Сотворение человека будущего. Генетическое совершенствование: наука и этика: читать начало книги онлайн

Эта глава начнется с обзора генетических модификаций, которые укрепляют иммунную систему и защищают от инфекций, а закончится размышлениями о том, к каким социальным последствиям приведет ситуация, когда родители смогут отбраковывать эмбрионы, чтобы снизить риск заболеваний, связанных с генетикой: от рака и ишемической болезни сердца до психопатии и шизофрении.

Оптимизация иммунного разнообразия

Из всех тем, затронутых в этой книге, совершенствование иммунитета, вероятно, ярче всего покажет, как совокупность решений, призванных улучшить благополучие индивида, может привести к распределению черт, неоптимальному для благополучия общества. Если все родители будут отбирать эмбрионы так, чтобы снабдить своих детей генами, обеспечивающими иммунитет против определенных микробов, специфических для местных условий, они рискуют непреднамеренно создать “иммуномонокультуры”, которые облегчат возможность микробам-мутантам выкашивать целые популяции. Вот как пишет об этом Крис Джинджелл:

Простой пример – серповидноклеточная анемия как генетическая черта. Если у ребенка только один аллель (вариант гена), кодирующий эту черту, он устойчив к малярии. Но если он унаследует одинаковые аллели от обоих родителей, это приведет к выработке аномальных кровяных клеток (в форме полумесяца), что чревато самыми разными медицинскими осложнениями. Согласно недавнему отчету Наффилдовского совета по биоэтике,

На самом деле у человечества уже есть опыт, когда создание монокультур приводило к гибели целой популяции. Мы никогда не имели возможности произвольно менять иммунную систему целой популяции, но производили селекцию сельскохозяйственных культур по нужным нам качествам, а в процессе создавали монокультуры, больше подверженные нападениям паразитов. История знает массу примеров. Пожалуй, самый известный – катастрофический ирландский картофельный голод в 1840-е годы, породивший новую волну ирландской иммиграции в США. Голод вызвало то, что сажали лишь один сорт картофеля, и поэтому микроб Phytophthora infestans с легкостью уничтожил весь урожай.

Многие биологи-эволюционисты утверждали, что половое размножение так распространено среди многоклеточных организмов во многом потому, что оно помогает бороться с инфекционными болезнями5. С этой точки зрения главное преимущество полового размножения – рекомбинация генов таким образом, чтобы каждый человек (или любой другой организм, размножающийся половым путем) имел какие-то шансы выжить при постоянной угрозе паразитарной инфекции. У всевозможных паразитов жизненный цикл значительно короче, чем у более сложных организмов. И те выработали два способа борьбы с паразитами: адаптивную иммунную систему и половое размножение. Вообще, хотя наша иммунная система гораздо сложнее, адаптивность свойственна даже иммунной системе бактерий. Система CRISPR, упомянутая в предисловии к этой книге, представляет собой главную часть иммунитета бактерий, предназначенного эволюцией для борьбы с паразитическими вирусами. Работа CRISPR заключается в том, чтобы распознать атакующий вирус-бактериофаг и, если удастся победить его, “запомнить” этот вирус в своей последовательности ДНК, чтобы использовать эту информацию, когда в дальнейшем придется отражать атаки или нейтрализовывать вирусы с похожей генетической структурой. Адаптивный иммунитет – мощное оружие, и без него бактерии и сложные организмы очень быстро оказались бы стерты с лица земли, если учесть, с какой скоростью способны эволюционировать паразиты вроде вирусов.

Половое размножение меняет все. Иммунная система бактерий может быть и сложной, и адаптивной, но вид, размножающийся половым путем, способен изобрести не в пример больше инструментов, которые войдут в арсенал их адаптивной иммунной системы. Бактерии размножаются гораздо быстрее нас (как и большинство паразитов), зато люди, размножаясь, быстрее достигают разнообразия, поскольку мы смешиваем половину наших генов с набором других генов в каждом поколении.

Биолог-эволюционист Мэтт Ридли сравнивает паразитов и иммунные системы сложных организмов с отмычками и замками⁶. Наша иммунная система вырабатывает различные лейкоциты, белые кровяные клетки, задача которых – находить паразитические вирусы и бактерии, убивать и хранить информацию о них в специфических антигенах, которые будут готовы атаковать, если тот же паразит когда-нибудь снова вторгнется в организм. Представим себе, что иммунные клетки – это замки, а паразиты – отмычки. Замки действуют лишь ограниченное время, поскольку паразиты быстро эволюционируют и постоянно создают новые отмычки, пока не подберут подходящую к нашим клеткам. Стоит им найти нужную отмычку к нужному рецептору, и они пускаются во все тяжкие. Половое размножение позволяет некоторым из нас опережать паразитов, которые эволюционируют, чтобы нас эксплуатировать[29].

