Состояние и перспективы развития генотерапии в России

 10780

Состояние и перспективы развития генотерапии в России
Миронов А.Н., Бунятян Н.Д., Утешев Д.Б., Радаев С.М., Коробов Н.В., Яворский А.Н., Саканян В.А.

В настоящее время генотерапия является одним из самых перспективных направлений в современной медицинской науке для лечения многих наследственных и других заболеваний. Однако, как показывает мировой опыт, при использовании этого метода лечения не следует ожидать абсолютной безопасности. В отдельных странах Европы и мира уже действующие законы по генно-инженерной деятельности дополнены разделами по генной терапии. В Российской Федерации регуляторные аспекты, относящиеся к изучению и применению генно-терапевтических препаратов, значительно менее развиты. В связи с этим необходимо разработать критерии оценки безопасности применения таких лекарственных средств и решить вопросы их регистрации соответствующими надзорными органами.

В настоящее время наиболее перспективные направления в современной медицине связаны с бурным развитием таких высокотехнологичных методик, как нанотехнологии, использование стволовых клеток и создание генно-терапевтических препаратов. Министерство здравоохранения и социального развития Российской Федерации уделяет должное внимание развитию этих технологий с целью обеспечения населения доступной персонифицированной, высокоспецифичной и эффективной медицинской помощью. С целью регулирования вопросов качества и безопасности применения биомедицинских технологий Минздравсоцразвития России был разработан проект Закона «О биомедицинских клеточных технологиях», который уже прошел процедуру согласования с федеральными ведомствами [1]. Другим аспектом этого направления является необходимость совершенствования регулирующих правоотношений для обеспечения безопасности использования новых генно-терапевтических лекарственных продуктов.

В современной медицине принято определение генотерапии в качестве способа лечения (коррекции) заболеваний (наследственных, многофакторных, приобретенных (инфекционных), онкологических) путем введения в ткани или клетки больного чужеродной (отсутствующей у него) генетической информации (генов) с целью направленного изменения генных дефектов или придания клеткам новых функций [2]. Изначально генотерапия рассматривалась как средство лечения наследственных заболеваний на генетическом уровне, т.е. как коррекция генома на уровне молекулы ДНК. Однако в настоящее время применение генотерапии значительно расширилось и включает в себя не только методы коррекции наследственных патологий и приобретенных заболеваний, но также и лечение вирусных инфекций на генетическом уровне путем введения в клетки полноценных функционально активных (терапевтических) генов или последовательностей ДНК, регулирующих активность генов.

По основным подходам в реализации целей генной терапии можно выделить различные виды генотерапии.
По основной стратегии лечения применение генной терапии может быть разделено на:
- внесение нормального, здорового гена в клетки, дефектные по этому гену (например, при наследственных болезнях);
- подавление патологической функции гена внутри клетки;
- усиление иммунного ответа аутологичных клеток реципиента ex vivo с последующим возвратом их в организм [3].

Основываясь на типе клеток-мишеней, генную терапию можно разделить на соматическую генную терапию, где объектом выступают соматические клетки, и фетальную генную терапию, объектом которой служат клетки плода.

В основе действия генно-терапевтических препаратов лежит принцип воздействия на болезнь с помощью генов, переносимых в клетки организма больного. Привнесение генного материала в организм реципиента может быть осуществлено непосредственно с помощью вирусных векторов или невирусных систем, либо в виде предварительно генетически модифицированных (ex vivo) клеток (например, донорских стволовых клеток пуповинной крови или аутологичных стволовых клеток костного мозга). Процедуру генотерапии можно разделить на три основных этапа: генно-инженерный — получение нужных продуктов (рекомбинантных ДНК и векторов, модифицированных клеток), доставка их в организм реципиента в виде инъекций, аэрозолей или с помощью клеточной трансплантации и, наконец, клинические испытания и лечение.

Генотерапии свойственны следующие риски, влияющие как на эффективность самого лечения, так и представляющие угрозу здоровью больного:
- вирусы-переносчики могут содержать протоонкогены;
- встраивание внешнего генетического материала в геном реципиента происходит неконтролируемо, из-за чего может быть нарушена экспрессия собственных клеточных протоонкогенов либо супрессоров опухолевого роста;
- экспрессия трансгенов подавляется провоспалительными цитокинами, такими как IFN-? и IFN-?, чья продукция активируется в ответ на инфекцию;
- иммунная система реципиента либо уничтожает самих переносчиков, либо уничтожает инфицированные клетки, либо вырабатывает антитела к ним, что затрудняет повторную трансфекцию;
- у реципиента еще до проведения терапии в организме могут присутствовать антитела к определенным типам вирусов;
- введение больших доз переносчиков может оказывать токсическое воздействие на организм реципиента [4,5].

