Икар расправил крылья: генная терапия возвращается в медицину

В 1999-м году вера в генетику была подорвана смертью американского подростка в ходе клинических испытаний генной терапии. Сегодня это направление медицины переживает долгожданный ренессанс, считает Николай Кукушкин.

В девяностые годы генная терапия была самой «горячей» темой генетики и медицины. Оптимизму учёных и врачей пришёл конец вместе со смертью в 1999-м году американского подростка Джесси Гелсингера. 18-летний Гелсингер, страдавший редким наследственным заболеванием, участвовал в клинических испытаниях генной терапии. Он скончался в результате иммунного ответа на видоизменённый вирус, который врачи использовали для доставки гена в организм пациента. Как в США, так и в других странах трагедия резко подорвала доверие правительства и общества к генной терапии. Любые разработки в этой области попали под строжайший контроль, многие исследовательские программы были свёрнуты. Сегодня — впервые за почти пятнадцать лет — есть надежда, что смерть Джесси Гелсингера осталась позади.

Вдохновлённое успешным опытом генной инженерии в лаборатории и сельском хозяйстве научное сообщество начала девяностых повернулось к человеку. Казалось, что будущее уже пришло: обуздав ген, человечество вот-вот должно было избавиться чуть ли не от всех болезней. Если мы можем научить рис производить витамины, а папайю — защищаться от вирусов, то почему мы не можем научить собственный организм производить недостающий белок?

Такова была логика Джеймса Уилсона, руководителя Института генной терапии при Университете Пенсильвании. В 1999-м он руководил клиническими испытаниями вирусного носителя, запрограммированного для доставки нужного гена пациентам, у которых в результате мутации этот ген не работал. Конкретным заболеванием, которым занималась группа учёных под руководством Уилсона, была недостаточность орнитин-транскарбамилазы, фермента, участвующего в метаболизме белковой пищи. Вводя с помощью вируса ген этого фермента больным, исследователи надеялись восстановить их способность перерабатывать белок.

Одним из добровольцев для испытаний экспериментальной терапии был 18-летний подросток из Аризоны Джесси Гелсингер. После многообещающих предварительных результатов у Гелсингера появился шанс избавиться от тяжелейшего заболевания (большинство детей, родившихся с этой генетической аномалией, не доживают до пяти лет). Но когда Джесси получил дозу «лечебного» вируса, его организм внезапно отреагировал сильной лихорадкой. Тело пациента охватила воспалительная реакция на вирус, у него отказала печень, и через несколько дней Гелсингер скончался.

Смерть Джесси Гелсингера потрясла американское общество. Ситуация усугубилась тем, что в ходе разбирательств всплыли не самые приятные детали в отношении руководителя работы Уилсона. Во-первых, у него обнаружились акции компании, финансировавшей часть исследований, — это распространённая ситуация в науке, но по правилам такие потенциальные конфликты интересов должны чётко оговариваться.

Во-вторых, выяснилось, что он и его коллеги не упомянули о смертельных случаях среди животных, на которых проводилось предварительное тестирование терапевтических вирусов. По их словам, те данные не имеют отношения к смерти Гелсингера хотя бы потому, что погибшие животные получали несопоставимо более высокую дозу вирусов — на ранних этапах исследований в смерти подопытных мышей нет ничего настораживающего. Однако по понятным причинам родственники погибшего подростка не были удовлетворены таким ответом.

По результату разбирательств трагический случай не перешёл в криминальную плоскость — и по факту конфликта интересов, и по предмету возможного сокрытия данных были достигнуты договорённости. Но научная карьера Уилсона была на долгое время подорвана, Институт генной терапии закрыт, а конференции и симпозиумы по теме приостановлены по всей стране. Контроль за всеми исследованиями генной терапии стал настолько жёстким, что на несколько лет инновации в этой области практически прекратились.

Новый поворот

Одной из организаций, осуществляющей контроль за разработками в генной терапии, в США является Комитет по надзору за рекомбинантной ДНК (RAC) при Национальном институте здоровья (NIH). Помимо него, проверки клинических и преклинических испытаний осуществляют все стандартные контролирующие организации: прежде всего, Администрация по контролю за качеством еды и лекарств (FDA), но, помимо неё, целая череда комитетов по биологической безопасности и этике как на местах, так и на федеральном уровне.

В прошлогоднем письме в руководство NIH — главной бюджетной организации, определяющей финансирование и политику в биомедицинской науке США, — группа исследователей выступила против такого особого контроля над генной терапией. По их словам, эта область должна регулироваться не больше и не меньше, чем остальные медицинские разработки. За последние десятилетия было показано, что по крайней мере принципиально генная терапия не несёт угрозы обществу. Помимо эмоций, сохранившихся с конца девяностых, причин для «особого» статуса генной терапии сегодня не осталось.

Спустя почти полтора года, Институт медицины США (IOM) — что-то вроде академии медицинских наук, но имеющей независимый от государства статус, — рассмотрел жалобу учёных и опубликовал соответствующий отчёт. IOM согласился с требованиями исследователей: в отчёте прямо говорится, что надзор со стороны NIH и, в частности, RAC излишен при учёте текущего состояния этой области.

От стыда — к надежде

Похоже, после более чем десятилетия относительной стагнации генная терапия наконец-то избавляется от призраков прошлого и начинает набирать как успешный медицинский опыт, так и доверие со стороны общества.

На сегодняшний день проведено около 1800 клинических испытаний различных генетических агентов. Подавляющее большинство из них нацелено на борьбу с раком — «поломки» генов в тех или иных клетках почти всегда ответственны за рост злокачественных опухолей.