Многие паразиты, вызывающие у нас болезни, стали нашими спутниками относительно недавно. Сельское хозяйство принесло с собой массу новых заболеваний, в том числе вирус гриппа, которым мы заразились от одомашненных птиц и свиней⁸. По словам инфекциониста Дороти Кроуфорд,

Черви-паразиты и бактерии, вызывающие холеру, тоже с большей вероятностью поражали оседлое население, а не охотников-собирателей, поскольку им нужна большая стабильная популяция. Многие из этих болезней так новы, что их возбудители едва ли чем-то для нас полезны (обычно нужно много поколений, чтобы выстроить взаимовыгодные отношения с микробами, которые поначалу были паразитами). Если мы генетически модифицируем своих детей так, чтобы у них не было рецепторов, через которые их могли бы атаковать возбудители гриппа или малярии, это, вероятно, принесет нам колоссальную пользу – и практически никакого вреда. Пока что.

Прогнозы

В мире природы ничего нельзя сказать наверняка. Мы не знаем, чем нам будут грозить паразиты будущего, если учесть, насколько случайными бывают мутации, насколько непредсказуема миграция генов и насколько велика скорость эволюции микроорганизмов. И мы не знаем, что будет, если мы попытаемся избавить среду нашего обитания от всех потенциально опасных микробов. А значит, нам не следует менять геномы детей с прицелом на конкретный эволюционный путь микробов или людей. Вместо этого стоит взять пример с создателей вакцин от гриппа и строить компьютерные модели, чтобы предсказывать, как тот или иной микроб будет эволюционировать в ближайшем будущем. У микробов попросту слишком много генетических комбинаций и слишком активно взаимодействие видов, чтобы возможно было делать сколько-нибудь точные долгосрочные прогнозы.

Более того, даже если бы мы могли точно предсказать дальнейшую эволюцию микробов, это не дало бы нам оснований искоренить те из них, что способны причинить нам вред. Есть микробы, приносящие нам неоспоримую пользу, а есть такие, что отчасти вредят, но приносят и пользу, которая с лихвой этот вред компенсирует. Например, полезные бактерии лактобациллы живут в родовых путях женщин и покрывают кожу новорожденных, защищая младенцев от враждебных инфекций. Определенные штаммы кишечной палочки помогают нам переваривать сахара, которые иначе бродили бы в кишечнике (тогда как другие штаммы той же бактерии вызывают тяжелейшие заболевания). Можно сказать, что любые бактерии, которые нам не вредят, могут приносить пользу, вытесняя другие микроорганизмы. Но даже полезные бактерии способны причинить колоссальный вред, когда находят дорогу в те части организма, где им быть не положено, особенно в кровь или мочевыводящие пути. Вот почему идея, будто микробы бывают хорошие и плохие и можно спокойно истребить всех плохих и оставить только хороших, в корне ошибочна.

Пора извлечь урок из беспорядочного применения антибиотиков в первые несколько десятилетий после их открытия и начала массового производства. Стоило нам начать применять пенициллин, как появились резистентные штаммы. Александр Флеминг, открывший антибиотики, предупреждал о таком развитии событий. Он даже заявил, что “недальновидный человек, играющий с пенициллином, несет моральную ответственность за гибель того, кто не справится с инфекцией, потому что его организм резистентен к пенициллину”¹⁰. Широкое применение антибиотиков вызывает генерализованную устойчивость у бактерий, отчего лечение обходится дороже, а в некоторых случаях становится и вовсе невозможным. Так получается, поскольку устойчивые штаммы бактерий, способные пережить курс антибиотиков, размножаются и передают дальше гены, делающие устойчивыми и другие бактерии[30].

Однако помимо того, что возникает устойчивость, применение антибиотиков широкого спектра действия, убивающих много разных видов бактерий, приводит к гибели полезных микробов и нередко создает условия для размножения так называемых условных патогенов. К бактериям, которые прячутся в кишечнике, но нередко размножаются у больных после продолжительного приема антибиотиков, относится, в частности, Clostridium difficile. Она вызывает опасное для жизни воспаление толстого кишечника, а победить ее бывает очень непросто (лекарство все то же – антибиотики). Поэтому попытки извести все бактерии, чтобы вылечить конкретную инфекцию, чреваты тяжелыми последствиями. В некоторых случаях результат бывает даже хуже, чем без антибиотиков.

