Джессика Сакс - МИКРОБЫ ХОРОШИЕ И ПЛОХИЕ. Наше здоровье и выживание в мире бактерий.
По другому пути пошли исследователи, работающие в калифорнийской фармацевтической компании Cerus. Они делают вакцины на основе живых бактерий, способных заражать клетки человека, но не способных размножаться внутри них. Эта тактика, быть может, произведет прорыв в борьбе с такими болезнями, как туберкулез, брюшной тиф, хламидиоз, бруцеллез и листериоз, вызываемыми бактериями, которые забираются в человеческие клетки. Для борьбы с этими внутриклеточными инфекциями иммунная система должна вырабатывать антитела не к бактериям как таковым, а к зараженным ими клеткам. В этом иммунной системе помогают сами такие клетки, помечая самих себя для уничтожения — с помощью фрагментов бактериальных белков, вывешиваемых клеткой на поверхности. Именно поэтому вакцины, содержащие ослабленных, но по-прежнему способных к заражению бактерий, намного эффективнее против внутриклеточных микробов, чем вакцины, содержащие мертвых бактерий или их составляющие, которые не попадают внутрь наших клеток. К сожалению, использование живых вакцин сопряжено с риском, особенно для людей с нарушениями иммунной системы, не только при введении им такой вакцины, но и при их контакте с человеком, которому ее ввели. Микробиолог из компании Cerus Том Дубенски нашел решение этой проблемы, успешно нейтрализовав одного из возбудителей внутриклеточных инфекций — вызывающего пищевые отравления микроба Listeria monocytogenes. Ему удалось это сделать, отключив у микроба несколько генов, необходимых для восстановления поврежденной ДНК, а затем облучив такие испорченные клетки ультрафиолетовым светом.
В результате он получил клетки листерии, способные почти на все, на что способны нормальные микробы данного вида, за исключением размножения.
Эти и другие новые подходы возрождают надежды на то, что вакцины когда-нибудь все-таки принесут нам победу над инфекционными болезнями, которую после открытия антибиотиков многие считали делом ближайшего будущего. Но для достижения данной цели недостаточно, чтобы новые вакцины просто поступали в продажу, предупреждает Стюарт Ливи из Университета Тафтса. Конечно, вакцины редко вызывают выработку устойчивости подобно антибиотикам, способствуя распространению мутаций или передаче генов, делающих данное средство неэффективным. Однако вакцина, содержащая антигены, свойственные некоторым, но не всем штаммам того или иного микроба, может способствовать распространению штаммов, против которых данная вакцина не помогает. Так случилось, например, с появившейся в 2000 году вакциной против пневмококков, эффективной против семи самых распространенных из сотен существующих штаммов пневмококка. Для опережения микробов в этой игре, по словам Ливи, требуются совместные усилия национальных и международных органов здравоохранения, которые должны постоянно отслеживать, какие штаммы бактерий активны в каждой стране и в отдельных ее районах, а кроме того, требуются соответствующие меры со стороны производителей вакцин — они должны быть готовы периодически менять набор выпускаемых ими вакцин в соответствии с отслеживаемыми изменениями.
По мере того как распространенные инфекции, которые можно предотвращать с помощью вакцин, будут становиться все более редкими, сотрудникам органов здравоохранения придется также соответствующим образом менять рекомендации, касающиеся повторной иммунизации, компенсируя снижение эффекта естественной иммунизации, ранее обеспечиваемого контактами с зараженными родными и друзьями. Например, недавнее возвращение коклюша было отчасти связано со снижением иммунитета у взрослых, для которых единственным контактом с возбудителем этой болезни была сделанная в детстве прививка. Теперь стало ясно, что для получения длительного иммунитета к коклюшу необходимо проводить повторную иммунизацию на поздних этапах полового созревания, а также, быть может, и в средние годы или в пожилом возрасте.
И наконец, предупреждает Ливи, микробиологи должны бдительно отслеживать действие любой вакцины, направленной против микробов, входящих в состав нормальной микрофлоры нашего организма. “Всякий раз, когда мы выбиваем микроба из его ниши, мы должны помнить, что что-то другое займет его место”, — объясняет он. В качестве главного примера он приводит вакцину против гемофильной палочки (Haemophilus influenzae) типа H (Hib) — обычного обитателя нашей носоглотки. До появления эффективных вакцин (для годовалых детей и старше в 1987 году и для младенцев в 1990 году) Hib был самым распространенным возбудителем бактериального менингита, вызывая в США около 20 тысяч случаев инфекции и почти тысячу смертей ежегодно. Вакцины против Hib- инфекции снизили связанные с этим микробом заболеваемость и смертность более чем на 80 %.
