Развитие генетики человека. Идеи евгеники.
Результаты мониторинга наследственных заболеваний свидетельствуют о росте генетического груза в популяциях человека.
Генетический груз - это весь спектр мутаций, понижающих адаптивные свойства организма, включая летальные мутации. Одна из причин роста - сильное загрязнение окружающей среды, которое является побочным продуктом цивилизации. Постоянные техногенные катастрофы, военные конфликты приводят к изменению климата, к появлению в среде новых мутагенных факторов или повышенной концентрации старых. Величина мутационного давления очень велика. Как считают американские генетики, в каждом поколении около половины зигот не образуют потомства. Генетическая устойчивость популяций человека базируется на том, что каждое последующее поколение, в основном, появляется от фенотипически нормальных людей. Но при сильном загрязнении среды может возникнуть ситуация, когда 100% яйцеклеток будут нести вредные мутации.
Угроза вырождения человечества с давних пор беспокоила умы мыслителей и философов. Вопросы наследственности, ухудшения, вырождения рас затрагивались в Библии, в индийских священных книгах, в классических мифах. В Библии израильскому народу предвещались всевозможные кары за нарушение чистоты расы. В Спарте была создана целая система социально-гигиенического режима, сознательно ставившего целью усовершенствование человеческой природы.
Не обошел вниманием эту проблему и Ч. Дарвин. В своем труде “Происхождение человека” он писал: “Человек изучает с величайшей заботливостью свойства и родословные своих лошадей, рогатого скота и собак, прежде чем соединить их в пары; но когда дело касается его собственного брака, он редко или никогда не выказывает подобной осмотрительности. А между тем он мог бы способствовать разумным отбором не только развитию физического сложения и наружности своих потомков, но и развитию физических и умственных качеств”.
Евгеника. Взгляды Дарвина, его учение об отборе оказали большое влияние на его двоюродного брата, известного биолога Ф. Гальтона, ставшего основателем евгеники - учения о совершенствовании человека. Задачу евгеники он видел в разработке способов и средств, которые могут изменить в лучшую сторону биологические свойства человека. Гальтон создал концепцию генетической детерминации духовной сферы человека, заявляя, что интеллектуальные способности человека, его моральные качества, формы поведения в обществе являются врожденными свойствами и передаются потомству. Из этого следовало, что социальные условия не оказывают влияние на формирование человека, и единственный путь к улучшению человеческого рода - это селекция. Он предлагал применять к человеку те же методы селекции, что и к животным - скрещивание и отбор. Основную трудность в реализации своих идей он видел в том, что людей нельзя насильственно скрещивать, подобно животным. Преодолеть это препятствие, т.е. заставить людей вступать в предсказуемые браки или отказываться от производства потомства, по мнению Гальтона, можно лишь в том случае, если идеи евгеники овладеют умом каждого человека.
В конце жизни Ф. Гальтона (он умер в 1911 г.) евгеническое течение имело своих представителей во многих странах мира. Евгенические общества появились в Германии под предводительством А. Розенберга и др., в США - Ч. Девенпорта, в СССР — Н.К. Кольцова. Развивая взгляды Гальтона, его сторонники сформулировали ряд положений, которые известны под названием позитивной и негативной евгеники. Наиболее законченное выражение идеи позитивной генетики нашли во взглядах выдающегося американского генетика, лауреата Нобелевской премии Г. Меллера. В 30-х гг. он выдвинул идею “зародышевого выбора”. Он предлагал ввести в практику искусственное осеменение женщин, используя для этих целей сперму от специальных доноров. В качестве прообразов таких доноров Г. Меллер называл Декарта, Пастера, Линкольна и других выдающихся деятелей, живших в разные времена. Сторонники негативной генетики предлагали разрабатывать мероприятия, которые могли бы привести к снижению частоты неблагоприятных генов в человеческих популяциях. К ним относились: запрещение межрасовых браков, стерилизация низших, преступников, слабоумных, законодательное ограничение семьи у низших классов. В крайнем выражении идеи негативной генетики сводились к созданию высшей расы (в США — американской белой расы, в Германии — арийской) и физическому истреблению низших рас (в том числе славянской). Именно негативная евгеника стала теоретическим обоснованием фашизма и расизма. И вполне естественно, что с разгромом фашизма научные круги потеряли интерес к евгенике.
