Пол Иуолд пита, Може ли да опитомим микробите?

Това, което искам да направя е да заведа всички ни долу в този канал и всъщност чак до края му, защото искам да говоря за диарията. И по-точно, искам да говоря за дизайна на диарията. И когато еволюционни биолози говорят за дизайн те наистина имат предвид дизайн чрез естествен подбор. И това ме води до заглавието на разговора, "Използването на Еволюцията за да Проектираме Болестни Организми Интелигентно." Също така имам малка умна под тема за това. Но не правя това само, да бъда сладък. Наистина мисля, че тази под тема обяснява какво някой като мен, който е малко поддръжник на Дарвин, как всъщност гледат на ролята на някого, който идва в областа на здравната наука и медицина. Това наистина не е много приятелска среда за еволюционни биолози. Всъщност виждате огромен потенциал, но виждате много хора, които някакси защитават техния територия, и могат в действителност да бъдат много устойчиви, когато някой се опита да представи идеи.

И така, целия разговор днес ще обсъжда два основни въпроса. Единият е, защо някой болестни организми са по-вредни, и много свързан въпрос, който е, как можем да поемем контрола над тази ситуация веднъж след като разберем отговора на първия въпрос? Как може да направим вредните организми по-невредни? И ще говоря, за да започна, както казах, за диарийните болестни организми. И фокуса, когато говоря за диарийните организми, както и фокуса, когато говоря за всеки организъм, който причинява остра инфекциозна болест е да мислим за проблема от гледна точка на микроба. През погледа на микроба. И по-точно да мислим за фундаменталната идея, която аз мисля прави смисъл за огромния брой на разновидности в силата на вреда от болестните организми. И тази идея, е че през гледната точка на микроба, болестните организми трябва да стигнат от един домакин до друг и често те трябва да разчитат на здравето на домакина, за да ги премести на друг домакин.

Но не винаги. Понякога получавате болестни организми, които не зависят на движението на домакина, за да се прехвърлят. И когато имате това, тогава теорията за еволюцията ни казва, че природа ще подкрепи избора на по-експлоативните, по-хищническите организми. Така, че естествения избор ще подкрепи организми, които имат по-голяма вероятност да причинят вреда. Ако вместо това, прехвърлянето на друг домакин изисква движение на домакина, то тогава ние очакваме победителите в това съзтезание да бъдат по-умерени организми. И така, ако бацила няма нужда от това домакина да бъде здрав и активен и същинския избор подкрепя бацили, които се възползват от тези домакини, то тогава победелите в това създезание са тези, които експлоатират домакините за техния успех на възпроизвеждане. Но, ако домакина трябва да бъде подвижен, за да може да пренесе бацила, то тогава добрите бацили изглежда са победители.

Така, ще започна да насаждам тази идея за диарийните болести. Диариините болестни организми се пренасят по три основни начина. Могат да се пренесат от човек на човек, чрез контакт, човек - на храна - тогава -пак - на човек, когато някой яде заразена храна. Или могат да бъдат пренесе чрез вода. И когато са пренасяне чрез вода, не като първите два вида пренасяне, тези бацили не разчитат на здрави домакини, за да бъдат пренесени. Човек може да бъде болен и да лежи в леглото и пак да заради десетки, дори стотици други личности. За да ви илюстрирам това, тази диаграма набляга на това, че ако имате болен човек в леглото някой ще изнесе заразени материали. Те ще измият замърсените материали, и тогава може да отидат в ресурсите за питейна вода. Хората ще отидат до тези места, където имате заразена питейна вода, ще занесат неща обратно на семействата си, може да пият дори точно в този момент. Цялата ми позиция е, че човек, който не може да се мърда все още може да зарази други хора.

И така теорията ни казва, че когато диарийните болестни организми са транспортирани от вода ние очакваме да бъдат по като хищници, по-вредни. И можете да тествате тези идеи. Един начин, по който можете да тествате е да погледнете всички диарийни бактерии и да видите дали или не тези, които обикновено са пренасяни по вода, са по-вредни. И отговора е -- да, по вредни са. Сега слагам тези имена там само за цвят на бактериите, но главната идея тук е, че -- (Смях) има мното от тях тук, мога да кажа -- главната идея тук е, че тези данни всички показват много силна, позитивна асоциация между степента, до която болестните организми са пренесени от вода и колко вредни са те колко смъртност могат да причинят за нелекувана инфекция. И така това предполага, че сме на прав път. Но това, за мен, предполага, че ние наистина трябва да зададем допълнителни въпроси.

