Джонатан Айсен: Срещни се с микробите си

Ще започна с една кратка история. Израстнах в този квартал. Когато бях на 15 години, се промених - от мускулест млад атлет, за четири месеца, бавно отслабвах докато не станах жертва на глада с неутолима жажда. Всъщност, аз бях смлял собственото си тяло. И всичко това се изостри когато бях на поход , всъщност беше първия ми поход, до планина Олд Раг в Западна Вирджиния, и си пъхах лицето в локви вода и лочех като куче.

Онази нощ бях откаран в спешното отделение и ми беше поставена диагноза: диабет тип 1 с остра кетоацидоза. Възстанових се, благодарение на чудесата на модерната медицина, инсулина и други неща, и си върнах всичките килограми и още.

Нещо ме измъчваше отвътре след като това се случи. Това, за което си мислех беше - какво причини диабета? Виждате ли, диабетът е автоимунно заболяване, при което тялото се бори само със себе си и по онова време хората си мислеха, че по някакъв начин може би излагането на патоген е накарало имунната ми система да се бори с патогена и след това да убие клетките, които произвеждат инсулин. И това е което си мислех дълго време, и всъщност медицината и хората са се съсредоточили доста точно върху това, че микробите правят лоши неща. Точно сега ми трябва моята асистентка. Може би я разпознавате.

И така, вчера отидох, извинявам се, пропуснах няколко от лекциите и отидох в сградата на Националната академия на науките където продават играчки - гигантски микроби. И почваме! Така вие сте хванали проказа ако сте хванали това. Сега трябва да си възвърна уменията по бейзбол.

(Смях)

Така, за съжаление или неизненадващо, повечето от микробите, които са продавани в сградата на Националната академия са патогени. Всеки се фокусира върху нещата, които ни убиват, и върху това се съсредоточих и аз. Оказва се, че сме обгърнати от облак от микроби, и че за по-голямата част от времето тези микроби всъщност ни правят добро, а не ни убиват. И така, ние знаем за това от известно време. Хората са използвали микроскопи, за да наблюдават микробите, които ни покриват, знам, че не ми обръщате внимание, но...

(Смях)

Микробите, които ни покриват. Ако ги гледате с микроскоп, можете да видите, че всъщност върху нас има 10 пъти повече микробни клетки отколкото човешки клетки. Масата на микробите е по-голяма от масата на мозъка.

Ние буквално сме изобилна екосистема от микроорганизми. И за нещастие, ако искате да научите за микроорганизмите, само да ги наблюдавате с микроскоп не е достатъчно. Тъкмо слушахме за секвенирането на ДНК. Оказва се, че един от най-добрите начини да наблюдаваме микроби и да ги разберем, е да наблюдаваме тяхната ДНК. Аз правех това от 20 години: използвам ДНК секвениране, събирам образци от различни места, включително човешкото тяло, разчитам ДНК веригата и после използвам това ДНК секвениране за да разкаже за микробите, които са на определено място.

И това, което е удивително, когато ползвате тази технология, примерно, гледайки хората, е че ние не сме просто обгърнати от море от микроби. Има хиляди различни видове микроби по нас. Ние имаме милиони гени на микроби в нашия човешки микробиом, който ни покрива. Това микробно разнообразие е различно при различните хора и това, което хората са мислели през последните 10, може би 15 години е, че може би тези микроби, този микробен облак в и върху нас, и различията между нас, може би са отговорни за някои от здравните и болестните разлики между нас.

И това ме връща към историята за диабета, която ви разказвах. Оказва се, че хората сега си мислят, че едно от нещата, които отключват диабет тип 1 не е борбата с патоген, а всъщност е опитът да -- недоразумение с микробите, които живеят в и върху вас. И по някакъв начин вероятно популацията от микроби, която е била в и върху мен е изчезнала, и това е предизвикало някакъв вид имунна реакция, която е накарала организма ми да убие клетките, които произвеждат инсулин в тялото ми.