Новый всплеск евгенических идей пришелся на 70-е гг. ХХ в., когда в США и западных странах появилось течение, получившее название “биократизма”. Оно снова прокламировало необходимость совершенствования человека с помощью генетических методов. Толчком к его появлению в значительной мере послужили успехи, которые были достигнуты в области молекулярной генетики. Биократы считали человека крайне несовершенным существом, неспособным эффективно адаптироваться к резко изменяющимся факторам внешней среды, вызванным его деятельностью. В связи с этим утверждалось, что человек как вид, подобно многим видам живых существ, жившим в прошлом, но вымершим в ходе эволюции, также может угаснуть. Поэтому, используя достижения генетики, необходимо создать нового человека — Homo futurus. Параметры его мозга должны намного превышать таковые современного человека. Его физические способности следует повысить за счет формирования дополнительных больших пальцев, а также выступающих вперед глаз. В генетический аппарат человека необходимо ввести гены, которые обеспечили бы развитие у него двухкамерного желудка, приспособленного к перевариванию целлюлозы в случае дефицита продуктов питания. Высказывались и более одиозные идеи. Например, идея о клонировании безногих космонавтов, которые будут занимать меньше места в кабинах космических кораблей и нуждаться в меньшем количестве пищи и кислорода в длительных космических полетах, или идея о клонировании гениев, о создании таблеток памяти.
Однако трудности практической реализации достижений генетики применительно к человеку заставили обратиться к старым евгеническим идеям, в том числе к идее “зародышевого выбора” Г. Меллера. К этому времени уже были созданы банки сперматозоидов, услугами которых в США ежегодно пользуются несколько десятков тысяч женщин.
Проблема изменения наследственности человека методами генной инженерии вызвала острую дискуссию в среде генетиков. Многие выдающиеся зарубежные и отечественные ученые в связи с появлением биократизма выступили с критикой экспериментов, направленных на резкое вмешательство в геном человека. К их числу относятся лауреаты Нобелевской премии Д. Ледерберг, Ф. Крик, Д. Бидл, Д. Уотсон и др. Известный отечественный генетик Н.П. Дубинин заявлял, что вопрос о вмешательстве в генетическую природу человека неправомерно ставить в широком плане. Его можно поднимать только в связи с некоторыми конкретными задачами медицинской генетики, такими как лечение наследственных болезней у отдельных людей. Что же касается вмешательства в наследственность в целях селекции, то учитывая все еще ограниченные возможности современной генетики, оно недопустимо. С точки зрения ученых, изучающих этические проблемы, реализация евгенических программ может привести к распаду семьи и других человеческих ценностей, лежащих в основе нравственности человеческого общества. Ученые, экспериментирующие в области генетической инженерии человека, должны ясно сознавать, сколь велика их ответственность перед людьми. Можно привести следующий пример. В Шотландии среди заключенных было обнаружено несколько мужчин, имевших лишнюю Y-хромосому. На этом основании был сделан ошибочный вывод, что в Y-хромосоме находятся “гены преступности”. Ученые, обнаружившие этот феномен, писали, что мужчины — носители лишней Y-хромосомы — “опасные, агрессивные, умственно отсталые психопаты”. Началась дискуссия о том, следует ли таких индивидуумов изолировать от общества. Однако более тщательное исследование показало, что наличие конституции ХYY у мужчин является довольно частым явлением, составляя у новорожденных 1: 1100, и число мужчин с таким кариотипом в тюрьмах не превышает их частоты в нормальной популяции людей. Более того, андрогенная терапия мальчиков с ХХY, начатая с 12 лет, способна оказать положительное влияние, повышая умственные характеристики и улучшая психологические свойства личности.
Генетики несут большую ответственность перед человечеством, ибо современная генетика может принести либо огромное благо, либо большие беды, в зависимости от того, в чьих руках окажутся ее завоевания. Недаром расшифровку генетического кода сравнили по значимости с открытием ядерной энергии в физике.
