Микробы хорошие и плохие. Наше здоровье и выживание в мире бактерий - Джессика Снайдер Сакс

Для большинства из нас MRSA и C. difficile остаются пугающей, но отдаленной угрозой, которая убивает людей без разбора и которой мы пытаемся избежать с помощью, например, таких волшебных талисманов, как антибактериальные мыла и гели. Но особую тревогу вызывает то обстоятельство, что за последние полвека организм обычного человека стал огромным накопителем устойчивых к антибиотикам бактерий. Иногда эти обитающие в нашем теле бактерии могут напрямую вредить нашему здоровью, в частности в тех случаях, когда они случайно попадают в не предназначенное для них место, например при ушных инфекциях у младенцев или при инфекциях мочевых путей у женщин. Но особенно опасен готовый набор генов устойчивости к антибиотикам, которым эти обитатели нашего организма могут делиться со своей намного более опасной родней.

Первые признаки растущей внутренней угрозы появились еще в шестидесятых годах, после сделанного Цутому Ватанабэ открытия, что кишечные бактерии могут обмениваться какими-то загадочными “факторами устойчивости”, которые оказались плазмидами, набитыми генами устойчивости к антибиотикам49. В 1969 году Эллен Мурхаус из Королевской коллегии хирургов Ирландии опубликовала результаты исследования, выявившего устойчивых к антибиотикам бактерий в стуле более 80 из 100 обследованных здоровых дублинских младенцев. Многие из этих микробов оказались неуязвимы для трех или большего числа антибиотиков, которые должны были останавливать их рост или вызывать их гибель50. В 1972 году британский бактериолог Карен Линтон сделала следующий шаг в направлении, намеченном неожиданным открытием Эллен Мурхаус, установив, что большинство здоровых жителей Бристоля и его окрестностей были носителями устойчивых к антибиотикам кишечных бактерий, частота встречаемости которых оказалась в среднем выше у детей (67 %), чем у взрослых (46 %), но выше всего – у людей, работающих с сельскохозяйственными животными (79 %). Особую тревогу вызывало то, что исследовательница показала способность устойчивых бактерий, выделенных из организмов испытуемых, без труда делиться генами устойчивости с другими бактериями, восприимчивыми к антибиотикам51.

Несколько более утешительными были результаты другого исследования, проведенного примерно в то же время в Израиле: микробиолог Давид Сомполинский установил, что хотя курс антибиотиков и вызывал резкий всплеск устойчивости у кишечной микрофлоры пациента, в течение следующих месяцев уровень устойчивости постепенно снижался. А именно после двухнедельного курса тетрациклина и левомицетина более 80 % кишечных бактерий у испытуемых выработали устойчивость к этим антибиотикам, но два месяца спустя доля таких бактерий упала до 10 % – у всех, кроме госпитализированных пациентов, у которых уровень устойчивости микрофлоры по малопонятным причинам оставался высоким даже после окончания курса антибиотиков52.

Открытия Сомполинского подкрепили распространенное представление о том, что устойчивых к антибиотикам бактерий неизбежно ослабляет их дополнительный багаж из обеспечивающих устойчивость плазмид. Согласно этой концепции, стоит убрать давление отбора, создаваемое антибиотиками, и устойчивые микробы вскоре уступят место своей восприимчивой к антибиотикам родне. Этих соображений оказалось достаточно, чтобы убедить врачей, работавших в шестидесятые и семидесятые годы, что восприимчивость к антибиотикам всегда можно восстановить, давая пациенту “отдых от лекарств” или просто переводя его на какой-то другой препарат.

