Джонатан Эйзен: Знакомьтесь, ваши микробы

Я начну с небольшой истории. Я вырос недалеко отсюда, в этом районе. Когда мне было 15 лет, я, будучи молодым человеком крепкого телосложения, начал постепенно худеть, и через четыре месяца я стал выглядеть, как истощённый голодом, и испытывал неутолимую жажду. Проще говоря, мой организм переваривал сам себя. И это всё достигло критической стадии, когда я был в походе. Это был мой первый в жизни поход, поход на гору Олд Раг, в западной Вирджинии. Я наклонялся лицом к лужицам с водой и пил её, как собака.

В ту ночь меня отвезли в пункт скорой помощи и поставили диагноз — сахарный диабет первого типа с резко выраженным кетоацидозом. Я поправился благодаря чудесам современной медицины, инсулину и другим препаратам, и я набрал весь свой потерянный вес, и даже больше.

После того как это случилось, я никак не мог это забыть. Меня мучил вопрос, что вызвало диабет? Дело в том, что сахарный диабет — это аутоиммунное заболевание, при котором организм борется с самим собой. В то время предполагали, что воздействие болезнетворного микроорганизма, активирующее иммунную систему к борьбе с ним, потом может каким-то образом вызвать гибель клеток, вырабатывающих инсулин. Именно так я и думал в течение длительного времени, и на этом, собственно, и была довольно долго сосредоточена медицина: что микроорганизмы причиняют вред. А сейчас мне нужна моя помощница. Возможно, вы её узнали.

Итак, вчера — прошу прощения, я пропустил пару выступлений — я был в здании Национальной академии наук, и там продают игрушки в виде гигантских микробов. Вот они! Если вы сейчас поймали одного, то заразились плотоядной инфекцией. Придётся вспомнить старые добрые времена, когда я играл в бейсбол.

(Смех)

Итак, к сожалению, но не удивительно — большинство микробов, продаваемых в здании Национальной академии, являются болезнетворными. Все зациклены на том, что нас убивает, и я тоже был сосредоточен на этом. Но оказывается, на нашем теле обитает огромное количество микроорганизмов, и на самом деле эти микроорганизмы в основном приносят нам пользу, а не вред. Мы знаем об этом уже довольно давно. Населяющие нас микроорганизмы изучают с помощью микроскопов, я знаю, вы не обращаете на меня внимания, но...

(Смех)

Эти населяющие нас микроорганизмы: если исследовать их под микроскопом, выясняется, что количество обитающих в теле человека микроорганизмов в 10 раз больше, чем количество человеческих клеток. Масса этих микроорганизмов превышает массу нашего головного мозга.

Мы представляем собой экосистему, которая буквально изобилует микроорганизмами. К сожалению, для их изучения недостаточно просто исследовать их под микроскопом. Как раз только что мы слушали о том, как секвенируют ДНК, т. е. устанавливают последовательность звеньев в молекуле ДНК. Оказывается, один из лучших способов изучать микроорганизмы и понять их — это исследование их ДНК. Именно этим я и занимаюсь в течение 20 лет: секвенирую ДНК, собираю образцы из различных мест, включая организм человека, расшифровываю последовательности ДНК, а затем соотношу полученную при секвенировании ДНК информацию с местами обитания микроорганизмов.

Удивительно при использовании этой технологии применительно к людям то, что нас не просто населяет огромное количество микроорганизмов. В нашем теле обитает несчётное множество различных их видов. Человеческий микробиом (совокупность микроорганизмов, населяющих человека) содержит миллионы микробных генов. И поскольку это микробное разнообразие отличается между людьми, в последние 10-15 лет появилась теория, что возможно, эти бесчисленные микроорганизмы, обитающие внутри и снаружи нашего тела, которые у разных людей отличаются, могут быть причиной различий между нами в плане здоровья и болезни.

Вернёмся к истории с диабетом, которую я вам рассказывал. Сейчас учёные считают, что одним из факторов, инициирующих диабет 1 типа, является не борьба с болезнетворным агентом, а нарушение взаимодействия между микроорганизмами, которые нас населяют. Возможно, каким-то образом микробное сообщество, обитавшее в моем организме, исчезло, и это вызвало определённый иммунный ответ и привело к гибели клеток, вырабатывающих инсулин.

И в оставшееся время я хочу рассказать вам о том, что мы узнали, используя методы секвенирования ДНК для изучения микроорганизмов, обитающих внутри и снаружи нас. И я хочу рассказать вам историю о личном проекте. Мой первый личный опыт изучения населяющих человека микроорганизмов начался с лекции, которую я давал прямо за углом этого здания, в Джорджтауне.

Там присутствовал друг семьи, который оказался деканом в Джорджтаунской медицинской школе, и после выступления он подошёл ко мне и сообщил, что они проводят исследование по пересадке подвздошной кишки у людей. Они хотели исследовать микроорганизмы после пересадки.

И так я начал с ним сотрудничать, с Майклом Заслоф и с Томасом Фишбейном, и изучать микроорганизмы, населяющие подвздошную кишку после того, как она была пересажена реципиенту. Я могу рассказать вам все подробности о микробиологических исследованиях, которые мы тогда проводили, но причина, по которой я хочу рассказать вам эту историю — это действительно поразительная вещь, которую они сделали в начале этого проекта. Они брали донорскую подвздошную кишку, содержащую микроорганизмы донора, и у них был реципиент, у которого, возможно, имелась проблема с микробным сообществом — скажем, болезнь Крона. Они освобождали донорскую подвздошную кишку от микроорганизмов, они удаляли из неё все микроорганизмы, а затем пересаживали её реципиенту. Они так делали, потому что это было стандартной практикой в медицине, хотя было очевидно, что это не очень хорошая идея.