На данном этапе основные исследования в области генетики человека проводятся в рамках Международной и национальных программ “Геном человека”, которые реализуются в США, странах Западной Европы и России. Глобальная задача программы — структурно-функциональный анализ генома человека. Наиболее сложные и трудоемкие части анализа — картирование и секвенирование. В широком смысле слова картирование — это определение местоположения на хромосоме различных генетических элементов (генов, маркеров, мутаций, сайтов рестрикции и т.п.). Оно проводится с использованием двух методов: генетического и физического. Генетическое картирование основано на анализе сцепления и рекомбинации генов по данным родословных. Оно устанавливает порядок расположения генов в хромосоме. Физическое картирование — это точное определение места того или иного фрагмента ДНК на хромосоме на основе результатов рестрикционного анализа или молекулярной гибридизации с использованием кДНК. Последняя стадия физического картирования — определение полной нуклеотидной последовательности ДНК с помощью современных технологий секвенирования. Установлено, что в одной клетке человека содержится 3,2 млрд. пар нуклеотидов - это гигантский объем генетической информации. В геноме человека ~ 50-60 тыс. генов. На их долю приходится только 3% общей длины ДНК, функциональная роль остальной части ДНК пока не известна. Самое большое число генов необходимо для формирования мозга и поддержания его активности, самое маленькое — для создания эритроцитов - всего 8 генов.
В программе “Геном человека” большое внимание отведено выявлению геномного разнообразия, связанного с происхождением человека, возникновением рас, этногенезом и др. Основной прикладной аспект программы касается идентификации генов, ответственных за наследственные заболевания, что необходимо для развития генотерапии. Особое внимание уделяется выявлению т.н. “генов предрасположенности”. Это мутантные аллели, которые при неблагоприятных воздействиях могут способствовать развитию патологического процесса. Так, известно более 200 генов, отвечающих за детоксикацию ксенобиотиков — вредных веществ, поступающих в организм из окружающей среды. Среди них обнаружены мутантные, неполноценно функциональные формы, которые можно считать “генами предрасположенности”. Например, неполноценный аллель гена, кодирующего фермент глютатион-S-трансферазу, который утилизирует продукты первичного распада ксенобиотиков, представлен почти у 40% населения России. На фоне алкоголизма у лиц с таким генотипом чаще развивается цирроз печени. Установлена связь этого гена и ряда других генов с развитием опухолей. Некоторые “гены предрасположенности” относятся к системе регуляции. Так, у гена — рецептора витамина D (VDR-3) имеется функционально неполноценный аллель с мутацией в экзоне 9. Гомозиготы по этому аллелю составляют 16% людей белой расы. Такие люди часто болеют остеопорозом — заболеванием, связанным со снижением плотности костей, что ведет к увеличению вероятности переломов. Выявление “генов предрасположенности” важно для профилактики, прогнозирования и лечения заболевания.
Генотерапия — это лечение заболеваний путем введения в клетки пациентов генов с целью компенсации генетического дефекта или придания клетке новых функций. Первые клинические испытания методов генной терапии были начаты в 1989 г. Большинство таких проектов касается лечения онкологических заболеваний, а также ВИЧ-инфекции (СПИДа). Все они проходят строгую экспертизу в соответствующих комитетах и комиссиях. Разработке программы генной терапии предшествует тщательный анализ тканеспецифической экспрессии соответствующего гена, идентификация биохимического дефекта, исследование структуры, функции и распределения его белкового продукта. Предварительную апробацию процедуры генокоррекции проводят на культуре клеток пациента. Успех первых клинических испытаний стал стимулом к разработке генотерапевтических подходов к лечению других видов наследственных болезней, а также ненаследственных заболеваний.
Развитие новых технологий, основанных на манипуляции с генетическим материалом, вновь поставило перед генетиками этические проблемы. Вот первая из них. Расшифровка геномной структуры сделала технически доступной ДНК-паспортизацию людей. Она поможет избежать появления детей с наследственными дефектами или проводить профилактическое лечение для предотвращения развития болезни. Но одновременно возникает риск дискриминации людей на основании генетической информации, например, при страховании и трудоустройстве. Еще один пример. Широкое использование геномных исследований в судебной медицине позволяет решать многие важные проблемы, такие как установление родства людей, биологического отцовства, причастности лица к свершению преступлений и пр. Однако одновременно появляется возможность фальсификации этих данных, использования их в неблаговидных целях.
Таким образом, прогресс генетики, апофеозом которого является генотерапия, с одной стороны, открывает широкие перспективы в лечении тяжелых наследственных и ненаследственных болезней, а с другой, ставит общество перед лицом серьезных проблем, от решения которых зависит не только физическое, но и духовное здоровье человечества.