Одним из немногих, кого подобные рассуждения не могли успокоить, был молодой врач Стюарт Ливи, недавно окончивший Школу медицины Пенсильванского университета. Он относился к горстке тех практикующих врачей, кто догадывался о последствиях перемешивания генов, на что в то время начали проливать свет специалисты по бактериальной генетике, такие как Ватанабэ, вместе с которым Ливи учился в течение одного семестра в медицинской школе в Токио. В 1977 году, устроившись к тому времени на работу в Университет Тафтса, он начал первое широкомасштабное исследование с целью оценить уровень устойчивости кишечных бактерий на материале нескольких сотен разнообразных испытуемых, среди которых были госпитализированные пациенты и студенты, а также целые семьи из городской и сельской местности нескольких штатов. Результаты этого исследования потрясли даже самого Ливи. Устойчивые к антибиотикам микроорганизмы составляли 50 % или более кишечных бактерий у трети с лишним здоровых испытуемых, из которых никто не принимал антибиотиков уже больше шести месяцев. Ливи рассчитал, что из организма среднего американца ежедневно выходит с экскрементами от 10 миллионов до миллиарда устойчивых к антибиотикам кишечных палочек53.

“Не могу забыть, в какое разочарование меня повергали конференции по медицинской микробиологии, – вспоминает Ливи три десятка лет спустя. – Люди, перед которыми я выступал, говорили: “Эти факторы устойчивости, может быть, и интересны генетикам, но они не составляют никакой клинической проблемы”. Меня это просто поражало, потому что я понимал, что это лишь надводная часть айсберга”54.

Для тех же, кто прислушался к выводам Ливи, его данные стали опровержением идеи о том, что гены устойчивости уничтожаются отбором вскоре после того, как пациент перестает принимать антибиотики. Другие исследователи подтвердили этот тревожный новый вывод. В начале девяностых годов Абигайль Сэльерс из Иллинойсского университета в Урбане и Шампейне начала отслеживать ход распространения целого ряда генов устойчивости, которые ей удалось выявить у множества штаммов и видов микроорганизмов из рода Bacteroides – одной из самых массовых групп кишечных бактерий. Сэльерс стремилась выяснить, откуда берутся эти гены и что способствует их распространению. Чтобы ответить на поставленные вопросы, она освоила методы микроархеологии и стала использовать ДНК-зонды для поиска генов устойчивости в замороженных образцах стула, взятых с конца шестидесятых по начало девяностых годов как у здоровых испытуемых, так и у госпитализированных пациентов.

Ей удалось установить, что до семидесятых годов ген устойчивости к тетрациклину tetQ встречался менее чем у четверти представителей рода Bacteroides из исследованных образцов. При этом в образцах, полученных в девяностые годы, уже более 85 % представителей этого рода содержали данный ген независимо от того, был ли образец взят у госпитализированного пациента или у человека, не принимавшего никаких антибиотиков уже не один год. Сходным образом многие штаммы Bacteroides подхватили за прошедшие три десятка лет и три других гена (ermB, ermFи ermG), обеспечивающих устойчивость к более новому антибиотику – эритромицину. Доля таких штаммов возросла с менее 2 % в 1970 году до более 20 % в середине девяностых55. Результаты, которые получила Абигайль Сэльерс, явственно свидетельствовали о том, что встречаемость устойчивых к антибиотикам бактерий в нашем организме неуклонно возрастала с каждым десятилетием.

Учитывая, что представители рода Bacteroides составляют не менее четверти кишечной микрофлоры человека, Абигайль Сэльерс понимала, какую угрозу таит постепенное возрастание их устойчивости к двум антибиотикам из числа наиболее часто прописываемых врачами по всему миру. “Эти бактерии сразу станут опасны, стоит им попасть в брюшную полость в результате какой-либо травмы, – говорит она. – Но самая большая опасность состоит в том, что у большинства из нас в организме может содержаться более чем достаточно генов устойчивости, чтобы превратить инфекцию, которая прежде была излечимой, в неизлечимую”. По крайней мере теоретически, представители рода Bacteroides могут делиться своими генами с возбудителями опасных кишечных заболеваний, такими как заражающие пищевые продукты сальмонеллы, шигеллы и кампилобактеры, а также респираторных заболеваний, такими как золотистый стафилококк и пиогенный стрептококк, регулярно проходящие через кишечник, после того как мы проглатываем их вместе со слюной и слизистыми выделениями носовой полости.