Наконец, у нас есть надежные данные, что отсутствие определенных паразитов провоцирует нашу иммунную систему принимать за непрошеных гостей собственные клетки и агрессивно их атаковать¹¹. Именно такова, по-видимому, природа некоторых видов аллергии и аутоиммунных болезней¹². Рассмотрим, к примеру, червей-паразитов – гельминтов. Обычно заражение гельминтами вызывает изнуряющую больного анемию, но в редких случаях приводит к смерти. Однако некоторые черви-паразиты, судя по всему, снижают риск аутоиммунных болезней и аллергий, если заразиться ими в детстве^{13, 14}. Дело в том, что с некоторыми паразитами люди эволюционировали совместно, и иммунная система заранее готова к инфекции. А если эти паразиты так и не появляются, иммунная система неадекватно реагирует на белки, которые воспринимает как паразитарные, хотя в действительности это наши собственные клетки. В некоторой степени аллергия – это избыточная реакция на безвредные белки, которые мы получаем с пищей (орехами, яйцами, молоком), а аутоиммунные заболевания – избыточная реакция на собственные клетки (которые организм воспринимает как чужеродных паразитов). Эти болезни – результат сочетания генетической предрасположенности и особенностей среды: отсутствие определенных микробов провоцирует неадекватную реакцию иммунной системы¹⁵.

Если контакт с определенными микробами на критических стадиях развития необходим для профилактики аутоиммунных атак, можно прийти к выводу, что нам следует сразу отказаться от генетических модификаций иммунитета. Однако это было бы поспешным решением, и на то есть несколько причин.

Во-первых, некоторые бактерии (но не все) стоит сохранить. Прежде чем решать, нужно ли менять иммунную систему наших детей, необходимо научиться делить все микроорганизмы в нашем окружении на мутуалистов, комменсалов и паразитов. Большинство бактерий, с которыми мы взаимодействуем, – комменсалы, то есть они получают выгоду от нас в виде предоставляемых нами пищи и убежища, но сами не приносят нам ни пользы, ни вреда. С некоторыми бактериями мы состоим в отношениях мутуализма, то есть они приносят нам пользу, например расщепляют сложные сахара, которые мы не можем усвоить, и синтезируют витамины. А вот паразитические бактерии вызывают у нас болезни, то есть получают выгоду за наш счет. Нам нужно крайне осторожно применять вакцины и генетические модификации, чтобы не навредить колониям комменсалов и мутуалистов, однако у нас есть все причины обеспечивать себе и своим детям защиту от паразитов, вызывающих, например, холеру или бубонную чуму и не приносящих ни малейшей пользы.

Во-вторых, раз многие микробы приносят нам как пользу, так и вред, у нас есть два варианта. Нам следует либо воздержаться от модификаций иммунной системы, либо изменить ее так, чтобы для нормальной работы ей не требовалась стимуляция микробами. Скажем, хотя заражение некоторыми видами червей-паразитов снижает риск развития аутоиммунных заболеваний, ничего неизбежного тут нет. Можно или обеспечить присутствие этих паразитов, или изменить иммунную систему, эволюционировавшую совместно с этими червями, таким образом, чтобы она и без их воздействия воздерживалась от атаки на собственные клетки нашего организма.

Естественно, такая стратегия может быть опасной, если не выяснить, каковы будут долгосрочные последствия подобных иммуномодификаций. Однако вред, который иммуномодификации могут нанести на уровне индивида или популяции, – отнюдь не повод автоматически от них отказываться. Скорее, как и в случае других генетических вмешательств, это причина перестраховаться и уж тем более воздержаться от изменения целых популяций посредством принудительных мер, пока мы досконально не изучим взаимодействия между конкретными аспектами нашей иммунной системы и конкретными видами микроорганизмов, совместно с которыми она эволюционировала.

Некоторые психологи и социологи в случаях полной неопределенности прибегают к принципу предосторожности. У этого принципа есть разные варианты, но в своей самой сильной (и первоначальной) формулировке, разработанной в контексте загрязнения окружающей среды, он гласит, что если новая технология, изменяющая окружающую среду, несет серьезный риск, не поддающийся количественному измерению, то от ее применения следует воздержаться. Более слабая формулировка требует сбалансировать потенциальный риск и вероятную выгоду и отказаться от применения технологии, если не удается доказать, что она принесет большую пользу. Слабая версия – это лишь призыв к здравому смыслу перед лицом неопределенности. Сильная же попросту неприменима, поскольку любая инновация чревата опасностями, которые невозможно осознать до конца. Если придерживаться сильной версии принципа предосторожности, это практически остановит научно-технический прогресс¹⁶.