По мнению многих авторитетных ученых, работающих в этой области, генотерапия - одно из самых перспективных направлений в современной медицинской науке для лечения многих наследственных и других неизлечимых на сегодняшний день заболеваний (злокачественные опухоли, сердечно-сосудистые заболевания, заболевания кроветворной системы и т.д.). Концепция генной терапии заключатся в том, что наиболее радикальным способом борьбы с разного рода заболеваниями, связанными с нарушениями в генетическом материале клеток, должно быть воздействие, направленное непосредственно на исправление или уничтожение самой генетической причины заболевания, а не ее последствий. Исторически генная терапия нацеливалась на лечение наследственных генетических заболеваний, но затем поле ее применения расширилось и она стала рассматриваться как потенциально универсальный подход к лечению всего спектра болезней, а не только «классических» наследственных заболеваний.

В настоящее время проводятся активные исследования и клинические испытания средств генной терапии. По социальной значимости протоколов генотерапии лидируют злокачественные новообразования, нейродегенеративные и кардиологические заболевания, наследственные болезни, инфекции. Однако успехи оказались довольно скромными. Пока лечение с помощью генотерапии в лучшем случае лишь очень немного улучшает состояние больного, иногда вообще не дает результата, часто клинические испытания прерываются из-за серьезных иммуногенных реакций.

В мире насчитывается множество лабораторий, занимающихся созданием генно-терапевтических препаратов. Исследования в этой области расширяются, несмотря на их дороговизну. Ведь только, по официальным сведениям, в США на генную терапию тратится 8 млрд долл. в год, не считая того, что вкладывают биотехнологические и биомедицинские фирмы. А сколько средств тратят эти компании, не знает никто. Одна небольшая лаборатория (5–10 человек) тратит в год несколько миллионов долларов. Однако, судя по всему, лечение с помощью генотерапии в ближайшие годы не принесет никакой прибыли — ни один человек не способен оплатить такое лечение.

В связи с этим наиболее продвинутые разработки принадлежат китайским ученым, где, как известно, чрезвычайно дешевая рабочая сила. В КНР, несмотря на противоречивые результаты клинических исследований, сумели продвинуть на фармрынок новые генные противоопухолевые препараты Гендицин (компания Shenzhen SiBiono GenTech) и Н101 (компания Sunway Biotech). Препараты представляют собой комплекс из аденовирусного носителя и гена р53 и предназначены для лечения чешуйчатого рака кожи шеи и головы (head-and-neck squamous cell carcinoma) Лидерство Китая в этом вопросе может быть объяснено не только приоритетом в разработке новых препаратов, но и относительной легкостью в получении разрешения на проведение клинических испытаний в КНР по сравнению с США и Европой.
В России также реализуется программа создания препаратов для генной терапии. Основные достижения связаны с разработкой лекарственных средств для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, преимущественно на основе гена фактора VEGF165, вырабатывающего в клетках больного фактор роста эндотелиоцитов - вещество, стимулирующее рост сосудов.

НЦССХ им. А.Н.Бакулева и Институтом биологии гена РАН был разработан генный препарат Ангиостимулин на основе плазмидной конструкции, содержащей ген VEGF165 человека. Доклинические исследования были выполнены на модели ишемии задних конечностей крыс [6]. Достоверный прирост количества капилляров был обнаружен исследователями через 1 месяц после внутримышечного введения суспензии плазмиды (250 мкг плазмиды на одно животное).
В 2002 г. в НЦССХ им. А.Н.Бакулева было начато клиническое исследование эффективности Ангиостимулина у больных с ишемической болезнью сердца [7]. Препарат вводили интромиокардиально в ишемизированную зону в общей дозе 1 000 мкг на одно введение. У всех больных в течение 2 лет было отмечено значимое клиническое улучшение в сравнении с дооперационной картиной.

В 2008 г. в ФГУ «Российский кардиологический научно-производственный комплекс МЗСР РФ» проведены I и IIа фазы клинического исследования препарата Корвиан у больных с критической ишемией нижних конечностей (20 человек) [8]. Корвиан представляет собой суспензию плазмиды, несущей кДНК фактора VEGF165, в физиологическом растворе (1 доза – 4 мл суспензии). Плазмида разработана в Институте экспериментальной кардиологии (ФГУ РКНПК Росздрава, Москва). В доклинических исследованиях было показано, что препарат стимулирует неоангиогенез и не токсичен. В случае получения положительных результатов испытаний I/IIa фаз планируется применение препарата при других патологиях, связанных с нарушением трофики тканей.

В 2009 г. ОАО «Институт стволовых клеток человека» получило официальное разрешение Росздравнадзора на проведение клинических исследований Неоваскулгена - генно-терапевтического препарата с геном VEGF 165 для лечения критической ишемии нижних конечностей.