Помните ли втория въпрос, който повдигнах в началото беше как можем да използваме това знание за да накараме болестните организми да станат слаби? Сега това предполага, че ако можете да блокирате водородната преносимост можете да накарате болестните организми да преминат от дясната страна на графиката към лявата страна на графиката. Но не ви казва колко дълго. Искам да кажа, ако това ще отнеме хиляди години тогава контролирането на тези бацили ще бъде безполезно. Но, ако може да се случи само за няколко години тогава може би ще бъде много важен начин да контролираме някой от тези гнусни проблеми, които не сме съумявали да контролираме. С други думи, това предполага, че може да опитомим тези организми. Може да ги накараме да еволюират, за да не са толкова вредни за нас.

И така мислех си за това и се фокусирах върху този организъм, който е Ел Тор биотип на организъм наречен Вибрио холери. И това е вид организъм, който е отговорен за създаването на холерата. И причинита поради, която мислех че този е наистна страхотен организъм да бъде разглеждан е, че разбираме защо е толкова вреден. Вреден е, защото произвежда токсин този токсин е изпуснат, когато организма стигне до чревния канал. Това кара течност да премине от клетките, които очертават вътрешностите ни до кухината, вътрешната камера на вътрешностите ни и тогава тази течност отива по единствения път, по който може, а той е навън от другия край. И прочиства хиляди различни съперници, които биха направили живота много труден за вибрионите.

И така какво се случва, ако имате организъм, който произвежда много токсини. След няколко дни на инфекция вие имате -- фекалният материал наистина не е толкова отвратителен, колкото може би си представяте. Малко е като мръсна вода. И, ако вземете капка от тази вода можете да откриете милиони диарийни организми. Ако организма произвежда много токсини можете да намерите 10 милиона или 100 милиона. Ако не произвежда много токсини тогава можете да откриете по-малък брой. Така, че задачата е да се опитаме да разберем как да определим, дали можете или не, да накарате организъм като този да еволюира към по-лек като блокирате водородната трансмисия и поради това да позволим на организма да бъде пренесен само чрез контакт от човек на човек или контакт от човек - храна - човек. Двата, от които наистна изискват хората да бъдат мобилни и сравнително здрави за пренасяне.

Сега мога да се сетя за някои възможни експерименти. Единият ще бъде да вземем много различни видове от този организъм -- няколко, които произвеждат много токсини, няколко, които произвеждат малко -- и да вземем тези видове и да ги разпръснем в различни държави. Някои държави, които може да имат чисти водни запаси, за да не можете да получите водородно пренасяне, очаквате организма да еволюира към по-умерен там. Други държави, в които имате много водородно пренасяне там очаквате тези организми да се развият към по-високо ниво на вреда, нали? Има малък етичен проблем в този експеримент. Очаквах да чуя поне няколко въздишки. Това ме кара да се притеснявам малко.

(Смях)

Но както и да е, смехът ме кара да се почувствам малко по-добре. И този етичен проблем е голям проблем. Само да подчертая, че това е точно това, за което говорим. Това е момиче, което е почти мъртво. Тя получи хидратираща терапия и се съвзе, след няколко дена изглеждаше като напълно различен човек. Така, че не искаме да провеждаме такъв експеримент. Но интересното е, че точно това се случи през 1991. През 1991, този организъм на холера се вмъкна в Лима, Перу и за два месеца се разпространи в кварталните райони. Сега не знам как това се случи и аз нямам нищо общо с това, кълна ви се. Не мисля, че някой знае, но не съм несклонен да, след като се случи веднъж, да видя дали това предположение, което ще направи, което направих и преди, всъщност ще издържи. Дали организма се разви към умерен в места като Чили, които имат някои от най-добре пазените водни ресурси в Латинска Америка? И дали се разви да бъде по-вреден в място като Еквадор, където има най-малко пазените? А Перу е някъде посредата.

И така, с подкрепата от Бозак - Крюгер Фондация получих много видове от тези различни държави и измерихме токсичната им продуктивност в лабораторията. И открихме, че в Чили -- след два месеца от инвазията над Перу имахме щамове, навлизащи в Чили. И, когато погледнете тези щамове в края на лявата страна на тази графика виждате много видове от токсична продукция. Всяка точка се отнася до островче от различен човек. Много видове, върху които естествения подбор може да действа. Но интересното е, че ако погледнете към 90-те, за няколко години този организъм еволюира да бъде по-умерен. Еволюираха да произвеждат по-малко токсини. И, за да ви дам усещане за това колко важно може да бъде това, ако погледнем 1995 откриваме, че има само един случай на хорела средно, докладвано от Чили на всеки две години.

