Мир в ожидании биоатаки

Вопросы личной безопасности, в том числе и представителей СМИ (особенно оппозиционных), в сегодняшней России весьма актуальны. Изощренность способов, которыми можно вывести из строя целые коллективы и даже государства, достигла совершенства (если это слово можно применить по столь мрачному поводу).

Есть первые ласточки. Нашумела история с «белым порошком» (рассылка по почте спор сибирской язвы), до конца не ясны причины вспышек атипичной пневмонии в странах Юго-Восточной Азии. Естественная ли это мутация вируса или следствие произведенных в лабораториях манипуляций? — вопрос открыт. Нет внятного ответа по поводу птичьего гриппа, который возник в Юго-Восточной Азии и стал причиной гибели многих людей.

Кроме того, ряд вирусов, патогенных для животных, эволюционирует и начинает поражать и человека. Примеры: ТОРС-коронавирус, метапневмовирус и вирус оспы обезьян в США. Получается, необходим более жесткий контроль над лабораторными запасами искореняемых патогенов, нужен генетический мониторинг вирусных патогенов животных для оценки возможности «переключения» их на человека. Необходимо сплоченное международное сотрудничество для скоординированной борьбы со вспышками новых инфекций, для изучения патогенов, борьбы с биотерроризмом и другими биологическими угрозами человечеству как естественной, так и искусственной природы.

Современная биотехнология шагнула так далеко, что в условиях небольшой лаборатории нанятый террористами ученый в состоянии получить культуру возбудителей, которые могут уничтожить все человечество. Кроме того, существует реальная угроза манипулирования психическим состоянием людей. На основе молекулярно-биологических методов разрабатываются средства прицельного воздействия на психический статус людей, уже есть длительно действующие и поэтому особенно опасные и коварные корректоры психического статуса людей.

Конечно, врага нужно знать в лицо, а нам, журналистам популярных изданий, нелишне информировать своих читателей о новых опасностях XXI века. Но вот незадача... В кулуарах конференции обсуждался вопрос: а не приведет ли свободный обмен научной информацией по проблеме биотерроризма к тому, что отравители XXI века (Мария Медичи, посыпавшая ночные сорочки своих недругов мышьяком, в сравнении с нынешними злодеями — простушка) приобретут новые знания и умения?

Может, все засекретить от греха подальше и не волновать ипохондрическую общественность? Что нам, плохих дорог и несознательных граждан недостаточно? Впрочем, «круглый стол» сгладил линию «водораздела» между представителями СМИ и академиками РАМН, и в итоге решили бороться с биотеррористами всем миром. Договоренность была сдобрена фуршетом на белых крахмальных скатертях. Говорю же, первый бал Наташи Ростовой, ни дать, ни взять.

МНЕНИЕ РАН И РАМН

На пресс-конференции на вопросы заинтересованных корреспондентов (в том числе и автора этих строк) отвечал академик РАН и РАМН Михаил Александрович ПАЛЬЦЕВ, ректор Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова (ММА).

– Михаил Александрович, на какой стадии находится программа противостояния биотеррору в России?

– Сегодня весь мир пребывает в ожидании биоатаки. Именно поэтому уровень развития молекулярной медицины во многом определяет уровень биобезопасности страны. В конце прошлого года состоялась совместная сессия РАН и РАМН, которая была посвящена роли фундаментальных наук в развитии современной медицины.

Одной из центральных проблем, которая обсуждалась на «круглом столе», была молекулярная медицина. Общее решение двух академий было таковым — просить руководство страны создать федеральную целевую программу по молекулярной медицине. Прошел год — и никаких реальных подвижек.

Научное сообщество озабочено тем, что мы теряем время, теряем молодых ученых, лаборатории, которые не получают финансовую поддержку. Полного понимания важности проблемы биобезопасности в России нет. А вот западные страны, напротив, финансируют наши проекты, потому что прекрасно понимают: эпидемии не имеют границ.

– Михаил Александрович, но ведь нам не нужно никакой биоатаки, мы вымираем от алкоголизма, туберкулеза, наркомании и бедности. На нас чуму и оспу насылать не нужно — мы и так на ладан дышим...

