Мартин Блейзер - Жизнь после антибиотиков. Чем нам грозит устойчивость бактерий к антибиотикам и нарушение микрофлоры
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.
Их воздействие сделало людей более уязвимыми для Salmonella. В экспериментах ПЛА, описанных несколькими главами ранее, мышам давали последнюю дозу антибиотика в возрасте сорока дней. Но даже через сто дней мы по-прежнему видели, что состав их кишечных микробов значительно нарушен.
Вряд ли врачи предупреждали жителей, что прием антибиотиков сделает их уязвимее для инфекций. Вам хоть один медработник когда-либо что-то похожее говорил? А ведь повышенная уязвимость для новых инфекций – одна из скрытых издержек приема лекарств.
Теперь, наконец, можно ответить на один из главных вопросов книги: как антибиотики могут оказывать долгосрочное воздействие на наших микробов-обитателей? В более раннюю эпоху мы полагались на «индикаторные» микроорганизмы, которые давали представление обо всей популяции. Например, E. coli в поверхностных водах указывает на загрязнение водоема фекалиями.
В 2001 году мой шведский коллега и хороший друг доктор Ларс Энгстранд пригласил меня присоединиться к исследованию, как антибиотики действуют на индикаторные бактерии, которые находят в человеческом кишечнике и на коже{186}. Мы использовали распространенные колонизирующие бактерии, которые легко вырастить в культуре: Enterococcus fecalis – для желудочно-кишечного тракта и Staphylococcus epidermidis – для кожи. Увеличится ли количество резистентных бактерий после недельного курса антибиотика-макролида (в данном случае кларитромицина), который прописывают для уничтожения H. pylori?
К сожалению, эксперимент сработал великолепно. До приема антибиотиков у подопытных было очень мало макролид-резистентных Enterococcus и Staphylococcus, как и у контрольной группы. Но вот после приема антибиотиков все изменилось – сразу после лечения количество макролид-резистентных индикаторных микроорганизмов значительно увеличилось – и в фекалиях, и на коже. У контрольной группы таких изменений не наблюдалось.
Но наш основной вопрос был другим: как долго продлится их процветание без дальнейшего приема лекарств. Результаты были отрезвляющими. У тех, кто получал антибиотики, резистентные E. fecalis были обнаружены даже через три года после лечения, а S. epidermidis – через четыре. На этом исследования завершились, так что не известно, сколько еще они продержались после этого. Мне кажется удивительным, что недельный курс может способствовать выживанию резистентных организмов спустя столько времени, причем на участках тела, далеких от основной цели антибиотика.
Кроме того, мы захотели узнать, все ли штаммы, присутствовавшие перед началом исследования, выжили через три года, или же им на смену пришли другие штаммы того же вида. И с помощью методов ДНК-дактилоскопии обнаружилось, что до начала исследований у всех членов контрольной группы было по несколько штаммов Enterococcus, которые в основном и сохранились. Однако у группы, получавшей антибиотики, штаммы, присутствовавшие до лечения, по большей части исчезли и сменились другими. Причем в течение трехлетнего исследования появлялись штаммы с новыми ДНК-отпечатками. Иными словами, мы не только осуществили отбор по резистентности (и отобранные микроорганизмы выжили), но и разрушили ранее существовавшие популяции Enterococcus. Неизвестно, присутствовали ли эти новые штаммы все время в небольших количествах, или же были приобретены недавно, но так или иначе недельный курс антибиотиков привел к долгосрочному и совершенно незапланированному воздействию на стабильность определенных штаммов индикаторного микроорганизма.
Методами нашего исследования невозможно подтвердить, ведут ли такие перемены к болезням. Если какой-то эффект и есть, то, как мне кажется, в обычных условиях риск будет небольшим. Но мы не знаем совокупного эффекта миллиардов доз антибиотиков, которые получают сотни миллионов людей. Широкое их распространение, несомненно, увеличивает пул резистентных генов, в том числе тех, которые патогены могут получить от наших дружественных бактерий. Но эксперименты с Salmonella на мышах, чикагская эпидемия и нынешняя эпидемия C. diff-инфекций показывают, что лечение антибиотиками увеличивает уязвимость для патогенов. Это еще одна скрытая издержка от изменения нашей внутренней экосистемы.
