В 1965 году началась революция рекомбинантной ДНК, когда были обнаружены ферменты, разрезающие ДНК вирусов в качестве иммунного ответа у бактерий (Lander, 2015). В 2005 году ученые обнаружили, что этот бактериальный иммунный ответ на вирусы является адаптивным и, следовательно, программируемым (Lander, 2015). С 2010 по 2013 год, используя эти сгруппированные регулярно расположенные короткие палиндромные повторы (CRISPR), исследователи обнаружили, что могут создать универсальный инструмент редактирования генов у млекопитающих (Lander, 2015). Одна из основных технических проблем широко распространенного редактирования генома с использованием CRISPR заключается в том, чтобы избежать нецелевого редактирования, которое может спровоцировать рак или иметь другие неизвестные и непредвиденные последующие последствия (Lander, 2015). Точка соединения с технологической системой и методами машинного обучения и геномным редактированием CRISPR заключается в том, что первую можно использовать в качестве системы для выявления потенциальных целей редактирования в беспрецедентном масштабе. В то время как геномное редактирование сулит большие надежды, одно применение ИИ и машинного обучения для нацеливания может также создавать животных и людей с новыми постоянными и наследуемыми из поколения в поколение модификациями их зародышевой ДНК (Lander, 2015).
Это только рассвет вычислительной геномной медицины, и геномное редактирование может ускориться, а общество уже борется с тем, как это пересекается с законом и обществом. У правительства США нет законодательного запрета на исследования, связанные с геномным редактированием человеческих эмбрионов; однако для исследований по внедрению ДНК, в том числе в человеческие эмбрионы, требуется одобрение FDA (Lander, 2015). Более того, NIH не будет рассматривать предложения о финансировании каких-либо связанных исследований, а во многих европейских странах действуют аналогичные правительственные или законодательные запреты на исследования таких усилий по редактированию генома человека (Lander, 2015).
Однако эти опасения не являются теоретическими. Они были ускорены благодаря четырем событиям, произошедшим за последние 24 месяца: (1) в 2015 году Journal of Molecular Cell Biology опубликовал исследование, проведенное в Институте биомедицины и здравоохранения Гуанчжоу Китайской академии наук, в котором китайские исследователи использовали технологию CRISPR, разработанную в Массачусетском технологическом институте, для редактирования геномов собак, чтобы сделать их сверхмускулистыми якобы для операций по обеспечению безопасности на передовой (Zou, 2015); (2) также в 2015 году в журнале Protein & Cell были опубликованы исследования, проведенные в Ключевой лаборатории репродуктивной медицины провинции Гуандун и Университете Сунь Ятсена, также в Гуанчжоу, Китай, в которых китайские исследователи использовали та же технология CRISPR для редактирования геномов человеческих эмбрионов впервые (Liang, 2015); и (3) в начале 2017 года Национальная академия наук США и Национальная академия медицины одобрили с политической точки зрения ограниченное и контролируемое редактирование генома человеческих эмбрионов (Национальные академии наук, инженерии и медицины, 2017). Эти события предвещали то, что произошло 26 июля 2017 года, когда исследователи в США впервые генетически модифицировали эмбрионы с помощью CRISPR (Connor, 2017). До публикации неясно, одобрено ли FDA; однако похоже, что отсутствие финансирования NIH не остановило команду Орегонского университета здравоохранения и науки (Connor, 2017).
Возможно, нет лучшего показателя степени этического противоречия в связи с этим первым геномным редактированием человеческих эмбрионов, чем способ его публикации. Ведущие журналы Science и Nature отказались публиковать это исследование из-за серьезных опасений по поводу этичности его проведения (Cressey, 2015). Окончательный издатель, Protein & Cell, представляет собой пекинский онлайн-журнал и утверждает, что сделал это только как громкий призыв, чтобы поднять глобальную научную тревогу о том, что это происходит; однако он был опубликован всего через 48 часов после подачи, что на несколько месяцев меньше, чем при обычном процессе рецензирования (Cressey, 2015).
Кроме того, использование позитивной геномики с помощью этих типов машинного обучения в сочетании со способностью действовать в соответствии с этими прогнозами с помощью синтетической биологии, CRISPR или подобных технологий возрождает евгенику в постмодернистском мире. Созданная и названная, по крайней мере в современном мире, британским эрудитом Фрэнсисом Гальтоном (1822–1911), евгеника изначально была разработана как метод улучшения интеллекта и способностей человечества на уровне популяции (Plucker, 2017). В его двух трактатах 1869 и 1883 годов, Наследственный гений: исследование его законов и последствий и Исследование человеческих способностей и их развития соответственно, вдохновленных происхождением его двоюродного брата Чарльза Дарвина видов, Гальтон изложил свою гипотезу и аргументы в пользу того, что условия жизни человека могут быть улучшены биологически путем избирательного воспитания (Plucker, 2017). Позже евгеника вызвала историческое отвращение и отвращение, поскольку ее извратили и неправильно цитировали в качестве научной основы преступлений нацистской партии против человечности через ее доктрину рассенгигиены «расовой гигиены», которую, по иронии судьбы, нацисты заимствовали у Альфреда. Плётц (Бьюкенен, 2001 г.) (Мукерджи, 2016 г.).
