Geum.ru

Валерій Миколайович Запорожан. О. Одес держ мед ун-т, 2008. 284 с. Рос мова. Isbn 978-966-443-009-5 Ця книга

Вид материалаКнига

Содержание


Генетическая медицина
Гены и их сочетания, варианты которых
Подобный материал:
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   ...   20

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА


Генетика — это философия
современной медицины.
Н. Бочков

4.1. Достижения и перспективы молекулярной генетики


Эпоха трансформации биосферы в ноосферу характеризуется преобразованием традиционной медицины в генетическую медицину.

Потенциальная область применения такого подхода к сохранению здоровья человека чрезвычайно широка. Используя информацию о наследственном аппарате (геноме) каждого человека, генетическая медицина дает возможность строго индивидуально определять, какой образ жизни ему необходим, профилактику каких заболеваний ему нужно проводить, какие лекарства целесообразнее применять, то есть позволяет конкретизировать и персонифицировать медицинскую помощь.

Как у нас в стране, так и в мире наиболее высокие показатели смертности регистрируются от сердечно-сосудистых заболеваний (инфаркта и инсульта), от различных злокачественных новообразований, например, от рака. Статистика показывает, что через пять-семь лет у каждого второго жителя планеты могут возникнуть опухоли.

Современная медицина способна выявлять многие заболевания и успешно лечить их. Однако большинство болезней диагностируются слишком поздно, когда в организме человека уже происходят необратимые изменения, и о полном выздоровлении не может быть и речи. Самые трагические минуты в жизни человека наступают тогда, когда врач с грустным выражением лица говорит: «Голубчик, где же вы были вчера? Почему вы не пришли раньше?». Далее разворачивается ужасная цепь событий. Человек начинает метаться и искать помощи, но, к сожалению, уже слишком поздно.

Утверждение о том, что не существует проблем злокачественных новообразований или заболеваний сердца, диссонирует с общепринятым мнением. Хотя, на самом деле, это так. Не существует «онкологических» или «кардиологических» проблем. Есть проблема своевременной диагностики различных заболеваний до развития изменений в структуре и функции органов и систем организма. Поэтому значительно важнее выявлять обстоятельства, которые приведут к инфаркту, инсульту, возникновению опухолей или других заболеваний, чем их диагностировать и лечить. Предупреждение возникновения болезни принципиальным образом изменяет отдаленный прогноз.

Наука, которая изучает не болезни человека, а его наследственную предрасположенность к ним, называется молекулярной генетикой; ее достижения дают возможность коренным образом изменить качество жизни человека. Последние достижения и развитие молекулярной генетики открыли практически безграничные возможности вмешательства в процессы жизнедеятельности человеческого организма. Основной постулат такой медицины — это положение о том, что для каждой болезни, каждого патологического проявления организма имеется молекулярная мишень, которую можно использовать для диагностики и предупреждения заболевания, а также для лекарственного воздействия.

Внедрение в 40-х годах ХХ века в биологию новых физических и химических методов позволило гораздо глубже и точнее, чем раньше, изучать строение и функции отдельных компонентов клетки и всю клетку как единую систему. Более пятидесяти лет назад было сделано уникальное открытие, которое перевернуло представление обо всем живом на земле. Оказывается, что самый главный дирижерский пульт в каждом живом организме, в том числе и человека, — это его геном — двойная спираль дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), в которую заложена вся наследственная информация. Открытие двойной спирали ДНК изменило мышление в биологии, потому что материализовало силы и законы генетики. Устройство молекулы ДНК объяснило ее главные функции.

В 2001 году завершился грандиозный международный проект под названием «Геном человека», основная цель которого — расшифровка последовательности отдельных генов в человеческом геноме. Изучение последовательности генов в двойной спирали ДНК с помощью замечательных машин-автоматов (секвенаторов) позволило «прочитать» все два метра «текста» молекулы ДНК клетки (собранных из 3 млрд кирпичиков-нуклеотидов). Вся «прочитанная» информация была нанесена на карту 23 парных «отцовских» и «материнских» хромосом. В настоящее время в геноме человека идентифицировано 30–40 тыс. генов.

Расшифровка генетического кода сыграла решающую роль в выяснении механизма биосинтеза белка — процесса, который включает перенос заключенной в ДНК генетической информации на молекулы так называемой информационной, или матричной, РНК (мРНК).

Области, которые копируются молекулами мРНК, принято считать смысловыми участками ДНК. Часть ДНК, которая не копируется молекулами РНК, на данном этапе развития науки считается информационно бессмысленной. Сама карта топографии генов на хромосомах напоминает вид Земли с большой высоты. Основная часть генов локализована в больших и малых «городах», которые разделены огромными безжизненными пространствами.

Геном — это молекулярная первооснова, с которой начинается цепочка событий. Любое изменение в информации генома отражается на всех последующих уровнях, заканчиваясь состоянием здоровья индивидуума. Если у человека есть «поломка» определенных генов, то можно сказать, что ему «на роду написано» заболеть с рождения или в определенном критическом возрасте тем или иным недугом.