Така, че е контролирано. Ето толкова имаме в Америка, холера, която е прибодиба от епидемия. И не мислим, че имаме проблем тук. Те нямаха -- те решиха проблема в Чили. Но преди да станем прекалено убедени, по-добре да погледнем някои от другите държави и да се уверим, че този организъм не винаги еволюира към по-умерен. Ами в Перу не го е направил. И в Еквадор -- помнете това е мястото, където има най-големия потенциал за водородна трансмисия -- изглежда, че е станал по-вреден. Във всеки случай има много вариации, но нещо свързано с околната среда, в която хората живеят и мисля, че истинското обяснение е, че степента на водородното пренасяне е подпомогнало за вредните щамове на някои места, и за по-умерените щамове в други.

Така, че това е много окуражаващо подсказва, че това е нещо, което може би искаме да направим, ако имахме достатъчно пари, може да ни допринесе за много по-голям удар за парите ни. Ще накара тези организми да еволюират към по-умерени, така че дори хората да бъдат инфектирани, ще бъдат инфенктирани с по-леки щамове. Няма да коства тежки болести. Но има друг наистина интересен аспект на това и това е, че ако можехте да контролирате еволюцията на отровата, еволюцията на вредите, тогава би трябва да можете да контролирате устойчивостта към антибиотиците. И идеята е много проста. Ако имате вреден организъм голяма пропорция от хората ще бъдат със симптоми, голяма част от хората ще отиват да получат антибиотици. Имате много натиск да поддържате устойчивостта към антибиотика така получавате увеличена отрова, която води до еволюцията на увеличена устойчивост към антибиотика. И веднъж след като имате увеличена устойчивост към антибиотика, антибиотиците на влияят на вредните щамове повече. Така, че имате по-високо ниво на отровност.

Така, че получавате този омагьосан кръг. Целта е да обърнете това обратно. Ако причините еволюционирано намаление на отровността като почистите водните ресурси, би трябвато да можете да получите еволюционно намаляване на устойчивост към антибиотика. Така, че може да отидем в същите държави и да погледнем и да видим. Чили избегна ли проблема с устойчивостта към антибиотиците? От друга страна Еквадор всъщност има ли начало на проблема? Ако погледнем началото на 90-те виждаме, отново, много вариации. В този случай, на У-та ос, тъкмо сме измерили чувствителността на антибиотика. И няма да навлизам в подробности. Но имаме много видове чувственост към антибиотиците в Чили, Перу и Еквадор, и никаква тенденция през годините. Но ако погледнем края на 90-те, само пет години по-късно, виждаме, че в Еквадор са започнали да имат проблема с устойчивостта. Чувствителността към антибиотика слиза надолу. А в Чили все още имаме чувствителност към антибиотици.

Изглежда, че Чили е избегнала два куршума. Накарали са организма да еволюира до умерен и те нямат развитие на устойчивост към антибиотици. Сега тези идеи трябва да бъдат поставени пред борда. Докато можете да разберете защо някои организми еволюират до отрова. И искам да ви дам още един пример, защото говорихме малко за маларията. И примера, който искам да обсъдя е или идеята, която искам да обсъдя, въпросът е какво можем да направим, за да накараме организмите на маларията да еволюират към умерени. Сега, маларията е пренасяна от комари и обикновено, ако сте заразен с малария и се чувствате зле това го прави по-лесно за комарите да ви ухапят.

И можете да покажете, само чрез гледане на данни от литературата, че векторните болести са по-опасни от невекторните болести. Но мисля, че има наистина изключителен пример на това какво човек може да направи експериментално, за да се опита наистна да демонстрира това. В случая на водородената трансмисия, бихме искали да почистим водните ресурси вижте дали можем да накараме тези организми да се превърнат в по-умерени. В случая с маларията, това което искаме да направим е уатойчивост срещу комари в къщите. И логиката е малко по-фина тук. Ако защитите къщите от комари, когато хората са болни си стоят в леглото или в защитени болници от комари, те стоят в болнични легла и комарите не могат да стигнат до тях.

И така, ако сте за вредното в място, където имате къщи защитени от комари, то тогава се загубеняк. Единствените бацили, които са пренесени са тези, който инфектират хора, които се чувстват достатъчно здрави, за да се разходят навън и да бъдат ухапани от комар. Ако бяхте от защитена от комарите къща, би трябвало да можете да накарате тези организми да еволюират към по-умерени. И има един наистина прекрасен експеримент, който беше направен, той предлага, че ние наистина трябва да отидем и да направим това. И този експеримент беше направен в Северна Алабама. Само, за да ви дам перспектива за това, дал съм ви звезда на интелектуалния център на САЩ, който е точно в Луисвил, Кентъки. И този наистина готин експеримент беше направен на около 200 мили южно оттам, в Северна Алабама, от Тенеси Валей Oторити. Те бяха изградили бент на Реката Тенеси. Накараха водата да се отдръпне, имаха нужда от електричество, водоелектрически ток. И когато имате застояла вода, имате и комари. Открили в края на 30-те -- 10 години след като направили тези бентове -- че хората в Северна Алабама били инфектирани с малария. Около една трета до половина от тях били заразени с малария.

