Мартин Блейзер - Жизнь после антибиотиков. Чем нам грозит устойчивость бактерий к антибиотикам и нарушение микрофлоры
В недавнем исследовании почти двух миллионов{181} госпитализированных взрослых рассматривали использование пятидесяти самых популярных антибактериальных средств. Обнаружилось, что на каждую тысячу человеко-часов в больницах приходится в среднем по 776 часов терапии. Сюда входят и нормальные процедуры вроде запланированных курсов лечения и переливания крови, при которых антибиотики обычно не используются. Огромная нагрузка со стороны медикаментов не могла не оказать заметного воздействия на наш коллективный микробиом.
C. diff-инфекции тоже стали тяжелее – больше людей умирает. Что произошло? Анализы показывают изменение штаммов. В спирали ДНК перед геном производства токсина исчез небольшой сегмент. В результате штаммы начали выделять больше токсина, соответственно, эффект разрушительнее.
Еще интереснее для меня то, что у разных штаммов C. diff делеции расположены в разных местах, но все они приводят к повышенному производству токсина{182}. Для биолога это значит, что на бактерии оказывается сильнейшее давление, приводящее к отбору в пользу гипертоксигенных штаммов. То, что в одно и то же время появилось сразу несколько клонов с похожими функциями, говорит о неких схожих переменах в их окружающей среде. Эти высокотоксичные клоны наблюдаются в Европе и Северной Америке. Это свидетельство того, что одним из факторов может быть обстановка в госпиталях, характерная для развитых стран.
Мы не предвидели одной вещи: как быстро C. dif-инфекции распространятся среди населения: заболевают и люди вроде Пегги Лиллис, никогда не лежавшие в больницах; некоторые умирают. Микроорганизм сбежал из госпиталей, словно лев из зоопарка, и теперь разгуливает на свободе. Те же самые клоны через пассажиров самолетов перебрались на другие континенты и стали орудовать там – паспорта для этого не нужны. В США каждый год в больницы попадают до 250 000 пациентов с C. dif, которую они подхватили либо в прошлый визит в больницу, либо дома; 14 000 из них умирают.
То же самое произошло и с МРЗС, сопротивляющейся антибиотикам стафилококковой инфекцией, поразившей, как вы помните из предыдущих глав, в том числе двух футболистов. Двадцать лет назад эта болезнь встречалась исключительно в больницах. Но сейчас инфекции получают те, кто никогда в жизни не лежал там. Появляются более вирулентные штаммы МРЗС. То, что два кризиса – с C. diff и с МРЗС – обладают настолько похожими характеристиками и начались практически в одно время, говорит о том, что человеческая микробная экология переживает огромные изменения.
Эти истории пугают сами по себе, но, к сожалению, они лишь предвестники будущего. Распространение патогенов вне их «естественного» резервуара, больниц, среди широких слоев населения на разных континентах представляет серьезнейшую угрозу нашему здоровью. Поиск способов остановить распространение этих смертоносных микробов должен стать приоритетным.
Центры по контролю и профилактике заболеваний в сентябре 2013 года опубликовали важнейший доклад: первую информацию о распространении резистентных к лекарствам бактерий в США{183}. Было перечислено восемнадцать микробов; три из них назвали «крайне опасными». Возглавила список сравнительно новая группа микробов под названием КРЭ – это аббревиатура от «карбапенем-резистентные энтеробактерии». Они убивают многих заразившихся и сопротивляются действию практически всех антибиотиков. Более того, КРЭ умеют передавать гены резистентности другим микроорганизмам, занимаясь с ними микробным «сексом». Их уже обнаружили в больницах сорока четырех штатов. Второе и третье место заняли C. diff и гонорея. МРЗС получил рейтинг «серьезная опасность»: 18 000 заражений в год, 11 000 смертей.
Доктор Том Фриден, возглавляющий центр, предупредил, что «антимикробная резистентность растет во всех поселениях, во всех здравоохранительных учреждениях и среди пациентов практикующих врачей по всей стране. Не менее 2 миллионов американцев каждый год заражаются инфекциями, резистентными к антибиотикам, 23 000 из них умирают. Вот что происходит, когда микробам удается перехитрить наши лучшие антибиотики». И добавил, что мы столкнулись с «катастрофическими последствиями» избыточного применения антибиотиков и что «в последующие месяцы и годы, возможно, не сможем предложить никаких лекарств пациентам с инфекциями, которые опасны для жизни».