Есть заболевания, которые возникают из-за нарушения в одном гене, — это генные или молекулярные наследственные болезни, их более 3000. Деятельность генов можно сравнить с механизмами, которые кодируют устройство строительных модулей, но не отвечают за алгоритм сборки отдельных элементов, которые эти модули производят. В свою очередь, клетки не являются автоматами, которые заранее полностью запрограммированы. Оказалось, что у клеток гораздо больше свободы и возможностей. Это обусловлено тем, что сборка отдельных молекул происходит под влиянием сочетания нескольких генов.

Основу генетической медицины составляют представления о генетическом полиморфизме (от поли... и греч. morphe– — форма). В организме могут происходить мутации генов — замена отдельных нуклеотидов в молекуле ДНК в результате случайных ошибок или повреждающего действия различных физических и химических агентов, что приводят к очевидным патологическим изменениям и существенно снижают жизнеспособность человека уже в раннем возрасте. В отличие от мутаций генов, генетический полиморфизм проявляется менее отчетливо. Вместе с тем, именно эта особенность генома приводит к появлению белковых продуктов с несколько измененными физико-химическими свойствами и, соответственно, с нарушениями функциональной активности. Особенности спектров полиморфизма разных генов в зависимости от географических условий, диеты, расовой (этнической) принадлежности и прочего указывают на действие естественного отбора, то есть в определенных условиях полиморфизм генов может предрасполагать к болезням либо, наоборот, препятствовать проявлению различных заболеваний.

Гены и их сочетания, варианты которых при наличии определенных условий предрасполагают к возникновению определенных заболеваний, получили название «генов предрасположенности». Это гены (аллели), которые совместимы с рождением и жизнью в раннем возрасте, но при определенных неблагоприятных условиях способствуют возникновению того или иного заболевания. Именно аллельные варианты «генов предрасположенности» составляют основу многих частых заболеваний, таких как атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, остеопороз, сахарный диабет, бронхиальная астма, опухоли и пр.

Расшифровка генома человека позволила современной медицине получить новые знания, которыми необходимо научиться пользоваться. Такое утверждение базируется не только на экспериментальных данных, но и основывается на возможностях современной практической медицины. Можно привести такой пример практического применения молекулярной генетики. Пациент приходит в клинику, где из капли крови выделили его генетический материал — цепочку молекул ДНК — персональную информацию о наследственной предрасположенности к различным заболеваниям. Такое исследование можно назвать составлением «генетического паспорта».

Генетический паспорт — это достаточно полная информация об уникальных особенностях генома конкретного человека, в том числе и о состоянии его «генов предрасположенности» к различным заболеваниям. Генетическая медицина с помощью методов молекулярной генетики ставит диагноз не человеку с его болезнями, а геному человека. Если человек будет иметь генетический паспорт, если медицина будет заниматься профилактикой на генетическом уровне, то не потребуется огромных затрат на лечение последствий, то есть, говоря языком традиционной медицины, заболеваний.

Современные фундаментальные достижения науки изменяют реалии медицины. Получение новых знаний о геноме человека создает возможности «исправления» наследственной информации, что позволит каждому индивидууму избежать возникновения и развития болезни. В отличие от существующей лечебной и профилактической медицины, генетическая медицина будет предсказательной. Активно воздействуя на организм человека, она позволит исключить потенциальную возможность возникновения патологических процессов.

Выявление сочетаний аллельных вариантов различных генов для каждого заболевания, возникновение которого связано с нарушениями в нескольких генах (мультифакториальные заболевания), их идентификация, разработка на этой основе комплекса профилактических мероприятий для конкретного пациента составляют основу генетической медицины. Если известно, чего человеку остерегаться и какой образ жизни вести, то можно избежать возникновения и развития болезни.

Индивидуальный подход к пациенту, основанный на научной интерпретации результатов генетического исследования и их сопоставлении с данными клинических, лабораторных и инструментальных методов исследования, позволяет осуществить раннюю диагностику генетически детерминированных заболеваний и предложить максимально эффективную схему профилактических и лечебных мероприятий для предупреждения развития патологического процесса.

Список заболеваний с доказанной наследственной предрасположенностью и соответствующими им изменениями в геноме в настоящее время включает более 25 болезней; в него входят и такие распространенные, как ишемическая болезнь сердца, сахарный диабет, гипертоническая болезнь, рак молочной железы, рак легкого, рак предстательной железы, наркомания, бронхиальная астма, остеопороз и некоторые другие. Изучение полиморфизма генов позволяет также анализировать особенности индивидуальной предрасположенности к ВИЧ-инфекции, многим психическим заболеваниям. Генетическое тестирование наследственной предрасположенности уже достаточно широко практикуется во многих лабораториях и диагностических центрах. В ближайшем будущем такой генетический паспорт может использоваться повсеместно в клинической практике, а генетическое тестирование станет столь же рутинным, как и другие лабораторные анализы (определение группы крови и резус-фактора, тесты на инфекционные болезни и пр.).

