Время генома. Как генетические технологии меняют наш мир и что это значит для нас - Джон Луома

Раньше в онкологии для всех видов рака был принят подход в стиле «одно лечение годится всем». Для распространенных типов раковых опухолей препараты для пациента выбирались на основе доказательной медицины, построенной на широкомасштабных испытаниях. С помощью информации, полученной благодаря этим героическим усилиям, исходя из рациональных соображений, подбиралась определенная комбинация препаратов для химиотерапии. Клинические испытания, упорядоченные, естественно, по месту возникновения раковой опухоли, могут проводиться с участием многих тысяч мужчин и женщин, в них используется статистическая обработка и тщательная диагностика, точная до такой степени, что позволяет выявить разницу в несколько дней жизни при разных способах лечения. Все это предоставляет врачу точную информацию о том, какой способ лечения лучший среди тех, что были доступны на момент проведения исследования.

Этот подход важен для национальной политики в области здравоохранения и для определения того, какие лекарства надо оплачивать. И действительно, качественно выполненные широкомасштабные клинические испытания и доказательная медицина относятся к самым выдающимся достижениям XX в., они способствовали постепенному росту продолжительности жизни. Однако такие работы чрезвычайно дороги, стоимость может достигать более $10 млрд за определенное клиническое испытание. Кроме того, они занимают очень много времени. Как следствие, сейчас есть множество вопросов, для ответа на которые нам не хватает точных данных.

Отчасти поэтому пациенту и его лечащему врачу, непосредственно участвующим в сражении с болезнью, такой подход не всегда годится. Для каждого человека, которому только что диагностировали рак, последствия будут его личными, не статистическим усреднением по сотням или тысячам пациентов. Получая свой план лечения рака, данный конкретный человек хочет, чтобы это было не усредненное решение для среднего гипотетического пациента с серо-коричневой кожей, в которой смешались тысячи разных цветов, а чтобы это была программа, специально разработанная для него или для нее. Этого требует XXI в. Этого требуют наши пациенты.

В борьбе за победу в этой игре Тим и его семья готовы были делать все возможное, чтобы вернуть Тиму жизнь, чтобы с помощью технологий, как на машине времени, возвратиться к тому, что было до того, как ему поставили диагноз. Тима сбивал с толку широкий выбор возможностей. Стоит ли ему остаться дома, принять свою судьбу и максимально увеличить количество времени, проводимое с семьей и друзьями? Или согласиться на экспериментальные препараты и летать туда-сюда из Бостона? Должен ли он гнаться за новыми, связанными с РНК способами терапии, успешно вылечившими от рака мышей в Техасе, но не протестированными на людях? Или отправиться за похожей генетической процедурой в Калифорнию? Чтобы быстро разобраться в теме рака желчных протоков и определить оптимальный план борьбы, Тим искал и взвешивал разные мнения о том, что делать дальше. Он сравнивал и оценивал возможные варианты в Институте рака Дана-Фарбер в Бостоне и в нью-йоркских больницах – Мемориальной и Пресвитерианской, фактически мотаясь между аэропортами Ла-Гуардия и Логан. Таким образом, можно было обговорить и обдумать множество вариантов. Детальное обсуждение и взвешивание всех рисков и преимуществ позволило бы увериться, что построенный на самых современных знаниях план уничтожения микроскопического врага будет точен и надежен.

Затем, чтобы улучшить связь между врачами и выписками в разных организациях и даже на разных континентах, Тим с семьей наняли куратора из PinnacleCare – частной консультативной медицинской службы в Нью-Йорке. Эта служба, помогающая ориентироваться в сложном ландшафте здравоохранения, работает как личная финансовая консультация, но в области здоровья, а не богатства. Она изучает возможности лечащих врачей, представляет независимые медицинские заключения, записывает на прием к труднодоступным специалистам, пытается смягчить риск при принятии решений и делает все остальное, что необходимо. Все это не бесплатно, разумеется.

Медицинским куратором Тима стал бывший работник реанимации. Он сопровождал Тима с семьей в клиники, переводил термины онкологии и генетики на бытовой язык и передавал информацию консультирующим Тима врачам. Они, в свою очередь, изучали ситуацию и советовали, что сделать дальше.