– В качестве потенциального средства биотеррористической атаки рассматривают не только и не столько возможность использования известных микроорганизмов — возбудителей опасных инфекций (мы, к сожалению, далеки от окончательной победы над туберкулезом, дизентерией и т.п.), сколько технологически развитую систему создания и воспроизведения модифицированных генов и различные способы введения их в организм человека. Ученые считают, что в текущем десятилетии могут быть получены новые типы биологического оружия: бинарное биологическое оружие, сконструированные гены и живые формы (синтетические микроорганизмы), вирусы-невидимки, болезни «смены хозяев», сконструированные болезни, генно-терапевтическое оружие.

– Как это себе представить на практике?

– Через воду, через продукты питания в наш организм внедряется видоизмененный ген, несущий определенный тип информации. Результат подобной биоатаки может проявиться во втором, третьем, четвертом поколениях, что приведет к росту числа инсультов, инфарктов. Может резко увеличиться количество бесплодных мужчин и невынашиваемых беременностей у женщин.

Теоретически возможно на генном уровне запускать любые механизмы самоуничтожения организма. При этом врага не удастся «поймать за руку» и уничтожить.

– А что же наши ученые? Известно: вклад русских ученых в мировую медицину огромен...

– Вообще-то нам есть чем гордиться. Понятие стволовых клеток, например, введено российским ученым А. А. Максимовым, профессором Военно-медицинской академии в Санкт-Петербурге. Понятие «полипотентная стволовая клетка» тоже родилось в России, его автор — член-корреспондент РАМН А. Я. Фриденштейн.

Но есть области, в которых мы сильно отстаем. Мы не можем угнаться за антибиотиками нового поколения: отставание в этой области очевидно. Очевидно также, что эра антибиотикотерапии подходит к концу: микроорганизмы-патогены приспособились к этим лекарствам.

Например, препараты-антиретровирусы мы вынуждены закупать за рубежом, значит, зависим от поставок на 70 процентов. А это ставит страну под удар. Необходимо в кратчайшие сроки осовремениваться, иначе дело плохо! У нас нет отечественной вакцины против гепатита С. Если так дальше пойдет — страна будет полностью беззащитной. А значит, и мы с вами тоже.

– Все же объясните, пожалуйста, читателям, как относиться к клеточной терапии, которая широко рекламируется, несмотря на невнятный правовой статус? Нельзя забывать, что в критической ситуации люди хватаются «за соломинку» и готовы подписывать любые бумаги, лишь бы выздороветь.

– В России методы клеточной терапии официально не сертифицированы. Любое применение стволовых клеток — рискованное предприятие, к тому же не все знают, что стволовые клетки бывают разными. Известны случаи возникновения опухолей в результате применения терапии стволовыми клетками. На Западе эксперименты в этой области ведутся только на животных. В России любой человек может стать жертвой шарлатанов.

Мы, ученые РАМН, считаем, что на сегодняшний день единственно оправданный метод — применение стволовых клеток пуповинной крови, получаемых при рождении ребенка для этого же ребенка или его ближайших родственников.

– Должен же быть основной документ, регулирующий вопросы вмешательства в геном человека и биоэтики.

– Основные принципы работы с ДНК человека были сформулированы еще в 1975 году на Калифорнийской конференции по вопросам генетической инженерии. Что касается медицинской этики, то основой для нее стала Декларация прав человека, принятая в Хельсинки в 1964 году.

ОСОВРЕМЕНИВАТЬСЯ ДУМАЕМ?

– Как выглядит наступление эры молекулярной медицины в российском варианте?

– На базе ММА им. Сеченова был создан НИИ молекулярной медицины. Главными направлениями его работы стали проблемы молекулярной диагностики, генной и клеточной терапии. Сейчас ведутся работы, требующие государственной поддержки: создание генно-инженерного инсулина в Институте биоорганической химии имени Шемякина и Овчинникова, биочиповых технологий для генной диагностики в Институте молекулярной биологии Энгельгарта и в НИИ молекулярной медицины.

В ряде институтов разработаны методы выращивания стволовых клеток, но денег катастрофически мало. В 2002 году США выделили на программу борьбы с биотеррором 1,5 миллиарда долларов дополнительно к бюджетному финансированию. Мы должны понимать, что отставание в этой области будет иметь для нас слишком тяжелые последствия.

А ведь молекулярная медицина способна стать основой концепции здравоохранения и предложить эффективнейшие способы генной диагностики, профилактики и лечения множества социально значимых недугов: диабета, гипертонии, атеросклероза, остеопороза, туберкулеза, онкологических, аутоиммунных заболеваний.