Това показва разположението на някои от тези бентове. Добре, и така Тенеси Валей Ауторити били малко възпрепятсвани. Нямало дихлоро-дифенил-трихлороетан, нямало хлорокин, какво направили те? Ами, те решили да защитят всяка къща от малария в Северна Алабама. И така и направили. Разделили Северна Алабама на 11 зони и за три години, около 100 долара на къща, те защитили всяка къща от комари. И това са данни. Всяка линия тук представлява една от тези 11 зони. А звездичките предславляват времето, за което защитата от комари е била завършена. И така, това което можете да видите е, че само защитаването на къщите от комари, нищо друго, е причинило премахването на маларията. И това беше, публикувано по грешка през 1949 в главния учебник за малария наречен Малариологията на Бойд. Но почти нито един експерт по малария не знае за неговото съществуване. Това е важно, защото ни казва, че ако имате умерена гъстота на ухапванията, можете да премахнете маларията, чрез защитаване на къщите от комари.

Сега ще ви кажа, че можете да направите това на много места. Сега, знаете, докато навлезете в зона на малария в суб-Сахарска Африка. Но докато вървите до наистина високи нива на ухапвания, като Нигерия определено няма да я изкорените. Но точно тогава трябва да подкрепите еволюцията към умереност. Така, че за мен това е експеримент, който чака да се случи и, ако потвърди предсказанието тогава трябва да имаме силно оръжие. По някакъв начин, доста по-силно оръжие от това, което гледате в момента. Но повечето от това, което е направено днес е да сме зависими от неща като лекарства против малария. И знаем, че въпреки че е прекрасно да правим тези лекарства против малария, достъпни на наистина ниски цени и високи честоти, знаем, че когато ги правите много достъпни ще получите устойчивост спрямо тези лекарства. Така, че това е решение за кратък период. Това е решение за дълъг период.

Това, което предлагам тук е, че можем да постигнем еволюцията да работи в посоката, която искаме да го прави отколкото винаги да трябва да се борим с еволюцията като проблем, който препречва нашите усилия да контролираме бацила, например с лекарства против малария. И така тази таблица я направих само, за да подчертая, че съм говорил само за два примера. Но както казах по-рано, този вид логика касае само борда за инфекциозни болести и така трябва да бъде. Защото, когато имаме работа с инфекциозни болести, се разправяме с живи системи. Имаме си работа с живи системи, имаме си работа със системи, които се развиват. И така, ако направите нещо с тези системи те ще се развият по един или друг начин. Всичко, което казвам е, че имаме нужда да разберем как ще се развият, за да можем да приспособим нашата намеса, за да получим най-много удари за нашите парите, за да накараме тези организми да се развият в посоката, в която искаме да го направят.

Наистина нямам време да говоря за тези неща, но исках да ги сложа там, за да ви дам усещането, че наистина има решения да контролираме еволюцията от вредността на някой от най-гадните бацили, с които се сблъскваме. И това ни свързва с много други идеи, за които е говорено. Така например, по-рано днес имаше дискусия за това как наистина намаляваме сексуалното прехвърляне на ХИВ? Това, на което наблягаме е, че трябва да разберем как ще работи. Дали, може би, ще намалее, ако променим икономиката на областта? Може би ще намали, ако се намесим по начин, който ще накара хората да останат по-вярни на партньорите си и така нататък.

Но главното нещо е да разберем как да го намалим, защото, ако го намалим ще получим еволюционна промяна във вируса. И данните наистина подкрепят това: че наистина карате вируса да се развие в по-умерена насока. И това само ще добави към ефиктивността на нашите контролиращи усилия. И така другото нещо, което харесвам на това, освен факта, че донася цяло ново измерение към науката за контрол на болести, е, че често начините на намеса, които искате, които подсказват, че трябва да бъдат направени, са видовете намеса, които хората искат така или иначе. Но хората просто не са имали възможност да оправдаят цената.

Това е нещото, за което говоря. Ако знаем, че ще получим допълнителен удар за парите от доставяне на чиста вода, тогава мисля, че можем да кажем нека да притиснем усилията в този аспект на контрол, за да можем наистина да решим проблема, въпреки че, ако само погледнем честота на инфекцията, ще предположите, че не можете да разрешите проблема достатъчно добре само чрез почистване на водните ресурси. Както и да е ще приключа това там, и много ви благодаря.

(Аплодисменти)