В том же году МГУ им. М.В.Ломоносова совместно с НИИЭМ им. Н.Ф.Гамалеи РАМН представили проект «Создание генно-терапевтических лекарственных препаратов для лечения заболеваний, обусловленных недостаточным кровоснабжением тканей и органов», рассчитанный на 3 года. В данном проекте использованы конструкции с генами шести факторов: фактор роста эндотелия сосудов (VEGF-А165), фактор роста гепатоцитов (HGF), ангиопоэтин-1, тромбоцитарный фактор роста (PDGF-BB), урокиназа, а также ген, кодирующий синтез белка нейрегулина-1 (NRG1). Выбор генов обусловлен свойствами кодируемых ими белков, которые взаимно дополняют друг друга во влиянии на ангиогенез и могут обеспечить достижение необходимых терапевтических эффектов. Авторы проекта надеются, что в результате будет создано опытно-промышленное производство по международным стандартам GMP.

В рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007–2012 гг.» планируется разработка и выпуск опытных партий новых эффективных направленно-модифицированных терапевтических и диагностических средств постгеномной генерации для лечения рака легкого и пищевода. Проект объединяет крупнейшие научные центры страны: Институт молекулярной генетики РАН, Российский онкологический научный центр им. Н.Н.Блохина РАМН, Институт биоорганической химии им. М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова, Новосибирский государственный университет, Институт биологии гена РАН, Институт эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалеи РАМН, а также биотехнологические компании ЗАО «Евроген» и ЗАО «Биннофарм». В рамках проекта созданы конструкции, позволяющие осуществлять специфическую экспрессию терапевтических генов в раковых клетках, а также системы доставки терапевтических генов в опухоли.
В Новосибирском институте биоорганической химии разрабатываются подходы к созданию на основе олигонуклеотидов ген-направленных биологически активных веществ и терапевтических препаратов, открывающих возможность инактивации геномов инфекционных агентов и избирательного подавления экспрессии генов, ответственных за злокачественное перерождение клетки. Одним из разработчиков этой программы является академик РАН Евгений Свердлов, который 3 года назад возглавил проект по созданию первого в России противоракового препарата на основе методов генной терапии.

Таким образом, создание специфических препаратов для генотерапии может оказаться делом уже не столь отдаленного будущего, но говорить о радужных перспективах этого нового направления в медицине пока не представляется возможным, так как для доказательства эффективности хотя бы одного препарата нужно провести более широкие клинические исследования. Кроме того, не разработаны критерии оценки безопасности применения таких лекарственных средств и не решены вопросы их регистрации соответствующими надзорными органами.

Более того, вокруг генетической диагностики и терапии появилось множество околомедицинских мошенников и шарлатанов, которые выдают отдаленные перспективные ожидания и прогнозы ученых за уже свершившийся и активно используемый в медицине факт. По этому поводу группа ученых Evans J.P., Meslin E.M., Marteau T.M., Caulfield T. из США, Великобритании и Канады в своей недавней статье в журнале Science обратила внимание читателей на раздувающийся «генетический пузырь» – пока недостаточно обоснованные надежды людей на то, что достижения генетической медицины будут в ближайшее время воплощены в жизнь и найдут свое практическое применение. Авторы статьи призывают не поддаваться «генетической эйфории» [9].

Актуальность проблемы обусловлена тем, что от генотерапии, как и любой другой методики лечения, не стоит ожидать абсолютной безопасности. Зачастую нежелательные побочные эффекты оказываются намного более значимыми, чем польза от лечения. Поэтому американское Управление по контролю пищевых продуктов и лекарственных средств (Food and Drug Administration - FDA) в 2009 г. запретило проведение многих видов генотерапии, если в противном случае больному не грозит скорая гибель.

Существующая сегодня система контроля в США «Система разрешительных мероприятий для процедур генной терапии в Соединенных Штатах» является наиболее строгой и многоступенчатой в мире. Каждый протокол будущей процедуры сначала рассматривается комитетом по биологической безопасности данного учреждения. Если протокол одобрен, он переправляется в консультативный комитет по рекомбинантным молекулам при Национальном институте здоровья. Потом он рассматривается национальной службой, контролирующей безопасность пищевых продуктов и лекарственных веществ. После соответствующего одобрения протокол публикуется в журнале Human Gene Therapy, причем каждый протокол - это приблизительно от 30 до 50 страниц мельчайшего шрифта, где отражены все детали, все вопросы безопасности.

На настоящий момент FDA не выдало ни одного разрешения на широкое клиническое применение генно-терапевтических лекарственных препаратов [10]. При этом Национальным институтом здоровья США официально опубликованы данные о проведении почти 2 тыс. клинических исследований с использованием генно-терапевтических препаратов на уровне от первой до третьей фаз [11].