Многие испытания находятся в финальной стадии — в ближайшие годы можно ожидать выхода на рынок сразу нескольких препаратов, использующих доставку ДНК в клетки пациента. Генная терапия уже помогла тысячам больным, страдающим целым спектром тяжёлых недугов от недостатка гемоглобина до наследственной слепоты.

Китай стал первой страной, одобрившей коммерческое использование генной терапии. Ещё в 2003-м году на китайский рынок был выпущен аденовирусный вектор (то есть ген, «упакованный» в видоизменённый аденовирус — в природе этот тип вируса вызывает, например, некоторые формы ОРВИ) для борьбы со сквамозной карциномой. Примечательно, что китайское правительство одобрило использование этой терапии без стандартных в таких случаях трёхфазных клинических испытаний. Очевидно, что смерть Джесси Гелсингера, погибшего именно от реакции на аденовирус, взволновала Китай куда меньше, чем США и Европу.

В Европе первой формой генной терапии, рекомендованной к одобрению Агентством по лекарственным препаратам (EMA), стал в 2012-м году продукт под названием Glybera, теперь выпускаемый под маркой UniQure. Он относится к новому поколению генно-терапевтических препаратов, сделанных на основе адено-ассоциированного вируса (ААВ).

С этим типом вирусов многие учёные связывают будущее генной терапии. Любопытно, что среди самых влиятельных разработчиков лекарств на основе ААВ оказалась научная группа Джеймса Уилсона, на чьи плечи легла ответственность за смерть Джесси Гелсингера в 1999-м. В попытке восстановить научную репутацию Уилсон сотоварищи сконцентрировали внимание на поиске безопасных альтернатив аденовирусам, которые принесли им столько неприятностей.

Адено-ассоциированные вирусы часто сопутствуют аденовирусным инфекциям (отсюда их название), но никак не связаны с ними по своему устройству. Они не так эффективны в доставке генов, как аденовирусы, но имеют ряд преимуществ: во-первых, они не вызывают заболеваний и не очень «нервируют» иммунную систему — по понятным причинам основное достоинство ААВ для Джеймса Уилсона. Во-вторых, они — единственные на данный момент генотерапевтические агенты, способные проникать в мозг, что потенциально делает их пригодными для лечения многих нейроспецифичных заболеваний.

Лекарства на основе ААВ уже прошли успешные испытания в терапии, например, гемофилии и болезни Баттена. Кроме того, опубликован целый ряд многообещающих исследований на животных с использованием ААВ для доставки генов.

Союз с паразитами

Успехи генной терапии последних пяти-десяти лет и меняющееся отношение к ней государства и общества внушают оптимизм. Уже те люди, которых генная терапия, находясь в экспериментальном статусе, спасла от неизлечимых раньше заболеваний — несомненный повод для гордости и веры в науку.

И всё же есть ощущение, что самые главные прорывы в генной терапии ещё впереди. На данный момент мы почти полностью зависим от «приручённых» вирусов для доставки генов — в конце концов, это то, чем они занимались миллионы лет.

Аденовирусы, похоже, подходят для этого лучше всего, но после провала в 1999-м их репутация сильно пострадала. Адено-ассоциированные вирусы, при всех своих достоинствах, — далеко не самая удобная «упаковка» для генов: они имеют довольно низкое ограничение по размеру переносимой ДНК.

Кроме того, ААВ, в отличие от аденовирусов, встраивают свою ДНК в геном хозяина. С одной стороны, это очень удобно: встраиваемый ген стабильно «вживляется» в клетку-мишень. С другой стороны, такой процесс на данном этапе очень сложно контролировать. Это грозит встраиванием гена в неправильное место: например, в середину другого гена. Такой «вставочный» или инсерционный мутагенез теоретически может привести к ряду проблем вплоть до рака.

Та же самая проблема характерна и для ретровирусов — третьей группы агентов, используемых в генной терапии. Эти вирусы — родственники ВИЧ с «отключённой» системой репликации: в отличие от «дикого» вируса, терапевтические варианты ретровирусов неспособны себя воспроизводить и, таким образом, распространяться по организму. Хотя теоретическая возможность этих вирусов «превратиться» в подобие ВИЧ многих пугает, всё-таки основная опасность таких агентов — это тот же инсерционный мутагенез, то есть встраивание генов «в плохое место».

Словом, хоть вирусы и умеют неплохо доставлять гены, лечение человека никогда не входило в их приоритеты. Сегодня активно разрабатываются альтернативные методы доставки ДНК, например, при помощи липосом или генной пушки. В последнем случае частицы металла покрываются ДНК, после чего орган-мишень обстреливается получившейся «дробью».

Развиваются и принципиально новые подходы к генной терапии. Если раньше исследователи занимались исключительно доставкой нужного гена туда, где с ним что-то не так, то сегодня появляются и более сложные методы. Например, много внимания сегодня уделяется способу лечения рака, при котором гены доставляются не в сами раковые клетки, а в клетки иммунной системы. Таким образом учёные «обучают» их распознавать клетки опухолей.

Есть прогресс и в терапевтическом использовании РНК-интерференции — подхода, использующего не «включение» недостающих генов, а «отключение» лишних. Хотя агенты для РНК-интерференции сложно безопасно доставить при помощи вирусов, учёные работают над альтернативными методами их переноса.

Возможно, с изменением репутации генной терапии, а также с прогрессом в других науках — например, в областях нанотехнологий и наук о материалах — нас ждут совершенно новые подходы к «генетической медицине». Однако уже сейчас научному сообществу не должно быть стыдно смотреть в глаза родителям Джесси Гелсингера. Их сын погиб не зря.

Мнение автора может не совпадать с позицией редакции