Человек редактированный, или Биомедицина будущего - Сергей Львович Киселев

этом эмбрион не пострадает — он и дальше будет нормально развиваться. Но на единственной взятой из него клетке можно провести генетический анализ (он называется предимплантационной генетической диагностикой) и посмотреть, хорош ли этот эмбрион с генетической точки зрения или плох. Если, предположим, обнаруживается трисомия по двадцать первой хромосоме (синдром Дауна), то данный эмбрион уже подсаживать не будут; вместо этого проверят другой эмбрион, и если он не несет трисомию, его можно будет подсадить. Предимплантационная генетическая диагностика (ПГД) — это стандартная процедура, используемая уже не один десяток лет.

Хэ Цзянькуй для проведения ПГД взял как раз одну клетку, но целью его диагностики в данном случае была необходимость узнать, прошло ли редактирование и насколько хорошо. Ведь и яйцеклетка, и сперматозоид до слияния несли свои геномы — по двадцать три хромосомы от каждого из родителей. Текст, на который нацеливался китайский ученый (ген CCR5), находился на третьей хромосоме генома мамы (в яйцеклетке), а другая его копия — на третьей хромосоме генома папы (в сперматозоиде). После их слияния образуется диплоидный набор хромосом: двадцать три от мамы и двадцать три от папы, всего сорок шесть. На этом этапе в зиготу был добавлен генетический редактор, нацеленный на ген CCR5. Такой ген есть и на маминой, и на папиной хромосоме, а значит, в дальнейшем могут получиться такие варианты: генетический редактор не сработает (оба аллеля гена CCR5 сохранятся неизменными); будет отредактирован только один аллель, а второй останется нетронутым; будут отредактированы оба аллеля.

При проведении ПГД на этапе, когда эмбриону от трех до пяти дней, Хэ Цзянькуй ставил своей целью посмотреть, в каких из нескольких развивающихся эмбрионов произошло редактирование целевого гена, чтобы выбрать впоследствии самую лучшую бластоцисту (раннюю стадию развития эмбриона) для трансплантации в матку женщины. Всего ученый использовал двадцать две оплодотворенные яйцеклетки от нескольких супружеских пар, и оказалось, что только в шестнадцати из них произошло редактирование — либо наполовину, либо полностью. Одиннадцать из этих шестнадцати эмбрионов были использованы для имплантаций. Сегодня не рекомендуется имплантировать женщине более двух бластоцист, так как техника экстракорпорального оплодотворения развита достаточно хорошо, и в семидесяти процентах случаев обе бластоцисты нормально развиваются до самых родов, так что рождается двойня.

Поскольку было имплантировано одиннадцать эмбрионов, и не более двух — одной женщине, то, очевидно, трансплантация была проведена пяти или шести женщинам. Однако, судя по всему, развилась только одна беременность, и родились двойняшки (не однояйцевые близнецы) — никакой информации о других беременностях не появлялось.

Так родились Нана и Лулу. У одной из них, как выяснилось, была внесена мутация только в один аллель, то есть получилась гетерозигота по гену CCR5. Это значит, что один аллель оказался измененным и несет природную мутацию дельта-32. А второй аллель остался исходным, без полиморфного варианта гена. Другая девочка имела изменения в обоих аллелях гена CCR5, то есть они несли мутацию дельта-32. Считается, что такие люди устойчивы к вирусу иммунодефицита человека.

К сожалению, с тех пор как Хэ Цзянькуй выступил со своим докладом на конференции в Гонконге в ноябре 2018 года, никакой новой информации об этом уникальном эксперименте не появлялось. Каких-либо определенных научных публикаций в рецензируемых журналах до сих пор нет; ни один из них не решился напечатать материалы, отправленные китайским ученым. И та история, о которой я здесь рассказываю, стала известна скорее из публикаций в СМИ и научно-популярных изданиях, чем из какой-то научной аналитической статьи.

В природе такого не бывает

О явлении, названном мозаицизм, мы уже говорили, когда обсуждали эксперименты на обезьянах и работы Шухрата Миталипова по редактированию эмбриона человека без имплантации. Мозаицизм возникает, когда у одного и того же организма разные клетки могут нести немного отличающиеся гены. Читатель уже, наверное, понял, что это явление могло развиться при геномном редактировании на уровне эмбриона, которое провел Хэ Цзянькуй. Ученый ввел необходимый генный редактор в зиготу (уже оплодотворенную яйцеклетку с диплоидным геномом), однако дальше эта клетка делится, образуя две, четыре, восемь, шестнадцать клеток и т. д., — и на каком этапе генный редактор сработает, неизвестно. Как вы помните, Шухрат Миталипов утверждал, что вводить генный редактор надо не тогда, когда гаметы уже слились, а на более раннем этапе, еще до оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом. Хэ Цзянькуй пошел более стандартным путем, и генный редактор действительно сработал гораздо позже — уже на этапе нескольких клеток, причем сработал, скорее всего, далеко не во всех из них. В каких-то клетках ген был изменен, а в других остался в своем нормальном состоянии.

В естественной популяции такого не бывает. Существуют природные варианты гена CCR5 — те, которые наследуются. Например, от мамы будущий ребенок получает ген CCR5-дельта-32, а от папы более широко распространенный вариант гена без этого изменения, и все клетки этого человека с момента его рождения и до самой смерти будут гетерозиготны по гену CCR5. А вот с ситуацией, когда возникает мозаицизм, то есть часть клеток в одном и том же организме гомозиготна по гену CCR5, а другая гетерозиготна, человечество никогда раньше не сталкивалось. Как будет развиваться такой организм? Скорее всего, нормально, ведь и с тем и с другим геном люди живут и чувствуют себя прекрасно. Но если мозаиками окажутся кроветворные стволовые клетки, то когда дело дойдет до иммунного ответа, предсказать его правильность пока не представляется возможным.

Проблема в том, что на самом деле ген CCR5 играет важную роль для клеток иммунной системы. В частности, некоторые из них, а именно Т-лимфоциты, как раз из-за наличия гена CCR5 становятся мишенями ВИЧ. Очень показательна история Тимоти Рэя Брауна, американца, у которого в 1995 году во время учебы в Берлине диагностировали ВИЧ. На фоне иммунодефицита у Тимоти развился острый миелоидный лейкоз — разновидность лейкемии (рака крови). Самым эффективным способом лечения лейкемии является химическое устранение всех клеток крови, включая стволовые, поскольку они-то как раз и становятся раковыми. А взамен нужно было трансплантировать пациенту кроветворные клетки костного мозга от подходящего донора, и если они приживутся, пациент будет жить долго и счастливо.

Трансплантация состоялась в 2007 году. Несколько лет после этого события имя пациента скрывалось из соображений конфиденциальности. Из шестидесяти доноров был выбран человек, имевший мутацию гена