Това, което искам да ви разкажа за няколко минути е, какво хората са научили използвайки техники от ДНК секвенирането, по-специално, за да изучават микробния облак, който живее в и върху нас. Искам да ви разкажа история за личен проект. Моят първи личен опит с изучаване на микробите по човешкото тяло всъщност произлезе от лекция, която проведох на една пресечка от тук в университета Джорджтаун.

Проведох лекция, а семеен приятел, който по някаква случайност беше декана на медицинското училище на Джорджтаун беше на лекцията и дойде при мен след това, казвайки, че те правят проучване на илеални транспланти при хората. И те искаха да наблюдават микробите след трансплантациите.

И така аз започнах съвместна работа с тези хора, Майкъл Заслоф и Томас Фишбайн, за да наблюдаваме микробите, които колонизират тези илеуми след като са трансплантирани в получателя. Мога да ви кажа за всички детайли на проучването за микробите, което направихме там, но причината, поради която искам да ви разкажа тази история е нещо наистина удивително, което те направиха в началото на този проект. Те взимат илеума на донора, който е пълен с микроби от донора и имат получател, който може да има проблем с микробната си популация, например болест на Крон, и те стерилизират илеума на донора. Премахнаха всички микроби и го сложиха в получателя. Те направиха това, защото беше обичайна практика в медицината, въпреки че беше очевидно, че това не беше добра идея.

За щастие, при протичането на този проект, хирурзите и другите хора решиха да забравим за обичайната практика. Трябваше промяна. Така те всъщност направиха промяна, като оставиха част от микробната популация в илеума. Те оставят микробите с донора и теоритично това може да помогне на хората, които получават този илеален трансплант.

И така, хора -- това е проучване, което правих сега. В последните няколко години има голямо разрастване в използването на ДНК технологии за изучаването на микробите в и върху хората. Съществува нещо наречено Човешки микробиомен проект, който се извършва в Съединените щати и MetaHIT - в Европа, както и много други проекти.

И когато хората са направили редица различни проучвания, те са научили неща като например - когато се ражда бебе, по време на естествено раждане сте колонизирани от микроби от майката. Има рискови фактори свързани с цезаровите сечения, някои от тези рискови фактори може да е поради грешно колонизиране когато бебето се изрязва от майката, а не се ражда през родовия канал. Редица други изследвания показват, че микробната популация, която живее в и върху нас помага при развитието на имунната система, помага при борбата с патогени, помага с нашия метаболизъм и определя нашето метаболитно ниво, вероятно определя нашата естествена миризма и дори може да оформи нашето поведение по много начини.

И така, тези изследвания са доказали или предложили редица важни функции на микробната популация, този облак, непатогените, които живеят в и върху нас. Една област, която аз смятам за много интересна, която много от вас имат сега след като хвърлихме микробите на тълпата, е нещо, което аз бих нарекъл "микробиофобия." Хората наистина харесват чистотата, нали? Имаме антибиотици в кухненските шкафчета, хората мият всяка част от тялото си през цялото време, ние пълним антибиотици в храната си, в общностите си, приемаме антибиотици прекалено често.

Убиването на патогени е добро нещо ако сте болни, но трябва да разберем, че когато препълваме света ни с химикали и антибиотици, ние също така убиваме облака от микроби, който живее в и върху нас. Прекалената употреба на антибиотици, особено при деца, отново е свързана с рискови фактори за затлъстяване, за автоимунни заболявания, за множество проблеми, които вероятно се случват заради разпадане на микробната популация.

И така, популацията на микробите може да бъде разрушена независимо дали искаме или не или ние можем да я убием с антибиотици, но какво можем да направим за да я възвърнем? Сигурен съм, че много хора тук са чували за пробиотиците. Пробиотиците са нещо, което можете да пробвате, за да възстановите микробната популация, която е в и върху вас. Те определено са доказали, че са ефективни в някои случаи. Има проект в Калифорнийски университет - Дейвис, където хората използват пробиотици за да се опитат да лекуват, да предотвратят некротизиращия ентероколит в недоносените новородени. Недоносените бебета имат истински проблеми с тяхната микробна популация. И може да се окаже, че пробиотиците могат да помогнат за предотвратяването на развитието на този ужасен некротизиращ ентероколит при тези недоносени бебета.

