Роб Данн - Дикий мир нашего тела. Хищники, паразиты и симбионты, которые сделали нас такими, какие мы есть
Кросвелл была лаборанткой у Зальцман, микробиолога и иммунолога педиатрического факультета медицинского колледжа штата Висконсин. Зальцман и Кросвелл планировали первый эксперимент для изучения того, что происходит с микробами нашего организма, когда мы принимаем антибиотики. В качестве подопытных животных ученые использовали обыкновенных лабораторных мышей, кишечник которых просто переполнен самыми разнообразными микробами. Одним мышам вводили антибиотики, а другим – нет. Мыши, получавшие антибиотики, были разделены на группы, и каждая группа получала свой «коктейль» из препаратов. Некоторые животные получали смесь из четырех высокоактивных антибиотиков, которые, как было известно из работ других ученых, убивают всех бактерий в кишечнике. Другие получали только один антибиотик, похожий на тот, который назначают детям для лечения инфекционного среднего отита[38]. Работа была очень простая и по своему масштабу едва ли соответствовала масштабу проблемы – так, маленькая научная жемчужина величиной с лабораторную мышку.
По большей части работа Кросвелл и Зальцман была легкой и необременительной. Мышей используют в качестве подопытных животных во всех лабораториях мира. Скрещивания и генетические усовершенствования на протяжении поколений в результате дали протоколы, которые – хоть и не были особенно изящны – хорошо себя зарекомендовали. Мыши, которых использовали в своих опытах Зальцман и Кросвелл, были потомками семейства, выведенного для лабораторных работ десятки поколений тому назад. Клетки были для этих мышей такой же естественной средой обитания, какой являются для нас наши города и квартиры; эти условия сильно отличались от среды обитания их (как, впрочем, и наших) предков. Мыши рождались в лабораториях с помощью кесарева сечения, выращивались по раз и навсегда выработанной технологии, а в возрасте пяти недель шли на опыты. В данном случае именно в этом возрасте их начали кормить антибиотиками.
Давайте на секунду отвлечемся и постараемся представить себе возможные результаты этого эксперимента. Вероятно, интуитивно мы понимаем, что в начале лечения в организмах мышей обитало некоторое количество как «плохих», так и «хороших» бактерий. По крайней мере, такое суждение вполне укладывается в контекст современной медицины. Как вы думаете, что происходит, когда вы принимаете антибиотики? Проще всего предположить, что кто-то все-таки знает ответ, но в данном случае его не знал никто. Некоторые биологи, также работавшие с мышами, полагали, что коктейль из антибиотиков убьет в кишечнике мышей всех бактерий. Кросвелл и Зальцман растворили лекарства в воде, напоили мышей и принялись ждать. Через несколько дней ученые взяли у этих мышей кал на анализ, а потом, выражаясь юридическим языком, добавили к оскорблению физическое насилие – забили животных, изучили их ткани, а трупы поместили в пластиковые контейнеры, которые на время оставили в лаборатории.
Изучив под микроскопом фрагменты мышиных тел, ученые, как и ожидалось, обнаружили, что в организмах мышей, получавших чистую воду, было полно нетронутых микробов. В их кишках, простите за тавтологию, кишела жизнь. Совсем другая история произошла с мышами, получавшими антибиотики. Эти мыши, которых, согласно терминологии наших органов здравоохранения, можно назвать получавшими препарат здоровыми испытуемыми, тоже сохранили в своем кишечнике микробов (само по себе это является очень важным результатом), но микробов было существенно меньше, особенно в толстом кишечнике. Этот эффект был особенно сильно выражен у мышей, получавших смесь из четырех антибиотиков, но он наблюдался и у мышей, которым давали только один препарат, стрептомицин. Короче говоря, антибиотики оказались способными уничтожить в организме мышей миллиарды микробов. Так как разные препараты убивают разные виды бактерий, то нельзя сказать, что они нацелены только на «плохих» микробов[39]. С помощью лекарств были уничтожены бактерии самых разнообразных видов. Кишечник мышей очень похож на человеческий, поэтому можно считать, что, когда вы или я принимаем антибиотики, в нашем кишечнике происходит, в принципе, то же самое. Убивая наших микробов антибиотиками, мы оставляем в живых «сорняки», самые устойчивые виды, которые затем начинают формировать новый микробиологический ландшафт нашего кишечника. Раньше об этом никто не догадывался, но теперь, когда мы знаем, становится еще более важным понять, что же эти микробы (большую часть которых, хотя и не всех, мы уничтожили антибиотиками) делают в нашем организме. Для ответа на этот вопрос вспомним некоего молодого человека, огромную стальную стерильную камеру и одну ошибку.