Радуясь этой новости, некоторые осторожные микробиологи, такие как Ливи, в то же время с опаской следили за тем, кто займет место Hib. В число наименее приятных из возможных вариантов входили пневмококк и золотистый стафилококк. В результате на смену Hib пришел набор родственных ему бактерий других типов, иногда вызывающих синусит, особенно у взрослых. “Так что в итоге мы променяли опасную для жизни болезнь на болезнь, мешающую жить, говорит Ливи. — Неплохой обмен, но когда-нибудь нам может и не повезти”.
Приручать и использовать
Стюарт Ливи и многие другие исследователи интересуются возможностью не оставлять этот обмен на волю случая, з принимать профилактические меры, заменяя тех из населяющих наш организм бактерий, которые могут вызывать неприятности, на штаммы и виды, специально отобранные иЛи даже созданные нами.
Концепция преднамеренного улучшения качественного состава наших постояльцев-микробов, как бы мы ее ни называли (концепция пробиотиков, или конкурентного исключения, или бактериальной замещающей терапии), восходит к Илье Мечникову — тому самому микробиологу XIX века, который ошибочно считал бактерий нашей кишечной микрофлоры исключительно паразитами. Хотя Мечников и жестоко заблуждался, предлагая хирургическим путем удалять нашу толстую кишку (только для того, чтобы избавить нас от населяющих ее вредных бактерий), он, похоже, стоял на верном пути, пропагандируя ежедневное употребление напитков брожения и сыров, в которых содержатся молочнокислые бактерии. Мечников полагал, что эти “хорошие” бактерии воюют с нашей обычной микрофлорой. Теперь нам известно, что они, напротив, сотрудничают с нашими кишечными бактериями, изгоняя потенциальных захватчиков, таких как ротавирусы, а также листерии, сальмонеллы и другие возбудители желудочно-кишечных инфекций.
Самый подробно изученный из современных пробиотиков — это пищевая добавка на основе необычайно живучего штамма бактерии Laccobacillus rhamnosus, получившая название Laccobacillus GG, которое дали ей в честь самих себя ее создатели — Шервуд Горбах и Барри Голдин из Университета Тафтса. Горбах с начала шестидесятых сотрудничал с молочной промышленностью, занимаясь поисками самых полезных для здоровья бактерий из числа молочнокислых. В частности, он стремился найти штаммы и виды, которые могли бы надолго поселяться в толстой кишке человека. Однако за двадцать с лишним лет исследований у него не получалось найти сколько-нибудь живучих в условиях человеческого кишечника бактерий ни в американских, ни в европейских, ни в азиатских молочных культурах. Хотя большинство содержащихся в пище живых бактерий и гибнут в кислотной ванне нашего желудка, многим из исследованных молочнокислых бактерий удавалось живыми добраться до толстой кишки. Тем не менее в течение одного или двух дней они исчезали.
Затем, в 1983 году, в лабораторию Горбаха пришел Голдин, и они оба решили отказаться от исследований молочных продуктов и вместо этого сосредоточиться на поисках полезных бактерий в пищеварительной системе человека. Чтобы пойти по этому новому пути, им потребовалась помощь других ученых, а также родных и близких, которых Голдин убедил пожертвовать для исследований образцы стула.
Начиная анализ полученного урожая, Горбах и Голдин подготовили список критериев, которым искомые бактерии должны были соответствовать. Они решили, что наилучшим кандидатом на роль основы пробиотической пищевой добавки будет бактерия, способная выживать в ваннах из желудочного сока и выделяемой в кишечник желчи, надежно прикрепляться к лабораторной культуре клеток кишечника и освобождать себе место в чашке Петри, заполненной нормальными кишечными бактериями, такими как кишечная палочка, а также более опасными микробами, такими как сальмонеллы.
Весной 1985 года им удалось выделить бактерию, которая с неплохим результатом прошла проверки по всем критериям, — Lactobacillus GG, продаваемую теперь в качестве пищевой добавки под названием Culturelle. За два десятка лет, минувших со дня открытия этого штамма, Горбах, Голдин и многие другие исследователи опубликовали больше сотни научных статей, свидетельствующих о разных полезных свойствах данной бактерии, из которых особенно убедительно показана ее способность помогать при гастроэнтерите и предотвращать его развитие. Это расстройство, представляющее собой раздражение и воспаление кишечника, может развиваться или в результате заражения некоторыми микробами, или из-за вызываемых антибиотиками нарушений кишечной микрофлоры.