С помощью специальных генетических тестов — ДНК-маркеров — можно распознавать такие коварные, поздно проявляющиеся заболевания, как рак шейки матки и молочной железы, болезнь Альцгеймера, семейный полипозный рак толстого кишечника и другие. У нас в Институте молекулярной медицины разрабатываются системы подобных маркеров.

В принципе на основе молекулярно-генетических исследований для каждого человека должна быть подобрана индивидуальная лекарственная терапия — в этом суть фармакогенетики.

Но, к сожалению, некоторые методы лечения могут стать способами убийства. Что это значит? Наиболее перспективное направление в борьбе со злокачественными опухолями — это влияние на апоптоз клеток, т.е. их естественную гибель в организме.

Механизмы, которые влияют на апоптоз, известны. Среди белковых молекул, участвующих в его регуляции, есть онкогены. С помощью правильно подобранных препаратов, их целенаправленного введения такой апоптоз можно вызвать в клетках опухоли и добиться излечения больного человека. Но если этот процесс вызвать у здорового человека в его жизненно важных органах, метод лечения превратится в орудие убийства.

– Как РАМН думает защищать российских граждан от всевозможных новых вирусов и генно-инженерных комбинаций как искусственного, так и естественного происхождения?

– Мы сегодня пришли к выводу, что повышать необходимо собственные защитные силы организма. И работы в этом направлении (иммунотерапия, иммунокоррекция) ведутся. В Санкт-Петербурге создан белок интерлейкин-2, введение которого в организм больного может стать спасением во многих сложных случаях. На него и подобные открытия будущего вся надежда.

БИОАТАКИ ПРОШЛОГО

Единственный доказанный факт умышленного использования биологического оружия в ХХ веке — заражение японцами китайских территорий бактериями чумы в 30 — 40-х годах XX века.

В 1995 году религиозная секта «АУМ Синрике» организовала известную химическую атаку в токийском метро. Зарин, которым травили сограждан сектанты, был произведен самой организацией. В мае того же года лаборант из Огайо Ларри Харрис заказал в мэрилендской биомедицинской фирме бактерии бубонной чумы. Но у сотрудников фирмы возникли определенные подозрения, и Харриса арестовали.

Япония начала разработку биологического оружия в 1918 году, Америка — в 1942-м, о разработках в СССР стало известно всему миру после катастрофы в 1979 году под Свердловском.

В сентябре 1984 года около 750 человек заболели после посещения ресторана небольшого городка Даллес в Орегоне. Все были отравлены сальмонеллой, которую обнаружили в салатах. По заключению суда, отравителями оказались местные последователи Раджнеша (Ошо), которые не поладили с горожанами.

Международная конвенция по биологическому оружию 1972 года запретила его производство и применение в любой форме. Однако около 20 стран продолжали работы в этом направлении. По данным ООН, всемирная биологическая защита (включая вакцины против известных форм, антибиотики, противогазы и т.д.) обошлась бы минимум в 80 млрд. долларов.

Интегральная система биологической детекции (BIDS) способна выявить 4 вида знакомых биологических агентов в течение 30 минут. Распознать новое изобретение эта умная и дорогая система не в состоянии. Шотландский остров Грайнард до сих пор заражен бактериями сибирской язвы после проведенных на нем англичанами испытаний биологического оружия в 1942 году.

ИЗ ИСТОРИИ ВОПРОСА

Точкой отсчета развития молекулярной медицины считается 1970 год. Именно тогда случились две технологические революции в биологии: были открыты технологии использования рекомбинантной ДНК и геномики. Первый результат, достигнутый благодаря технологии рекомбинантной ДНК, — выделение из организма и характеристика отдельных генов. Тогда была обнаружена их связь с заболеваниями человека.

Сама идея наличия неких единиц наследственности опирается на практический опыт многих поколений животноводов и растениеводов. Эту идею подтвердил в середине XIX столетия Грегор Мендель. Его эксперименты с зеленым горошком стали основой медицинской генетики конца ХХ века. Результаты этих опытов позволили сформулировать гипотезу о наличии генов, определяющих признаки, передающиеся потомству. Им были введены важнейшие понятия: фенотип и генотип. Именно Мендель заметил и описал закономерности, ставшие стимулом к последующему развитию не только генетики, но и всей биологии.

