Секвенирование генома — верный способ узнать о себе все: и хорошее, и не очень. Генетические предрасположенности и риски, интересные особенности и потенциальные болезни — определение нуклеотидной последовательности ДНК и последующая ее интерпретация расскажут больше, чем все известные на сегодняшний день анализы. Результаты секвенирования — подробнейшая инструкция для врача по лечению конкретного пациента, призванная задать мировой диагностике умопомрачительный вектор развития. Ведь когда в одной «медкнижке» разом прописаны все болезни — и даже те, что себя еще не проявили — врачу остается только выбирать последовательно цели и лечить, лечить, лечить.
Почему же в таком случае ни у кого из нас нет на руках расшифровки собственной ДНК? Начнем с того, что полное секвенирование генома одного человека — процедура, по стоимости сравнимая с покупкой недорогой иномарки. Стоит отметить, что с ценой за иномарку она поравнялась лишь сегодня. Десять лет назад на деньги, потраченные на расшифровку генома, можно было купить самолет. Это еще не все: построить в городе геномный центр стоит столько же, сколько стоит строительство моста.
Однако факт налицо — с развитием отрасли цены неуклонно падают. Радоваться, впрочем, рано: для того, чтобы «расшифроваться» в соседнем доме за «пять копеек», придется подождать еще пару десятков лет. И дело тут не только в деньгах — влияют и другие факторы.
Об особенностях развития российского рынка секвенирования журналисты портала Научная Россия расспросили Валерия Ильинского, генерального директора компании «Genotek»— что из тех самых медицинских уникумов, которые уже сегодня предлагают своим клиентам услуги по расшифровке генома.
— Очевидно, что российская генетика развивается очень энергично. Стоит ли ожидать скорых прорывов — появится ли что-то совсем новое?
— Генетика пошла по пути развития любой технологии: вслед за разрастанием «пузыря» ожиданий, который был вызван стремительным развитием отрасли, последовало разочарование — пузырь лопнул, интерес спал.
На сегодняшний день можно сказать, что генетика этот неприятный этап прошла и сейчас вновь начинает расти. При этом не стоит ждать космического роста, массы открытий и глобальных переворотов. Мы ожидаем постепенный рост, бурный, но без потрясений.
— А что насчет проблем, с которыми сталкивается генетика?
— Если говорить о проблемах: люди разочаровались в генетике. В начале нулевых в воздухе витало ощущение, что генетика способна на все — классический случай завышенных ожиданий, которые, разумеется, не оправдались. Так получилось, что сегодня, когда мы готовы некоторые ожидания удовлетворить, люди уже перестали ждать. В этом заключается одна из проблем.
Другая проблема — технологическая. Просто так взять и расшифровать ДНК нельзя — это дорого, а стремительного снижения стоимости в ближайшем будущем не предвидится: дороги и оборудование, и реагенты, и сама технология. Разницу мы почувствуем лет через десять, когда технология выйдет на поток и стоимость секвенирования существенно упадает.
Не стоит забывать и то, что мы еще далеки от досконального понимания самой ДНК — и завтра мы не начнем понимать ее в два раза больше. Знания — как и технология — совершенствуются постепенно, и в области знаний счет также идет на десятилетия. Скажем, сейчас мы понимаем процентов тридцать, а через десять лет мы будем понимать, скажем, процентов шестьдесят.
— Может быть, мы будем понимать еще меньше, потому что объем того, что нужно понимать — увеличится?
— Объемы данных на сегодняшний день огромны. Проблема в том, что эти данные попросту складируются — специалисты не успевают их обрабатывать. Когда я только начинал заниматься генетикой, работа выглядела по-другому: у меня была сотня нуклеотидов и целая неделя на их расшифровку — времени было вполне достаточно. Сейчас же за день специалист секвенирует три миллиарда нуклеотидов. Обработать их он уже не успеет, так как прибавилось и количество клиентов — у тебя больше нет недели, потому что завтра уже следующий желающий.
— Что насчет кадров?
— Здесь тоже свои трудности. Расшифровкой занимаются биологи. Интерпретацией — биоинформатики. Первых много, вторых — единицы. А ведь самая сложная работа как раз у вторых — биоинформатикам нужно, с одной стороны, знать биологию, с другой — программирование. Именно им приходится расшифровывать геном, и именно их сложно найти: рядовому программисту тяжело освоить молекулярную биологию и наоборот.
Так получилось, что мы нанимаем сотрудников и далее их под себя обучаем. Нам повезло — у нас маленький штат. Но мы, к сожалению, не встречали идеальных биоинформатиков «в природе».
— Может быть есть смысл готовить высококлассные кадры на государственном уровне?
— Государству сейчас важна не генетика. Государству важно, чтобы «скорая» быстро приезжала. Генетика — это не сегодня. Это вопрос минимум 15 лет.
— Что тогда делать, когда результаты секвенирования есть, а человека, который смог бы это все расшифровать и, главное, понять, что с этим дальше делать — нет?