Развитие генотерапии в США, а также Японии и Австралии является примером того, как регулирование идет с помощью динамичных руководств и правил, по которым готовятся протоколы и разрешаются те или иные манипуляции. Активную деятельность в обозначенной сфере проводит Европейское агентство по лекарственным средствам (European Medicines Agency - EMEA). Этим органом по контролю за качеством лекарственных средств опубликован ряд руководств и рекомендаций, касающихся генно-терапевтических препаратов, из которых следует отметить Руководство по доклиническому изучению, Руководство по клиническому мониторингу, а также еще не утвержденное Руководство по качеству, доклиническим и клиническим аспектам медицинской продукции, содержащей генетически модифицированные клетки. В отдельных странах Европы, например в Австрии, Швеции, Норвегии и Франции, уже действующие законы по генно-инженерной деятельности дополнены разделами по генной терапии. В работе Международной конференции по гармонизации требований к лекарственным препаратам (ICH) высокую активность проявляет специальная группа по генотерапии [12].

В Российской Федерации регуляторные аспекты, относящиеся к изучению и применению генно-терапевтических препаратов, значительно менее развиты, чем в Европе и США. Недавно Государственная дума Российской Федерации приняла в первом чтении законопроект, устанавливающий систему безопасности генно-инженерной деятельности, которая будет включать в себя защиту от риска негативного воздействия результатов такой деятельности (лицензирование, госрегистрация и регламентация изготовления продукции, содержащей генно-инженерно-модифицированные организмы). Порядок госрегистрации генно-инженерно-модифицированных организмов, согласно законопроекту, будет утверждаться Правительством Российской Федерации. Однако к препаратам для генотерапии данный законопроект имеет только косвенное отношение. В настоящее время действует Федеральный закон «О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности» в ред. от 12.07.2000, который дает следующее определение генной терапии: генная терапия (генотерапия) - совокупность генно-инженерных (биотехнологических) и медицинских методов, направленных на внесение изменений в генетический аппарат соматических клеток человека в целях лечения заболеваний. Ст. 5 и 6 этого закона были дополнены абзацами о безопасности клинических испытаний методов генодиагностики и генной терапии (генотерапии) на уровне соматических клеток и лицензировании генетических манипуляций на молекулярном, клеточном уровнях с участием рекомбинантных рибонуклеиновых и дезоксирибонуклеиновых кислот для целей генодиагностики и генной терапии (введены Федеральным законом от 12.07.2000 №96-ФЗ). Однако в этом законе есть оговорка, что он не распространяется на работы, связанные с человеком.
В связи с этим в нашей стране актуальной задачей является создание адекватной настоящему моменту законодательной базы в области генотерапии с учетом опыта других стран. Без выполнения этого условия проводить исследования по генотерапии затруднительно — зарубежные партнеры с нами сотрудничать не будут.

Существующий нормативно-правовой «вакуум» в области генотерапии в России в начале ее становления был ей на благо, так как не становился преградой для новаторских исследований. Однако развитие и все более широкое овладение методами генной инженерии, возможность заниматься генотерапией в негосударственных структурах, общее нарастание криминальных тенденций в биомедицине настойчиво и безотлагательно требуют разработки механизмов контроля научной и клинической деятельности в области генотерапии.

Литература

1. Проект Федерального закона «О биомедицинских клеточных технологиях». Опубликовано на сайте Министерства здравоохранения и социального развития РФ в 13:39, 06/12/2010. Изменено в 20:26, 17/03/2011.
2. http://bioinformatix.ru.
3. Свердлов Е.Д. // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. -1997. – №1. – С. 3–28.
4. Markowitz D., Goff S., Bank A. A safe packaging line for gene transfer: separating viral genes on two different plasmids // Journal of Virology – 1988 –vol. 62. – pp.1120–1124.
5. Koelle D.M., Corey L. Herpes simplex: insights on pathogenesis and possible vaccines // Ann. Rev. Med.- 2008. –vol.59. –pp.381–395.
6. Еремеева М.В. Стимуляция ангио/миогенеза при сердечно-сосудистой патологии с использованием генной терапии и аутотрансплантации клеток-предшественников (дисс. на соискание степени доктора биологических наук). М., 2010.
7. Бокерия Л.А. Клеточно-генные технологии при эндоваскулярном и хирургическом лечении заболеваний сердца и сосудов // Российские медицинские вести. - 2004. - №3. – С. 75–78.
8. http://cra-club.ru/component/option.
9. Evans J.P., Meslin E.M., Marteau T.M., Caulfield T. Deflating the Genomic Bubble // Science. - 2011. - vol.331. - n.6019. - pp. 861–862.
10. http://www.fda.gov/BiologicsBloodVaccines/CellularGeneTherapyProducts/default.htm.
11. http://www.gemcris.od.nih.gov/contents.
12. http://www.ich.org/cache/compo/276-254-1.html.


Специалистам здравоохранения