и разобраться, откуда какой кусочек взялся. Такой подход хорошо ловит небольшие изменения — например, замену одной буквы ДНК на другую или короткую вставку. А вот большие выпадения и удвоения участков, длинные повторы и другие крупные перестройки геном прячет заметно лучше, поэтому для их поиска часто нужны отдельные методы.
Одной волшебной машины, которая принимает кровь с одного конца, а с другого выдает полностью расшифрованного человека, пока не существует. Приходится комбинировать технологии и мириться с тем, что каждая из них слепая
Второе ограничение — мало прочитать ДНК, надо еще понять прочитанное. Повторюсь, у каждого человека есть огромное количество вариантов, которыми его геном отличается от референса. Большинство безобидны, некоторые хорошо изучены и действительно связаны с заболеваниями, а между ними располагается огромная пропасть человеческого незнания с поэтичным названием «вариант неопределенного значения». Букву мы нашли, видим, что она отличается, можем построить трехмерную структуру белка и прогнать несколько алгоритмов предсказания. А что происходит с живым человеком — не знаем.
Сегодня такой вариант может висеть в базе со знаком вопроса, но через несколько лет появятся новые публикации, накопятся данные о людях с такой же заменой, кто-нибудь проведет функциональный эксперимент — и классификация изменится, в позитивную или в негативную сторону. Нормальная генетическая интерпретация не превращает каждую подозрительную букву в диагноз. Иногда наиболее точный результат нескольких десятилетий развития молекулярной генетики — это честное «мы ничего не знаем».
Третье ограничение особенно важно именно для будущих родителей. Отрицательный результат преконцепционного исследования не означает, что у вас родится здоровый ребенок. Но он выражает немного другую, более узкую вещь: среди тех наследственных заболеваний и тех типов генетических изменений, которые способен обнаружить конкретный тест, не нашли известных значимых вариантов, существенно меняющих риск.
Не все болезни вообще устроены настолько удобно, чтобы найти один ген, обвести его красным и закрыть вопрос. Диабет, артериальная гипертензия, многие психические заболевания, часть врожденных пороков и множество других состояний возникают из смеси большого количества генетических вариантов, среды, образа жизни, событий во время беременности и неизбежной биологической стохастики. Не забудем и про варианты de novo — изменения, которых у родителей нет вообще и которые впервые возникают в половой клетке или уже у эмбриона. Предсказать конкретную мутацию, которой пока не существует, невозможно даже за очень большие деньги.
Генетика не дает гарантий, но разрешает взглянуть на вероятности
Мне как раз кажется странным считать это аргументом против тестирования. Ремень безопасности тоже не подписывает с человеком договор о бессмертии, а онкологический скрининг не дает письменного обещания никогда не заболеть раком. В остальных областях жизни мы довольно спокойно существуем внутри вероятностей, но от медицины почему-то регулярно требуем сертификат с подписью: «Бог».
Какие риски можно обнаружить еще до беременности
У преконцепционного скрининга задача гораздо скромнее: найти те риски, которые мы уже умеем находить до беременности. Особенно это важно в случае редких наследственных заболеваний — СМА, муковисцидоз, фенилкетонурия, болезнь Тея — Сакса, болезнь Гоше. Каждое из них по отдельности встречается у очень небольшого числа людей, поэтому семья может годами не знать не только о собственном риске, но иногда вообще о существовании такого диагноза. При этом некоторые из этих заболеваний начинаются в раннем детстве, приводят к тяжелой инвалидизации и могут существенно сокращать продолжительность жизни, а проблема всего лишь в неправильной букве в гене, которая оказалась там случайно.
Человек при этом может всю жизнь быть совершенно здоровым и не подозревать, что одна из двух копий определенного гена у него не работает как положено, потому что вторая копия справляется за двоих. Его партнер может оказаться таким же здоровым носителем патогенного варианта в том же гене. И тогда при классическом аутосомно-рецессивном заболевании для каждой беременности возникает 25-процентная вероятность, что ребенок получит измененные копии от обоих родителей.
Раньше узнать о таком сочетании генов часто можно было довольно травматичным эмпирическим методом — после рождения больного ребенка. Теперь же иногда можно узнать раньше.
Что нашлось в моем собственном геноме
Когда я наконец добираюсь до собственных результатов, вся изложенная выше теория начинает демонстрировать себя на практике. Самой важной для моих первоначальных репродуктивных планов находкой оказывается TYR — ген тирозиназы. В одной из двух его копий у меня обнаружен патогенный вариант, связанный с окулокожным альбинизмом первого типа. Поверьте мне на слово, альбинизма у меня нет, я только носитель.
Окулокожный альбинизм первого типа наследуется аутосомно-рецессивно. Для развития классического заболевания ребенку нужно получить патогенный вариант TYR и от матери, и от отца. Одна моя измененная копия не делает меня больной, поэтому двадцать с лишним лет я совершенно спокойно существовала, не подозревая о ее наличии. Она не болела, не чесалась и никак не пыталась привлечь мое внимание.
Практическое значение находка приобретет только тогда, когда на примете появится геном второго родителя. Если у партнера не будет патогенного варианта в TYR, классического OCA1 именно из-за моего носительства не ожидается. Если он тоже окажется носителем патогенного варианта этого гена, для каждой беременности появляется неприятная школьная математика — примерно 25% вероятности рождения ребенка с заболеванием.
OCA1 — это не только очень светлая кожа и волосы. Из-за нарушения синтеза меланина страдают и глаза. У человека может быть снижено зрение, нистагм, светобоязнь и другие нарушения развития зрительной системы. Кроме того, кожа хуже защищена от ультрафиолета, поэтому повышается риск солнечных повреждений и рака кожи.
Чем дальше я продвигалась по курсам медицинского университета, тем страх родить больного ребенка всё больше и больше надувался. Это была большая, бесформенная тревога, методов борьбы с которой я не могла себе представить, из-за чего мне оставалось только эту мысль периодически перекладывать из одного полушария мозга в другое. Теперь же я знаю конкретный проблемный ген и конкретное действие — проверить его у второго родителя.
Как поменялась моя жизнь после исследования? Да никак. Я не узнала, какой я национальности, не обнаружила внутри генома тайный ответ на вопрос, почему веду себя именно так и не посчитала все возможные риски инфарктов, Альцгеймеров и шизофрений. Теперь просто на особо светлых парней стараюсь не засматриваться.
Во всей этой истории для меня оказался важным лишь один простой вывод: наука даёт инструменты, которые позволяют нам на разных уровнях профилактировать страшные и зачастую смертельные болезни. Отрицать эти методы, хаять их или в страхе убегать во тьму скверны, прикрываясь каким-то моральным кодексом — это лишь способ отказаться от непростой ответственности. Моим выбором стало пройти тест и не множить страдания этого мира.
Обложка: коллаж «Цеха». Фото: © bluefish_ds, bs k1d, vetre, Billion Photos / Shutterstock / Fotodom