— Раньше даже практика такая существовала: отдельные компании предлагали секвенирование, отдельные — интерпретации. Понятное дело, работало это плохо и стоило в два раза дороже. Подобные тесты слишком специфические — с ними не пойдешь в рядовую поликлинику. Вскоре стало понятно, что интерпретацией должны заниматься специалисты из лаборатории, где проводилось секвенирование или же клиники, плотно сотрудничающие с такой лабораторией. В России, к сожалению, такого пока нет.
— Вы планируете как-то продвигать это в массы?
— Мы стараемся продвигать генетические тесты в принципе, ведь спрос рождает предложение. Надо признать, в рамках российских реалий — это очень сложно.
Какой должна быть мотивация у среднестатистического россиянина, чтобы он сдал генетический тест? Который, на минуточку, далеко не каждый может себе позволить. Очевидно — это диагностика опасных болезней.
Пример: рак молочной железы, который секвенирование выявляет с высочайшей точностью. Огромное количество женщин носит в себе мутации данного типа, но тест делать никто не спешит. Почему? Потому что, несмотря на наличие в России генетической диагностики, здесь все еще большие проблемы со следующей за ней ступенью — профилактической медициной. Врачи не смогут ничего сделать с результатами тестов, не смогут вылечить болезнь — это тупик.
— А что в остальном мире?
— В остальном мире есть утвержденные протоколы для врачей, специальные «обучалки» и бесконечные повышения квалификации. Если согласно протоколу, женщине стоит пройти секвенирование, врач из США последует такому протоколу и отправит именно на секвенирование. Следовать протоколам, утвержденным ассоциацией врачей, которой ты принадлежишь — обязанность. В России протоколов нет, и следовать, соответственно, нечему.
— Вы что-нибудь предпринимаете на этот счет?
— Мы пытаемся те протоколы, что используются в США, переводить и адаптировать под наш рынок — что, впрочем, не всегда получается из-за использования разных препаратов. Наша задача — внедрить данные протоколы в виде хотя бы рекомендаций, которые впоследствии могут быть подвергнуты дискуссиям и даже приняты на официальном уровне.
— Вы говорили про влияние спроса на предложение. Каков вообще спрос? Насколько растет?
— В 2010 году в России геном не секвенировали вообще. Можно было расшифровать одну маленькую мутацию, которую преднамеренно выбрал врач, но не целый геном. На сегодняшний день тест сдали около 10-20 тыс. человек. Причем, многие россияне сдавали тесты, путешествуя по миру — в частности в США.
Наша история очень похожа на историю развития секвенирования в США, но с десятилетним отставанием. Там наблюдался такой же медленный и неуверенный рост, а к сегодняшнему дню геном просеквенировали уже 5 млн человек. И большинство из них — ради «фана». Это же ждет и Россию.
* * *
Будем надеяться на победу положительных прогнозов над отрицательными, и ускоренный ход времени — все-таки обещанные 10-20 лет пока не за горами. Но пока момент существенного прорыва в генетике, мы воспользовались приглашением посетить ее сердце — лабораторию, где происходит непосредственно секвенирование.
Лаборатория «Genotek» не отличается внушительными размерами — увеличение потока здесь достигается не количеством сотрудников, а повышением скорости секвенирования. В лаборатории три зоны: комната для выделения ДНК — она же «чистая». Далее — «грязная» комната: очищенная ДНК здесь готовится к анализу. И последняя — комната с приборами, где и проводится расшифровка генома. Для максимальной защиты образцов от смешивания их движение по комнатам производится исключительно в одну сторону. Сюда добавляется и искусственно созданная разница в давлении воздуха в каждой комнате — вместе с образцами в нужном направлении движется и сам воздух.
«Чистая» комната — это холодильники для хранения образцов и боксы для выделения и защиты образцов ДНК друг от друга. Сотрудники лаборатории заранее рассматривают все поступающие образцы как патогенные, поэтому боксы призваны защищать в буквальном смысле всех от всего. Операции по выделению ДНК производит робот — его скорость превышает человеческую в четыре раза, поэтому в стандартных операциях замешан именно он.
Взять и впихнуть ДНК в прибор — нельзя, и в «грязной» комнате производится ее предварительная подготовка. Роботы здесь не работают — пока только люди. Производительность одного человека в рабочем боксе — несколько сотен образцов в месяц. Робот обещает выдавать тысячи образцов в неделю — осталось только закупить полезного работника.
Приборы ждут в третьей комнате. Первый — секвенатор — буква за буквой читает ДНК. Полный геном поддается ему за сутки — для его расшифровки он и используется, то бишь он — всеядный в генетическом плане. Второй — микрочиповый сканер — для выборочного анализа мутаций. На одном чипе располагаются 24 образца, в каждом из которых — полмиллиона генетических маркеров.
По словам Валерия, точность теста определяется 99% и долями процента — для трех миллиардов нуклеотидов это весьма неплохо. Стоят приборы прилично — за секвенатор, например, производители попросят 1,5 млн долларов. Себестоимость полного генома — четыре-пять тыс. долларов, а тестов помельче, скажем, на основные полсотни известных опасных мутаций — около 200 долларов США.
Последнее обещает быть самым популярным, важно только, что будущие клиенты понимали пределы возможностей технологии и не ждали чуда. Да и пресловутые 10-20 лет пролетят быстрее, чем давным-давно сделал свою сложную работу самый первый секвенатор.
