Патентные споры и миллиардные вложения: что происходит за кулисами Нобелевской премии

Фото Michael Bunel / NurPhoto via Getty Images
Фото Michael Bunel / NurPhoto via Getty Images
Научный журналист Александра Борисова объясняет, за что дали нобелевские премии по физике, химии и медицине в 2020 году, как открытия ученых влияют на нашу жизнь и кто на этом зарабатывает

Cчитается, что фундаментальная наука может принести прибыль только в очень далекой перспективе. Лауреаты Нобеля-2020 показывают, как это работает в реальности: терапия гепатита C уже стала миллиардным рынком, астрофизика пока требует огромных вложений, а технология CRISPR/Cas9 сулит прибыли такого масштаба, что ученые ведут за нее патентные войны. 

Сумма Нобелевской премии на каждую номинацию в 2020-м — порядка $1,1 млн. В твердой валюте это 10 млн шведских крон. Лауреаты премии по физиологии или медицине делят эту сумму поровну на троих: Харви Алтер, Майкл Хаутон и Чарльз Райс награждены «за открытие вируса гепатита C». А вот премия по физике разделена не совсем поровну: половину получил математик Роджер Пенроуз «за открытие того, что образование черных дыр с необходимостью следует из общей теории относительности», а еще по четверти — астрофизики Райнхард Генцель и Андреа Гез — «за открытие сверхмассивного компактного объекта в центре нашей галактики». Премию по химии «за разработку метода редактирования генома» биологи Дженнифер Дудна и Эммануэль Шарпантье разделили пополам. Таким образом, денежное вознаграждение каждого лауреата составляет от $284 000 до более полумиллиона.

Много это или мало? Не баснословно. По состоянию на 2016-2017 год, средняя годовая зарплата полного профессора в США (аналог Российского звания профессор — Forbes) — $102 402. Редкий лауреат доходит до премии, не достигнув этой ступени академической карьеры. Кроме того, эта сумма — только базовая зарплата. Еще ученые консультируют бизнес, сами создают компании, занимают административные должности. Получается, что Нобелевская премия — это несколько базовых годовых доходов. И кроме нее есть и другие премии — менее известные, но более денежные. Самая щедрая — Breakthrough Prize, которую поддерживают Юрий Мильнер, Марк Цукерберг, Сергей Брин, Джек Ма и Пони Ма. Премия составляет $3 млн, номинации — фундаментальная физика, математика и науки о живом. Близки к «нобелевке» по сумме — азиатская премия Шао (астрономия, медицина и науки о жизни, математика), американская премия Кавли (астрофизика, нанотехнологии, нейронауки), российская «Глобальная энергия» (энергетика). По $1 млн предлагает Институт Клэя за решение математических «задач тысячелетия». Правда, награду за единственную пока решенную задачу передать не удалось – российский математик Григорий Перельман десять лет назад от приза отказался. Есть еще десятки отраслевых наград с призовым фондом в несколько сотен тысяч долларов, и практически все нобелиаты подходят к главной награде своей жизни с багажом других, менее значимых титулов.

Экономическая проблема гепатита С

Мировой рынок лекарств от гепатита C в 2018 году оценивается в $7,86 млрд. Половина этой суммы приходится на США, там один курс лечения стоит до $70 000. Препараты-дженерики, используемые в странах третьего мира, стоят всего $500-1000 за курс. В России, по официальным данным, гепатитом C болеют более 3,5 млн человек, около 15 000 человек в год умирают от вызываемых им цирроза и рака печени. Но лечение не покрывается ОМС и дотируется из региональных бюджетов, так что качество помощи сильно отличается от региона к региону.

Так или иначе, сейчас проблема гепатита C — чисто экономическая, а не медицинская или научная. И в этом заслуга нобелиатов-2020 — американцев Харви Алтера и Чарльза Райса и британца Майкла Хаутона. История их победы началась в 1960 годы, когда медицина только начала вставать на доказательные рельсы. Ученые обратили внимание, что при переливании крови у ее реципиентов есть риск получить в придачу заболевание печени, и начали искать ее возбудителя. Американский генетик Барух Блумберг (молодой Харви Алтер работал с ним) занимался онкологическими пациентами, нуждающимися в переливании крови, и благодаря удачному стечению обстоятельств довольно быстро открыл вирус гепатита B (он так же как и C передается только через кровь). Блумберг получил Нобелевскую премию 1976 года, от гепатита B разработали вакцину. Однако проблема с переливанием крови не решилась: доноров тестировали на гепатит B, но похожее на него заболевание люди продолжали передавать в каждому десятом случае.

Тут за дело взялся Харви Алтер. Он назвал новый гепатит «ни A, ни B» (NANBH) и принялся искать его возбудителя. Понадобилось больше 20 лет и усилия нескольких коллективов в разных точках Земли, чтобы решить эту проблему. Сам Алтер нашел модельных животных, на которых можно было исследовать болезнь — шимпанзе. Группа Майкла Хаутона с помощью усовершенствованной методики выделения и отдельного размножения вирусных геномов смогла впервые идентифицировать фрагменты РНК возбудителя болезни (тогда NANBH-инфекция стала гепатитом C). А коллектив третьего лауреата — Чарльза Райса — смог выделить вирус, полностью описать геном и заразить этим вирусом шимпанзе: без этого невозможно подтвердить «вину» вируса в возникновении болезни с соответствующими симптомами.

В отличие от гепатита B, от гепатита C нет вакцины — слишком он изменчив. Зато существует терапия с подтвержденной эффективностью (не такая уж частная ситуация для вирусного заболевания). При должном ее использовании у 75% пациентов удается избежать возникновения цирроза и рака и не допустить продолжения цепочки заражений.