Но пробиотиците са много, много просто решение. Повечето от хапчетата, които приемате или киселите млека, които ядете имат един или два организмови вида в тях, може би пет вида в тях, а човешката общност има хиляди видове. И така, какво можем да направим за да възстановим нашата микробна популация когато имаме хиляди организмови видове върху нас?

Е, нещото, което животните изглежда, че правят е те ядат изпражнения -- копрофагия. И се оказва, че много ветеринарни лекари, по-специално старомодните ветеринари, правят нещо, наречено "чай от изпражнения" за да лекуват колики и други болести на конете и кравите и други подобни неща, при което правите чай от изпражненията на здрав животнински индивид и го давате на болно животно. Въпреки че, освен ако имате фистулирана крава с голям отвор от едната страна, и можете да поставите ръката си в нейния търбух, е трудно да си представим, че доставката на микроби директно в устата и през целия горен храносмилателен тракт, е най-добрата система за доставка, така че може да сте чували, че сега правят фекални транспланти на хората, при които вместо да доставят няколко пробиотични микроба през устата, те доставят пробиотична популация, микробна популация от здрав донор, през другия край.

И това се оказа много ефективно в борбата с някои непримирими инфекциозни болести като инфекциите Clostridium difficile, които да могат да остават с хората за години и години и години. Транспланти на изпражнения, на микроби от изпражнения, от здрав донор действително са доказали, че могат да излекуват системни C. dif инфекции при някои хора.

Сега това, което тези транспланти, тези фекални транспланти, или чая от изпражнения ми подсказват, а и на много други хора им е хрумнала същата идея, е, че микробната популация в и върху нас, тя е орган. Ние трябва да я разглеждаме като функциониращ орган, част от самите нас. Ние трябва да се отнасяме към нея внимателно и с уважение и не искаме да я забъркваме, примерно чрез цезарови сечения, или с антибиотици, или прекалена чистоплътност, без някаква наистина добра причина.

И това, което технологиите на ДНК секвенирането позволяват на хората да правят сега, е да правят детайлни проучвания върху, да речем, 100 пациенти с болестта на Крон и 100 човека, които нямат болестта на Крон. Или 100 човека, които са пили антибиотици, когато са били малки и 100 човека, които не са приемали антибиотици. И сега ние можем да почнем да сравняваме популацията от микроби и техните гени и да видим дали има различия. И рано или късно ние може би ще успеем да разберем дали те не са само относителни разлики, а са причинни. Изследвания в моделни системи като мишки и други животни също ни помагат да правим това, но хората сега използват тези технологии, защото са станали много евтини, за изучаването на микробите в и върху редица хора.

Така, за завършек, това, което искам да ви кажа е, че не ви разказах част от историята за откриването на моя диабет. Оказва се, че баща ми беше лекар, който всъщност изучаваше хормоните. Казах му много пъти, че съм изморен, жаден, че не се чувствах добре. Той не ми обърна внимание, сигурно или си е мислел, че просто се оплаквам много, или е било типичното лекарско мнение: "Всичко е наред с децата ми." Ние дори отидохме на срещата на Международното дружество по ендокринология като семейство в Квебек. И аз ставах през всеки пет минути да пикая, и изпивах водата на всички на масата и мисля, че те всички ме смятаха за наркоман.

(Смях)

Но причината да ви кажа това е, че медицинската общност, моя баща като пример, понякога не вижда това, което е точно пред очите им. Този микробен облак - той е точно пред нас. Ние не можем да го видим през по-голямата част от времето. Той е невидим. Те са микроби. Те са мънички. Но ние можем да ги видим чрез тяхната ДНК, можем да ги видим чрез ефекта, който имат върху хората.

И това, от което се нуждаем сега, е да започнем да мислим за тази микробна популация в контекста на всичко в човешката медицина. Това не значи, че тя въздейства на всяка част от нас, но може да започне. Това, от което се нуждаем, е пълен справочник за микробите, които живеят в и върху хората, за да можем да разберем какво правят те в нашия живот. Ние сме тях. Те са нас.

Благодаря ви.

(Аплодисменти)