Однако, даже если можно выполнить почти невыполнимую задачу отделения евгеники от геноцида, способность идентифицировать, предсказывать и, возможно, действовать в соответствии с генетическими рисками и возможностями, представляет серьезную биоэтическую проблему. Разработка, развертывание и доступность этих технологических возможностей порождают глубокие и экзистенциальные вопросы и этические дилеммы. Например, при недорогой и почти повсеместной интерпретации генетического скрининга, каков баланс между общественным здоровьем и личным выбором? Морально ли причинять предотвратимую болезнь обществу или нерожденному ребенку (Buchanan, 2001)? Аналогичным образом, должно ли государство разрешать родителям прерывать жизнеспособную беременность из-за отсутствия желаемого положительного генетического признака (Buchanan, 2001)? В качестве третьего примера, должны ли плательщики финансировать психическое здоровье в неограниченном количестве, поскольку такие проблемы могут быть физиологически связаны с генетической мутацией; или, наоборот, разрешается ли плательщикам не страховать заявителя, зная, что страховка этого лица будет дорогостоящей (Buchanan, 2001)? В качестве четвертого примера, разрешается ли претендентам на работу подтверждать, что они обладают большими врожденными способностями, поскольку они были генетически улучшены (Buchanan, 2001)? Когда цели общественного здравоохранения, в силу технологических возможностей, причислят его к аморальному или даже незаконному поведению в цивилизованном обществе?
Например, ранее в 2017 году резолюция 1313 в Палате представителей США была принята комитетом, который позволил бы работодателям, чьи сотрудники участвуют в корпоративных программах оздоровления, пройти генетический скрининг и передать эти неотредактированные результаты своим работодателям (Бегли, республиканцы Палаты представителей пусть работодатели требуют результаты генетического тестирования работников, 2017 г.).
Применительно к инфекционным заболеваниям эта технология имеет дополнительные этические и социальные последствия. Когда у пациента диагностируется вирусное заразное или инфекционное заболевание, общественное здравоохранение желает нарушить конфиденциальность этого пациента, чтобы свести к минимуму вероятность дальнейшей вспышки (Geller, 2014). Точно так же прогностический скрининг риска указывает на то, что определенные группы населения подвержены большему риску и, возможно, необходимо относиться к ним по-другому, устраняя их медицинскую конфиденциальность (Geller, 2014). Аналогичная этическая проблема возникает с фармакогеномикой инфекционных заболеваний; как следует по-разному относиться к популяциям в зависимости от того, будут ли какие-либо или определенные лекарственные схемы эффективными для них или нет (Geller, 2014)? И наоборот, машинный анализ геномики патогенов, а не пациентов, вполне может показать, как их можно победить или изменить, чтобы избежать существующих методов лечения, открывая знания, позволяющие создавать более совершенное биологическое оружие. Следовательно, кто имеет право получать и использовать эту информацию в эпидемиологических и исследовательских целях, кто не имеет права и как это будет обеспечиваться? В настоящее время в большинстве, если не во всех странах, геномная информация может быть неправильно использована для создания оружия, поскольку она не засекречена и не контролируется, несмотря на то, что она, возможно, более смертоносна, чем ядерная или другая секретная информация, и что разведывательное сообщество США в 2016 году охарактеризовало CRISPR как «оружие массового поражения» (Коннор, 2017).
Ответы на эти наводящие на размышления вопросы лежат в основе биоэтики и поэтому выходят за рамки данной статьи; однако потенциал предлагаемых здесь решений в контексте этих вопросов, этических дебатов и рисков заставляет автора задуматься о возможности и последствиях технологической эволюции человека, опережающей нашу социальную эволюцию. Смущает мысль о том, что произойдет, когда мы сможем делать многие вещи без коллективного суждения о том, должны ли мы это делать. Мы должны определить в социально приемлемой степени, играет ли человеческое суждение общества адекватную роль в том, что мы коллективно создаем способность делать.
* Эта статья является выдержкой из диссертации Система и метод прогнозирования здоровья с помощью машинного обучения и анализа геномных визуализаций, опубликованной для Северо-Западного университета в августе 2017 года.
Процитированные работы
Бегли, С. (2017, 10 марта). Республиканцы Палаты представителей позволили бы работодателям требовать результаты генетического теста рабочих. Новости здравоохранения STAT, стр. https://www.statnews.com/2017/03/10/workplace-wellness-genetic-testing/.
Бьюкенен, AB (2001). От случая к выбору: генетика и справедливость. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета.
Коннор, С. (2017, 26 июля). Первые человеческие эмбрионы под редакцией MIT Technology Review в США, стр. https://www.technologyreview.com/s/608350/first-human-embryos-edited-in-us/.
Кресси, Д. и. (2015). Редактирование человеческих эмбрионов создает проблемы для журналов. Природа, 520: 594.
Геллер, Г. Д. (2014). Геномика и инфекционные заболевания: призыв определить этические, правовые и социальные последствия для общественного здравоохранения и клинической практики. Геномная медицина, 6(11): 106.
Ландер, Э. (2015). Дивный новый геном. Медицинский журнал Новой Англии, 373:5–8.
Лян, П. Х. (2015). CRISPR/Cas9-опосредованное редактирование генов в трипронуклеарных зиготах человека. Белки и клетки, 363–372.
Мукерджи, С. (2016). Ген: интимная история. Нью-Йорк: Scribner.
Национальные академии наук, инженерии и медицины. (2017). Редактирование генома человека: наука, этика и управление. Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press.
Плакер, Дж. (2017, 19 июля). Фрэнсис Гальтон. Получено с сайта Human Intelligence: http://www.intelltheory.com/galton.shtml.
Цзоу, QW (2015). Генерация собак с геном-мишенью с использованием системы CRISPR/Cas9. Journal of Molecular Cell Biology, 7 (6): 580–583.