Миллиард за телескоп

€330 млн — во столько, согласно официальному сайту Европейской южной обсерватории, обошлась постройка Very Large Telescope Facility (VLT), которую использовал Райнхард Генцель, чтобы доказать существование похожего на черную дыру объекта в центре нашей галактики (астрофизики избегают прямого наименования «черная дыра»). «Очень большой телескоп» — так переводится официальное название объекта — это система из четырех телескопов длиной 8,2 метра плюс несколько вспомогательных телескопов меньшего размера. Европейская южная обсерватория находится в Чили, обеспечивая астрономам Старого света идеальные условия для наблюдений. 

Коллектив еще одного лауреата Нобеля по физике — американки Андреа Гез — трудился в обсерватории Кека в горах Гавайских островов на телескопе с 10-метровыми зеркалами схожей стоимости. 

Кстати, старший брат VLT — European Extremely Large Telescope («европейский очень большой телескоп») обошелся еще дороже — €1,2 млрд. Плюс еще €50 млн в год на обслуживание. 

Это цена за высокоточную сверхсложную аппаратуру — только при таком уровне оптики (и недюжинных знаниях и усилиях по обработке данных) можно с достаточной точностью отследить движение звезд вблизи центра галактики и сделать вывод о природе находящегося там объекта: непосредственно «черную дыру», по понятным причинам, измерить не удается. Лауреаты установили, чтоб этот самый невидимый объект в центре Млечного пути — небольшой и очень плотный: он не превосходит размеров Солнечной системы, а его масса — порядка 4 млн Солнц.

Темная тайна Млечного пути: черные дыры получили официальное признание

Примечательно, что лауреат, забравший себе половину всей премии, Роджер Пенроуз — теоретик, его основная профессия — математика. Свою интерпретацию и развитие теории Эйнштейна он создал еще в начале 1960-х годов «на кончике карандаша». Пенроуза-ученого с тех пор стали интересовать другие вопросы, и понадобилось почти полвека, чтобы начать получать достоверные эмпирические подтверждения его построений. Без открытий Генцеля и Гез работы Пенроуза остались бы только гипотезой.

Узнать больше о черных дырах можно в очень доступной форме благодаря еще одному нобелиату — лауреату премии по физике 2017 года Кипу Торну. Он выступил инициатором создания фильма «Интерстеллар», и его исполнительным продюсером. Так что черная дыра в «Интерстелларе» сделана по всем научным лекалам, а кроме того Торн написал книгу «Интерстеллар: наука за кадром», из которой можно больше узнать о современной космологии.

И еще один интересный момент: традиционно в качестве потенциальной практической пользы высокозатратной астрофизики обычно называют развитие технологий, которые переходят из науки в пользовательские отрасли. Однако в случае Европейской южной обсерватории у российской стороны возник и непосредственный заработок: специальное редчайшее стекло в ESO поставляет оптический завод в Лыткарино.

Война за патент на «генетические ножницы»

По оценкам экспертов, к 2025 году рынок CRISPR/Cas9 вырастет до $5,3 млрд (сейчас его оценивают в $1,2 млрд). Именно за «генетические ножницы», как называют технологию CRISPR/Cas9, получили Нобеля Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Дудна.

Эта работа, пожалуй, нуждается в представлении еще меньше, чем исследования «черных дыр». С тех пор как китайский ученый Хэ Цзянькуй с помощью CRISPR/Cas9 отредактировал геном эмбрионов человека (две сестры, получившие мутацию, которая потенциально защищает их от ВИЧ, по словам ученого, живут в Китае, в октябре 2020-го им должно исполниться 2 года — Forbes Life), эту технологию обсуждают не только ученые и медики, но и философы, религиозные деятели и обычные люди. Когда российский ученый Денис Ребриков пообещал последовать примеру китайского коллеги, это вызывало невиданный для российской науки ажиотаж среди ведущих научных СМИ мира.

Редактирование гена для чайников: как открытие Дженнифер Дудны и Эмманюэль Шарпантье изменило биологию и принесло им Нобелевскую премию

Однако сами лауреатки не делают поспешных шагов. Они много говорят об этических аспектах редактирования генома, призывая к осторожному отношению и общественному диалогу в этом вопросе. Но на практике они не только продолжают двигать вперед науку в этой сфере, но и превращают ее в бизнес в лучших традициях американских частных университетов. 

Документы на американский патент подал от их имени Университет Калифорнии в Беркли в 2011 году, еще до публикации их знаковой работы. Однако в патентном споре их обошел институт Брода, где работают их бывшие коллеги, а ныне конкуренты Джордж Черч и Чжан Фэн. Именно им первым удалось показать применение предложенного метода редактирования генома не в пробирке, а на живых клетках. Американский суд встал на их сторону, а Дудна и Шарпантье досталась Нобелевская премия и европейские патенты.

Женщина, которая со всем не согласна: как лауреат Нобелевской премии Фрэнсис Арнольд переворачивает науку с ног на голову

Капитализация всех созданных учеными компаний исчисляется десятками миллионов долларов, а людям технология дает надежду на лучшее будущее. Она уже сильно облегчила жизнь ученым-медикам: теперь стало гораздо легче создавать животные модели для поиска лекарств и исследования болезней. В сфере сельского хозяйства появилась надежда на устойчивые и урожайные сорта, в сфере медицинской генетики — на лечение врожденных генетических заболеваний. А недавно появился и первый тест на коронавирус, основанный на CRISPR — он обладает сверхточностью и обнаруживает вирус в организме всего за 5 минут.