Вопрос о том, что и как для нас делают микробы, существует, вероятно, столько же времени, сколько люди их изучают. Несмотря на то, что Луи Пастер выступал сторонником уничтожения микробов в молоке (результатом стала пастеризация) и других пищевых продуктах, он также считал, что существа, живущие внутри нас и на нас, необходимы, ибо без них мы умрем. Пастер полагал, что в ходе эволюции развилась взаимозависимость людей и микроорганизмов. Убейте микробов, говорил он, и вы убьете человека. Другими словами, Пастер считал микробов, живущих в кишечнике человека, нашими облигатными симбионтами. «Облигатные» значит обязательные, а термином «симбионт» мы обозначаем организмы, которые существуют совместно и получают от этого взаимную выгоду. С другой стороны, инфекционная теория заболеваний исходит из противоположной точки зрения – большинство (если не все) живущих в нас и на нас микробов приносят нам больше вреда, чем пользы. Никто не пытался проверить справедливость этих точек зрения на опыте, хоть и очевидно, что ответ очень важен для человечества. Более того, в наши дни, когда мы интенсивно избавляемся от большинства микробов, этот вопрос стал актуальным, как никогда прежде. Что же на самом деле происходит, когда вы протираете руки салфеткой, пропитанной антибиотиками?
Стоит заметить, что этот вопрос сходен с вопросом, которым задавался Джон Байерс в отношении вилорогих антилоп: что происходит, если исчезают хищники? Это тот же вопрос, который задавал себе Вейнсток в отношении глистов: что происходит, когда мы от них избавляемся? Этот вопрос периодически задают разные ученые в разные времена и эпохи, занимаясь самыми разнообразными проблемами, имеющими отношение к живым организмам и прежде всего – к человеку.
Джеймс Рейнирс (для друзей – просто Арт) родился в 1909 году и был обычным парнем – сыном автомеханика и добропорядочным католиком. Рейнирс ничем не отличался от других молодых людей до тех пор, пока по неизвестной причине не заинтересовался вопросом, занимавшим Луи Пастера. Рейнирс хотел узнать, можно ли удалить абсолютно всех микробов из организма крысы или, например, морской свинки. Несмотря на то, что все живые существа на планете покрыты микробами, никто не хочет знать, хорошо это, плохо или безразлично, – Джеймса раздражала даже сама мысль об этом![40] Перефразировав, вопрос можно поставить так: являются ли микроорганизмы, обитающие в нас и на нас, симбионтами (организмами, от сосуществования с которыми и мы, и они получают выгоду), комменсалами (организмами, которым мы приносим пользу, а они на нас никак не влияют) или патогенами (получающими пользу за наш счет). Рейнирс считал, что ответом может быть либо «да», либо «нет». Либо черное, либо белое. Микробы могут быть либо симбионтами, либо патогенами. Третьего не дано. Никаких полутонов. Микроорагнизмы могут либо приносить пользу, либо причинять вред; если они причиняют вред, от них необходимо избавиться. Если от микробов мы не получаем ничего, кроме вреда, то прием антибиотиков стопроцентно оправдан. Это будет такой же прогресс, как изобретение земледелия, уничтожение глистов или приручение коров.
Для Рейнирса проблема была чисто механической. Для него весь вопрос заключался в том, возможно ли отделить тело человека от микробов, как отделяют золото от песка. Рейнирс грезил о крысе без микробов и своей славе. К 1928 году он, как ему показалось, нашел способ получить животное, свободное от любых микроорганизмов. До Рейнирса все, кто пытался это сделать, просто удаляли из организмов подопытных животных уже обитавших там микробов – словно в химчистке[41].Этот подход мы практикуем ежедневно, так как знаем, что на поверхности нашего тела обитают триллионы микробов (их больше, чем клеток в нашем организме), и это знание побуждает нас тереть кожу еще сильнее. Все такие попытки закончились неудачей – так же как терпят фиаско наши попытки избавиться от микробов хотя бы с рук. Удаление «почти всех» микробов из организма животного – это отнюдь не то же самое, что убрать всех микробов без исключения. Дело в том, что только одна пропущенная бактериальная клетка может породить миллиарды подобных ей организмов.