* * *Уже сейчас ясно, что даже краткие курсы медикаментов могут привести к долгосрочным изменениям состава микробов, населяющих наши тела. Полное или хотя бы частичное восстановление здоровых бактерий вовсе не гарантировано, хотя долго считалось, что дело обстоит именно так. Но это не единственное, что меня беспокоит. Ведь некоторые наши обитатели – которых я называю «микробами на всякий случай» – могут вымереть полностью.
Недавние исследования микроорганизмов показали, что в людях живет небольшое количество видов, встречающихся в изобилии, и много видов, численность которых меньше{187}. Например, в вашей толстой кишке могут жить триллионы Bacteroides и всего тысяча, а то и меньше, клеток других бактерий. Мы не знаем, сколько их всего, но если у вас, допустим, пятьдесят клеток какой-нибудь бактерии, среди триллионов ее обнаружить почти нереально.
Такая ситуация напоминает мне «Где Уолдо?», детскую книжку с картинками, на которых десятки людей занимаются своими делами, работают, играют, а персонаж по имени Уолдо спрятался где-то в этой толпе. Задача ребенка – найти Уолдо. Если бы «Уолдо» был редким микробом и пропал, мы его отсутствия даже не заметили бы. Конкретные поиски не в счет. Когда вы принимаете антибиотик широкого спектра действия (а их прописывают чаще всего), вполне возможно, что при этом полностью уничтожается один из видов ваших редких микробов. С нулевой популяции восстановиться уже невозможно – с точки зрения вашего тела этот вид вымирает.
Почему это важно? Со всех точек зрения виды, существующие в таких жалких количествах, не могут играть никакой важной роли. Но у микробов есть мощная стратагема выживания. Любая небольшая популяция, например, из нескольких сотен клеток, может пережить взрывной рост, и за неделю их станет уже десять миллиардов или даже больше. Триггером для расцвета может стать, например, компонент пищи, которую вы едите в первый раз и переварить которую могут только эти редкие микробы, с помощью вырабатываемых ферментов. Благодаря новому эксклюзивному источнику пищи редкий микроб получает возможность развернуться на всю катушку и размножиться на миллион процентов. Это процветание может принести пользу и вам, потому что некоторая часть энергии, полученная от новой пищи, может попасть в кровеносную систему. Это было полезно при дефиците еды, который до недавнего времени был обычным делом для большинства людей. По этой причине приходилось есть незнакомые растения и животных и иметь большой репертуар ферментов, которые помогали переваривать эти пищевые химические вещества.
А теперь давайте подумаем, что получится, если один из ваших редких микробов вымрет. Предположим, что он древний и жил в Homo sapiens 200 000 лет. Один из вариантов – ничего не изменится. Может быть, этот микроб был просто «пассажиром», который не делал ничего полезного. Другой вариант – это микроорганизм «на всякий случай». Вы носите его в своем багаже не для повседневного использования; он больше напоминает шипованные ботинки, которые очень полезны, когда нужно забраться на ледник, но все остальное время лежат в рюкзаке мертвым грузом. Потеря подобных вещей «на всякий случай» тоже не сильно скажется на вашей жизни, если, конечно, не придется столкнуться с ледником.
Третий вариант – эти виды могут понадобиться только на определенном этапе жизни, как например трость, которую вы держите на чердаке, – пригодится в старости. Можно сказать, что потеря микробов «на всякий случай» приводит к потере биоразнообразия. Еще один пример: на кукурузных полях в Айове растет одинаковый высокоурожайный сорт кукурузы. В течение какого-то времени все будет хорошо. Но если появится патоген – допустим, кукурузный грибок, который поражает именно этот высокоурожайный сорт, то поля окажутся уязвимыми. За несколько недель от прекрасных полей могут остаться лишь акры мертвых растений, а вскоре начнется голод. Даже небольшое уменьшение биоразнообразия может сделать сообщество более уязвимым для нового патогена. И, как видно на примере жучка-короеда или C. diff, они существуют всегда. И новые будут появляться всегда – это закон природы.