Тим верил в силу современных технологий и стремился точно выяснить, какие мутации произошли в его клетках, чтобы использовать эту информацию для лечения рака. Сейчас, когда мы знаем, что рак возникает из-за повреждения ДНК, меняется вся система понятий, которую используют врачи и ученые для диагностики и лечения. Сегодня мы также знаем, что на генетическом уровне существует огромная неоднородность раковых заболеваний: по некоторым оценкам, количество разных вариантов сопоставимо с числом людей, населяющих Нью-Йорк. Учитывая тысячи и тысячи генетических мутаций, которые могут вызывать то или иное онкологическое заболевание, рак каждого пациента, будь то рак фатерова сосочка или рак груди, имеет свои уникальные особенности. Важно, что медицина, может быть, никогда не встречалась с этими особенностями у какого-нибудь другого пациента.

Это поразительное генетическое разнообразие опухолей плохо укладывается в статистические средние показатели клинических испытаний. Много ли пациентов реагировали на лечение иначе, чем предполагалось на основе статических данных, и насколько сильна была разница? Если обычное снадобье не помогает, каждый мужчина и каждая женщина хотят знать, нет ли где-то на полке другой смеси, которая может победить их рак? Может быть, это препарат для химиотерапии, который обычно не используют для рака в этом органе, но которым успешно лечат другие злокачественные опухоли или вообще используют при других заболеваниях? Пациенты вроде Тима ищут оружие с точным действием, способное метко поразить именно их уникальный рак.

Тим и его семья много слышали из разных источников, в том числе по радио, из рекламы в интернете, от друзей, родственников и нанятого медицинского куратора о новой стратегии борьбы с опухолями – прецизионной медицине. Это совершенно иной подход, отличающийся от традиционной цитотоксической химиотерапии, сила которого скорее в технологии, а не в грубой силе. Прецизионная медицина стремится работать с конкретными, подчас уникальными данными о том, какие именно генетические мутации несет каждая опухоль. Она собирает огромное количество генетической информации об опухолях, нащупывая редкие слабые места у рака, в надежде разработать наилучшую схему атаки на него. С помощью математических алгоритмов и мощных компьютеров, наподобие тех, которые использовались для обработки изображений с беспилотников во время поисков Усамы бен Ладена, исследуются не только хорошо видные даже из задних рядов конференц-зала статистические моды, медианы и средние значения, как в клинических испытаниях, но и малозаметные на графике крайние значения выборки, манящие возможностью исцеления.

Тим подписал согласие пациента, и наша больница отправила образцы его рака желчных протоков. Онколог и больница послали стекла с микрометровыми срезами опухоли для анализа в молодую компанию молекулярной диагностики в Массачусетсе. Это стоило около $6000. Страховая компания Тима отказалась оплачивать счет. Однако из-за особенностей работы медицинской системы в условиях свободного рынка эта компания все равно сделала для Тима анализ, даже притом, что за него никто не заплатил. Это отдельная история, почему биотехнологические компании предпочитают терять деньги сейчас, но при этом захватывать быстроразвивающийся сектор (в данном случае это генетическая диагностика рака), чтобы выиграть в долгосрочной перспективе. Генетическое тестирование без оплаты может принести большую пользу пациентам, которые были первыми пользователями этой, только зарождающейся передовой технологии. Тусклую, полупрозрачную ткань опухоли, прилипшую к стеклу, под большим увеличением с помощью скальпеля из хирургической стали отделили от нераковой ткани и упаковали в пластиковую пробирку. Туда добавили фенол, этиловый спирт, соли и другие реактивы, чтобы очистить ДНК от фрагментов и обломков клеток. Затем ДНК, которая представляла собой незаметную точку на дне пробирки, амплифицировали и разделили на отдельные фрагменты, пропустив через агарозный гель, сделанный из водорослей, собранных в «зарослях» в Тихом океане у берегов Калифорнии. Потом для подготовки ДНК к секвенированию добавили ферменты, в том числе выделенные из бактерий, обитающих в термальных источниках парка Йеллоустоун в Вайоминге. Далее после небольшой подготовки триллионы коротких ДНК фрагментов из опухоли Тима были размещены на маленьких шариках. С фрагментами ДНК связывались комплементарные нуклеотиды, и этот процесс непрерывно фотографировался, чтобы определить точную последовательность нуклеотидов для каждого такого шарика.