* * *У нас есть домик в Скалистых горах. Он стоит на горном кряже посреди широкой долины, окруженной высокими пиками. Это горы, на вершинах которых девять месяцев в году лежит снег, и даже летом видны ледяные участки. Они зеленые от деревьев практически снизу доверху, лишь на верхушках ничего не растет. Вечный, грубый, величественный пейзаж.
До недавнего времени леса были густыми – даже слишком. Там росли деревья всех возрастов: огромные сосны, устремленные в небо словно гигантские стрелы; вокруг – зеленые и голубые ели и осиновые рощи. Повсюду виднелись молодые сосенки с иголками нежно-зеленого цвета.
Но около десяти лет назад в нашу долину пришел жучок-короед. Точнее, скорее всего он всегда там жил, но его сдерживали суровые зимы. Сейчас же, когда климат изменился и сильно потеплело, жучок вернулся во всеоружии и поедает лес, уничтожая целые горные склоны. 90 % деревьев мертвы, и одного пожара хватит, чтобы превратить их в пепел.
То, что происходит с пейзажем в Колорадо – отличная метафора для моей гипотезы пропавших микробов. Как и жучок-короед, человеческие патогены постоянно окружают нас, но их распространение зависит от определенных условий. Как легко они могут передаваться от человека к человеку? Насколько уязвимы для атаки? Как плотно живут носители? Насколько здорово население в целом? Что происходит, когда экология меняется не в природе, а внутри человека? Что будет, если люди утратят свое биоразнообразие? Что, если мы потеряем «краеугольные камни», поддерживающие стабильность системы?
В начале 50-х годов, за несколько десятилетий до того, как обнаружилось, что C. diff вызывает «антибиотиковую диарею», Марджори Бонхофф и Филлип Миллер провели серию экспериментов, чтобы определить роль нормальной флоры – тогда этим термином называли наших микробов-обитателей – в защите от болезнетворных бактерий{184}. Ученые считали, что они действительно играют защитную роль, и проверили гипотезу, скормив мышам Salmonella enteriditis, вид сальмонелл, которые вызывают болезни и у мышей, и у людей. Чтобы вызвать инфекцию хотя бы у половины популяции, потребовалось около ста тысяч микроорганизмов. Но если грызуны сначала получали одну оральную дозу антибиотика стрептомицина, а затем, через несколько дней, сальмонелл, для развития инфекции нужно было всего три микроорганизма. Это разница не в 10–20 %, а в 30 000 раз. Добро пожаловать в мир бактерий.
Работу продолжили и показали, что эффект не ограничивается одним стрептомицином. Другие антибиотики, в том числе пенициллин, приводили к той же самой ситуации. Даже если последняя доза антибиотика была несколько недель назад, инфекция все равно вызывалась небольшим количеством микроорганизмов. За шестьдесят лет другие ученые подтвердили и уточнили эти результаты. По крайней мере у мышей воздействие любых, самых разных антибиотиков, повышает восприимчивость к инфекции, а это иногда может закончиться смертью. Но проявляется ли тот же феномен у людей?
В 1985 году произошла эпидемия сальмонелловых инфекций в Чикаго. Не менее 160 000 человек заболели, несколько умерли{185}. Чем могло быть вызвано событие, которое сказалось на таком количестве жителей одного города? Обычно главных виновников два: вода и молоко. Муниципальная система водоснабжения очень тщательно регулируется и контролируется, так что ее можно было сразу исключить из рассмотрения. К тому же некоторые заболевшие жили даже не в городе, а в пригородах с отдельными водопроводами.
Так что подозрения пали на молоко, и после тщательного расследования подтвердились. Если точнее, причиной стало употребление в пищу молока из «супермаркета A», сети продовольственных магазинов, встречавшихся чуть ли не на каждом углу. Поставлялось оно с единственной крупной молочной фермы – огромного промышленного комбината с километрами труб и объемистыми баками. Там производилось более миллиона галлонов молока в неделю. Я посетил ее с инспекцией как эксперт, привлеченный частными лицами, которые подали против компании групповой иск.
Для нашей истории самое большое значение имеет исследование, которое департамент здравоохранения провел среди пятидесяти жертв эпидемии и пятидесяти человек из контрольной группы, которые не болели. Всем им был задан простой вопрос: «Принимали ли вы антибиотики в последний месяц перед эпидемией?» В группе заболевших был большой процент утвердительных ответов – в 5,5 раз больше, чем в группе здоровых.