В случае генетических модификаций, защищающих от инфекционных болезней, очень высок риск бездействия: инфекционные заболевания будут и дальше выкашивать целые популяции, если мы не примем мер, чтобы этого не происходило. Хотя радикально менять врожденную иммунную систему надо и в самом деле крайне осторожно, не следует полагать, будто эволюция оптимально подготовила человеческий организм к взаимодействию с микробами, с которыми предстоит столкнуться нашим детям. Микробы продолжают эволюционировать, так что многие наши инфекции – это порождение среды, созданной нами за последние несколько тысяч лет, однако нет никакого инженера, который настроил бы наши гены так, чтобы они верно служили нам и в той среде, где будут обитать наши потомки.

Управление будущим

Первые генетически модифицированные дети родились в Китае. При этом применялись технологии, разработанные в США: в Беркли, Стэнфорде и Массачусетском технологическом институте. В западном мире ученые не могут использовать систему CRISPR для редактирования человеческих эмбрионов, предназначенных для вынашивания. Запретительные законы действуют и в Китае, однако за китайскими учеными следят не так пристально, как за американскими и европейскими.

В 2018 году доктор Цзянькуй Хэ заявил, что при помощи CRISPR изменил ген CCR5 в развивающихся эмбрионах девочек-близнецов, которых он назвал Лулу и Нана. Если “отключить” этот ген, человек станет устойчивым к ВИЧ, но эта процедура повсеместно признана опасной, поскольку CRISPR нередко вызывает побочные мутации в других генах и к тому же никто пока не знает, к каким еще последствиям приводит отключение CCR5. Более того, за несколько месяцев до заявления доктора Хэ появились работы, описывавшие потенциальные побочные эффекты отключения этого гена, в их числе – защита от утраты когнитивных способностей при нейродегенеративных заболеваниях17, но и вероятное сокращение продолжительности жизни18.

Легко осудить доктора Хэ за его эксперимент с иммуномодификацией на том основании, что мы еще не вполне освоили технологию CRISPR и не до конца понимаем, за что отвечает ген CCR5. Однако мы легко можем представить себе случаи, когда известны все последствия редактирования какого-то одного или нескольких генов, помогающих нам бороться с той или иной инфекцией. Когда за генетические иммуномодификации не приходится ничем платить или нам точно известно, чем и за что придется расплачиваться, они должны входить в перечень вариантов, доступных родителям при создании детей.

Этика инфекционных болезней осложняется тем, что каждый из нас может стать и жертвой, и переносчиком возбудителей, которые могут причинить другим тяжкий вред или даже привести к смерти. Когда родители принимают решение, иммунизировать ли детей при помощи вакцин, всегда есть риск, что они причинят детям вред, поскольку существует вероятность (пусть и ничтожная), что у ребенка аллергия на конкретную вакцину или на вспомогательный компонент, при помощи которого вводят обезвреженные микробы (например, на яичный белок). Но чаще всего потенциальная польза от прививок огромна, причем как для привитого ребенка, так и для тех, с кем он будет контактировать.

Иммуномодификации аналогичны вакцинам с той оговоркой, что для создания иммунитета придется изменять эмбрион, а не вводить обезвреженные микробы. В обоих случаях есть свои риски и преимущества, и в обоих случаях пользу получит и сам ребенок, и общество в целом. Главное отличие состоит в том, что у отредактированных эмбрионов, скорее всего, будет изменяться зародышевая линия, так что они передадут мутации и следующему поколению. В этом, пожалуй, большая моральная разница между вакцинами и генетическими модификациями.

Однако есть причины полагать, что разница между вакцинами и модификациями зародышевых линий не так уж велика, как представляется на первый взгляд.

Во-первых, если технология редактирования эмбрионов в каком-то поколении станет точной и безопасной, то будущие поколения, скорее всего, смогут так же эффективно и безопасно отменить внесенные изменения. И тогда, если микробная среда изменится настолько, что отредактированный ген больше не будет нужен, или если обнаружится нежелательный побочный эффект, мы сможем все исправить в следующем поколении. За это время может быть нанесен определенный ущерб, однако в генетических последовательностях нет ничего магического: изменения не фиксируются намертво. Редактирование должно быть обратимым.

[29] Тот же принцип применим к бактериям, которые обмениваются генами неполовым путем, что помогает им обеспечивать генетическое разнообразие и обороняться от вирусов7.

[30] Этот процесс называется горизонтальным переносом генов, и его функции аналогичны половому размножению. Обычно он заключается в том, что бактерии подбирают фрагменты ДНК других бактерий и вирусов-бактериофагов. Плазмиды, которыми обмениваются бактерии, не интегрируются в их хромосомы, но помогают проявлять свойства, обеспечивающие устойчивость к антибиотикам: толстые клеточные стенки, ферменты, расщепляющие антибиотики, эффлюксные насосы, выводящие антибиотики наружу, если они вдруг попали внутрь бактерии.