Тим подписал согласие пациента, и наша больница отправила образцы его рака желчных протоков. Онколог и больница послали стекла с микрометровыми срезами опухоли для анализа в молодую компанию молекулярной диагностики в Массачусетсе. Это стоило около $6000. Страховая компания Тима отказалась оплачивать счет. Однако из-за особенностей работы медицинской системы в условиях свободного рынка эта компания все равно сделала для Тима анализ, даже притом, что за него никто не заплатил. Это отдельная история, почему биотехнологические компании предпочитают терять деньги сейчас, но при этом захватывать быстроразвивающийся сектор (в данном случае это генетическая диагностика рака), чтобы выиграть в долгосрочной перспективе. Генетическое тестирование без оплаты может принести большую пользу пациентам, которые были первыми пользователями этой, только зарождающейся передовой технологии. Тусклую, полупрозрачную ткань опухоли, прилипшую к стеклу, под большим увеличением с помощью скальпеля из хирургической стали отделили от нераковой ткани и упаковали в пластиковую пробирку. Туда добавили фенол, этиловый спирт, соли и другие реактивы, чтобы очистить ДНК от фрагментов и обломков клеток. Затем ДНК, которая представляла собой незаметную точку на дне пробирки, амплифицировали и разделили на отдельные фрагменты, пропустив через агарозный гель, сделанный из водорослей, собранных в «зарослях» в Тихом океане у берегов Калифорнии. Потом для подготовки ДНК к секвенированию добавили ферменты, в том числе выделенные из бактерий, обитающих в термальных источниках парка Йеллоустоун в Вайоминге. Далее после небольшой подготовки триллионы коротких ДНК фрагментов из опухоли Тима были размещены на маленьких шариках. С фрагментами ДНК связывались комплементарные нуклеотиды, и этот процесс непрерывно фотографировался, чтобы определить точную последовательность нуклеотидов для каждого такого шарика.
Чуть более 200 генов из клеток опухоли Тима были параллельно отсеквенированы в поисках мутаций. И хотя это только около 1 % от всех генов, мы нацелились именно на них по одной важной причине: нарушения работы этих генов на сегодняшний день поддаются лечению. Это используется для нового, более точного способа классификации разных форм рака взамен старого, основанного на местоположении опухоли.
Если мы найдем у Тима такие мутации, это означает, что мы сможем применить существующие методы терапии, чтобы заблокировать те клеточные реакции, которые приводят к разрастанию опухоли. Например, для лечения рака желчных протоков обычно не используют препараты, тормозящие работу мутировавшего гена BRAF, который способствует размножению раковых клеток. Однако если анализ выявит у Тима именно такую мутацию, то Тим станет счастливым исключением и для него эти лекарства будут работать. Это значит, что его болезнь можно контролировать лекарством в виде таблеток без сильных побочных эффектов, ему, возможно, не понадобится пластиковая порт-система для химиотерапии на правой стороне груди и он не получит еще одного удара от огромного мула. А если обнаружится мутация в гене AKT1, значит, Тиму надо попасть в больницу в Германии или в Калифорнии и получить недавно синтезированное низкомолекулярное средство, действующее именно при нарушениях в этом гене (или, может быть, всего лишь горькую таблетку плацебо). Если бы карты легли так, что обнаружилась бы комбинация мутаций, поддающихся воздействию лекарств, что ж, это было бы похоже на флеш-рояль или выигранный джекпот.
Почему бы тогда не проверить все 20 000 генов Тима за $10 000–15 000? В конце концов, это дешевле многих хороших лекарств от рака или стоимости недельного пребывания в больнице. К тому же врачи любят информацию. Однако в данном случае по ряду причин стрелка весов склонилась в сторону «лучше меньше, да лучше».
Помните, что заветная цель прецизионной медицины – найти, как вылечить рак. Единственный вопрос, который серьезно волновал Тима и его семью, – какое именно лекарство точно убьет его опухоль. Если бы мы решили секвенировать весь раковый геном или его большую часть, то получили бы терабайты информации, которая по большей части ничем не помогла бы при выборе лучшей терапии для Тима. Это известная проблема современной прецизионной медицины. Наша способность получить генетическую информацию пока сильно опережает нашу способность понять значение той или иной находки, чтобы подобрать наилучшее лечение для пациента.
Кроме того, специалисты в области секвенирования ДНК знают, что существуют важные типы мутаций, которые в настоящее время могут остаться незамеченными даже при использовании самых современных технологий. Чтобы выяснить последовательность нуклеотидов в гене, все фрагменты ДНК объединяются с помощью компьютерной программы. Этот процесс похож на составление пазла, где из отдельных кусочков можно собрать целую картинку. Однако большинство генов у нас находится в двух копиях. Итак, представьте себе, что вы собираете пазл, где у каждого фрагмента есть копия, а чтобы было еще «веселее», там присутствует куча случайных фигурок, которые вообще не подходят к данной картинке (это потому, что при секвенировании качественные ДНК последовательности всегда смешаны с мусором). Если у вас в конце концов получилось собрать все фрагменты в единую картину и в какой-то из копий осталось место для одного кусочка, то, скорее всего, вы знаете, куда его поставить. Однако, если в этом оставшемся фрагменте последовательность нуклеотидов далека от нормальной, бывает нелегко найти для него правильное место и поэтому его просто выбрасывают в мусорную кучу. Таким образом, если в опухоли присутствуют мутации, сильно меняющие ген, анализ их, к сожалению, не выявляет.
Вспомним, что патологоанатомы изучали срезы опухоли Тима с помощью микроскопа. Так же как работа патологоанатомов важна для анализа пораженной ткани, работа специалистов в области молекулярной генетики необходима для анализа того потока информации, который льется из приборов для секвенирования ДНК и связанных с ними компьютеров. К сожалению, клинические молекулярные генетики, работающие в самой передовой области науки, сильно различаются по своим способностям. Очень хорошо, если вы знакомы со специалистом, который точно знает, как все устроено.
Когда мы искали молекулярного генетика для Тима, нам не был нужен «узкий специалист широкого профиля». Мы хотели найти экспертов, которым были бы известны все тонкости сбора информации о мутациях в интересующих нас генах. Моя личная гипотеза, не подтвержденная никакими клиническими испытаниями, заключается в том, что мы получим более качественную информацию о мутациях, для которых есть лечение, если выберем лабораторию с лучшими экспертами и позволим им сосредоточиться на небольшом количестве генов.
Был случай, когда один практикующий врач