Еще более фантастические возможности открываются перед человечеством, если изучать генетический паспорт зародыша (эмбриона) на ранних стадиях его развития. Определив патологию генома, можно разработать четкие рекомендации об образе жизни, чтобы избежать возникновения болезни, выявить, какие периоды жизни будут критическими. Особенно перспективно повлиять на геном и методами генной инженерии «вылечить» эмбрион. Для генетической медицины это возможно. Существует целый ряд генетически обусловленных заболеваний (например, рассеянный склероз, муковисцидоз, фенилкетонурия), традиционное лечение которых малоэффективно или должно продолжаться всю жизнь. Благодаря своевременной диагностике методами молекулярной генетики и генной терапии, эти заболевания могут вовсе не возникнуть. Молекулярная диагностика и генная терапия — основные разделы генетической медицины, которые уже получили реальное становление и развитие в современном мире.

Молекулярная диагностика позволяет выявлять наследственные заболевания на любой стадии развития организма, в том числе и до рождения (пренатальная диагностика), определять «гены предрасположенности» к некоторым распространенным болезням. Важным прикладным аспектом молекулярной диагностики служит геномная «дактилоскопия» — точная идентификация личности, которая основана на выявлении особенностей структуры его генома.

Современная пренатальная диагностика наследственных заболеваний — выявление генов наследственных болезней (например, гемофилии, муковисцидоза, миодистрофии Дюшена или фенилкетонурии) у эмбрионов на ранних сроках развития позволяет прервать беременность и предотвратить рождение больного ребенка. Несомненно, прерывание беременности — грубый способ охраны генофонда и здоровья живущего поколения. Значительно более привлекательно использование достижений молекулярной генетики для выявления бессимптомных взрослых носителей того или иного наследственного заболевания, их медико-генетическое консультирование и, при возможности, лечение. Уже разработаны методы профилактического воздействия на геном человека при целом ряде моногенных заболеваний, развитие которых обусловлено изменениями в одном гене.

Генная терапия — область медицинских знаний, возникшая на стыке медицины, генетики и молекулярной биологии, которая занимает все более важное положение в современной молекулярной медицине и генетике. Генная инженерия — это технология, которая «лечит» при помощи введения в геном человека определенных генетических конструкций, то есть использует действующие гены в качестве лекарственных веществ.

Достижения молекулярной генетики и генетической медицины порождают множество биоэтических вопросов. Не будут ли новые знания использованы во вред человеку? Может ли человек так глубоко вмешиваться в естественный ход эволюции? Можно ли предусмотреть все последствия такого вмешательства? Нужно ли вкладывать огромные деньги в молекулярную генетику, когда не реализованы все возможности традиционной медицины? Безусловно, морально-этические и научно-практические проблемы генетической медицины очень тесно переплетаются.

Молекулярная генетика открыла перед человечеством огромные перспективы, но при этом возложила на него ответственность за возможные последствия ее практического применения. Тем не менее, сделать выбор необходимо. «Когда человек не знает, к какой пристани он держит путь, для него ни один ветер не будет попутным» (Сенека).

Для того чтобы достижения молекулярной генетики стали инструментом для продления жизни и улучшения ее качества, чтобы каждый человек мог получить генетический паспорт, нужно решить целый ряд вопросов, провести определенные организационные мероприятия. Практическая работа по «генетической паспортизации» предполагает концентрацию усилий по внедрению технологий, созданию множества биочипов и маркеров всех заболеваний. Пока эти технологии разрознены, разрабатываются в разных лабораториях и клиниках, которые работают на мировом уровне. Чтобы собрать вместе эти методики, необходима организационная национальная программа с заложенным в национальном бюджете финансированием.

Вероятно, наиболее реальный путь внедрения достижений генетической медицины лежит через развитие страховой медицины. Каждый врач совершенно точно знает, что профилактика значительно дешевле лечения и реабилитации. Профилактическая медицина способствует решению экономических проблем страны, поскольку она более рентабельна, чем лечение больных. Когда каждый гражданин Украины получит генетический паспорт, стартовые инвестиции быстро окупятся здоровьем людей и увеличением продолжительности их жизни.

Генетическая медицина — это медицина XXІ века. Гуманная, эффективная и рентабельная, она решает не только проблемы продолжительности и качества жизни, но и экономические проблемы здравоохранения государства.

Академия медицинских наук Украины рассматривает генетическую медицину как одно из самых перспективных направлений медицинской науки и практики. В Украине пересматриваются программы подготовки врачей с позиции европейской интеграции высшего медицинского образования в рамках Болонского процесса. С основами генетической медицины ознакомлено уже несколько выпусков студентов. Они подготовлены к тому, чтобы обследовать и лечить людей на уровне медицины ХХІ века. Врачи нуждаются в современных технологиях для создания генетического паспорта каждого жителя нашей страны как инструмента профилактической генетической медицины. Такая задача в полной мере соответствует современной концепции нооэтики как этики интеллектуальной деятельности человека.