Теория эволюции, опубликованная в 1859 году, не могла бы возникнуть без понимания Дарвином роли наследственности. Вслед за Дарвином в 90-х годах XVIII века величайший английский врач-исследователь Вильям Гарвей предположил, что все животные происходят «от яйца», а для живородящих это яйцеклетка.

XIX век стал периодом, предшествовавшим эре клеточной теории. Компоненты, названные хромосомами, впервые были описаны Фредериком Шнайдером в 1873 году. Собственно понятия «геном» и «генетика» были введены в 1906 году. Следующие 50 лет ученые решали вопросы «Что такое на самом деле гены?» и «Как работают гены?». Многие лауреаты Нобелевских премий получили свои награды за работы, позволяющие сделать новый, пусть крохотный шаг на пути приближения к ответам на эти вопросы.

Лауреаты Нобелевских премий в области молекулярной медицины:

1959 — С. Ошуа, А. Корнберг — синтез нуклеиновой кислоты «ин витро»

1962 — Д. Ватсон, Ф. Крик, Ф. Вилкинс — структура ДНК (двухцепочная спираль)

1975 — Д. Балтимор, Г. Темин, Р. Дульбекко — обратная транскриптаза и онкогенные вирусы

1978 — В. Арбер, Д. Натанс, Г. Смит — эндонуклеазы рестрикции

1980 — Р. Берг, В. Гилберт, Ф. Сандер — создание первой рекомбинантной молекулы ДНК, секвенирование ДНК

1989 — Д. Бишоп, Г. Вармус — онкогены

1989 — С. Алман. Т. Сеч — РНК и рибозимы

1993 — К. Муллис, М. Смит — полимеразная цепная реакция (ПЦР) и сайт-направленный мутагенез

1995 — Е. Левис, С. Нуссляйн-Волард, Е. Вишхаус — генетические механизмы в раннем эмбриональном развитии

В 70-х годах ХХ века развитие молекулярной медицины было «спровоцировано» возрастающим интересом общества к генетической инженерии. В 1975 и 1977 годах были разработаны два новых подхода к определению нуклеотидных последовательностей в ДНК. Важность этих достижений отмечена присуждением Нобелевских премий.

В 1976 году в Калифорнии образована первая генно-инженерная компания «Genentech Inc». В результате успешного лабораторного синтеза рекомбинантного гормона — фактора роста человека — последовало промышленное производство человеческого инсулина, который был представлен этой компанией в 1982 году.

В 1980 — 1983 гг. в США было создано около 200 биотехнологических компаний, а к 1985 году уже более 400 фирм, включивших в свое название слово «ген», принадлежали к генно-инженерному цеху.

В 1999 году получение эмбриональных стволовых клеток человека было признано третьим по важности событием в биологии ХХ века — после открытия двойной спирали ДНК и расшифровки генома человека.

ГДЕ ТРУДЯТСЯ РОССИЙСКИЕ УЧЕНЫЕ

(«белый список» лабораторий)

– НИИ молекулярной медицины при ММА им. И. М. Сеченова

– Всероссийский научный центр молекулярной диагностики и лечения

– Центр молекулярной медицины при МГУ

– Центр по молекулярной медицине Минздрава России на базе Санкт-Петербургского медицинского университета им. И. П. Павлова

– Центр клеточной терапии МЗ РФ на базе Национального медико-хирургического центра им. Н. И. Пирогова

– Институт стволовой клетки и группа клиник «Пирамида»

– Клиническое отделение клеточной трансплантологии и искусственных органов

– Лаборатория иммунологии Научного центра акушерства, гинекологии и перинатологии РАМН

– Научный центр медицинской генетики в Институте неврологии РАМН

– Лаборатория стволовых клеток при НИИ экспериментальной кардиологии Кардиологического научно-производственного комплекса в Российском онкологическом научном центре

– Медико-генетический научный центр РАМН

– Институт биологии гена РАН

– Институт молекулярной биологии РАН

– Институт биоорганической химии РАН

– НИИ биомедицинской химии

– Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» МЗ РФ

– Государственный научно-исследовательский институт особо чистых биопрепаратов (НИИ ОЧБ) МЗ РФ

– Институт физиологически активных веществ РАН (ИФАВ РАН)

– НИИ гриппа в Санкт-Петербурге

– Институт биохимии и генетики научного центра РАН в Уфе

– Центр иммунотерапии клеточных технологий в Новосибирске

– Институт медицинской генетики в Томске