Но к счастью, в ходе этого проекта проводящие пересадку хирурги и другие участники решили забыть о стандартной практике. Они решили её изменить. Они стали оставлять часть микробного сообщества в подвздошной кишке. Теоретически микроорганизмы донора могли бы помочь людям, которым пересаживали эту подвздошную кишку.

Вот такое исследование я тогда сделал. В последние несколько лет наблюдается значительное расширение в применении ДНК-технологий к изучению микроорганизмов, населяющих тело человека. Проект «Микробиом человека» запущен в Соединённых Штатах, в Европе — MetaHIT, и есть ещё много других проектов.

После проведения ряда исследований мы узнали, например, что когда ребёнок появляется на свет через естественные родовые пути, он получает микроорганизмы от своей матери. При кесаревом сечении существуют факторы риска, и некоторые из этих факторов риска могут быть связаны с «неправильными» микроорганизмами, которых получает ребёнок, когда его искусственно вытаскивают из матери и он не проходит через естественные родовые пути. Целый ряд других исследований показывает, что микробное сообщество, которое населяет наш организм, способствует развитию иммунной системы, помогает в борьбе с болезнетворными агентами, участвует в обмене веществ и определяет интенсивность нашего обмена веществ, возможно, определяет наш запах и, может быть, даже влияет на наше поведение самыми различными способами.

Таким образом, эти исследования подтвердили или указали на целый ряд важных функций, которые выполняет микробное сообщество, эти бесчисленные непатогенные микроорганизмы, обитающие в нашем теле. Я нахожу очень интересной одну тему, и у многих из вас, возможно, это есть, после того как мы разбросали среди вас микробов — я бы назвал это «микробофобией». Мы ведь любим стерильность, правда? Мы держим антибиотики в кухонном шкафчике, постоянно моем каждую часть тела, закачиваем антибиотики в нашу пищу и среду, да ещё и пьём их в огромных количествах.

Убивать патогенные микроорганизмы стоит, если вы заболели, но мы должны понимать, что когда мы накачиваем химикатами и антибиотиками нашу среду, при этом мы также убиваем и населяющих нас микроорганизмов. Было показано, что чрезмерное использование антибиотиков, особенно у детей, связано, опять же, с риском ожирения, аутоиммунных заболеваний и самых разных болезней, которые, вероятно, возникают из-за нарушения микробного сообщества.

Итак, микробное сообщество может нарушиться, хотим мы этого или нет, или мы можем убить его с помощью антибиотиков, но что мы можем сделать, чтобы восстановить его? Я уверен, что многие здесь слышали о пробиотиках. Пробиотики — одна из возможностей, которую можно попробовать, чтобы восстановить обитающее в нашем организме микробное сообщество. И в некоторых случаях пробиотики определённо показали свою эффективность. В Калифорнийском университете в Дэвисе проводится проект, в ходе которого пробиотики применяются для лечения и предотвращения некротизирующего энтероколита у недоношенных детей. У недоношенных детей имеются серьёзные нарушения микробного сообщества. Возможно, пробиотики могут помочь предотвратить развитие этого ужасной болезни, некротического энтероколита, у недоношенных детей.

Но пробиотики являются самым элементарным решением. Большая часть содержащих пробиотики препаратов или йогуртов с добавлением пробиотиков содержит всего один или два вида микроорганизмов, максимум — пять видов, а организм человека населяет огромное количество видов. Что же можно сделать, чтобы восстановить наше микробное сообщество, все эти тысячи и тысячи видов?

Одна из вещей, которую, по-видимому, делают животные — они едят экскременты. Это называется копрофагией. Оказывается, многие ветеринарные врачи, особенно ветеринары старой школы, делают «напиток» из экскрементов, чтобы лечить колики и другие заболевания у лошадей, коров и других животных. Они делают «напиток» из экскрементов здорового животного и дают его больному животному. Хотя если только у коровы не наложена фистула с большим отверстием, так что можно залить этот «напиток» прямо в её желудок, такое введение микроорганизмов напрямую через рот и через верхний отдел пищеварительного тракта — не лучшая система доставки. Возможно, вы слышали, что теперь и людям вводят чужие фекалии, чтобы вместо введения пары пробиотических микророганизмов через рот доставить целое сообщество пробиотических микроорганизмов от здорового донора через противоположное отверстие.

И это оказалось очень эффективным методом лечения некоторых хронических инфекционных заболеваний, например, инфекций, вызываемых бактерией Clostridium difficile, которые могут мучить людей годами. Было показано, что введение больным людям фекалий или микроорганизмов из фекалий, взятых от здоровых доноров, вылечивает системную инфекцию Clostridium difficile.

Такие методы лечения — введение чужих фекалий и «напитков» из экскрементов — позволили мне предположить, и к той же мысли пришли и многие другие, что микробное сообщество, обитающее внутри и снаружи человека, является отдельным органом. Нам следует рассматривать его как функционирующий орган, как часть нас самих. Нам следует относиться к нему бережно и с уважением, не нарушать его работу, скажем, кесаревым сечением, антибиотиками или чрезмерной стерильностью, за исключением случаев, когда это действительно необходимо.

Современные технологии секвенирования ДНК позволяют тщательно исследовать, скажем, 100 пациентов с болезнью Крона и 100 человек без болезни Крона, или 100 человек, которые в детстве принимали антибиотики, и 100 человек, которые их не принимали. Мы можем сравнивать сообщества микроорганизмов и их гены между этими группами и смотреть, существуют ли различия. И со временем мы поймём, являются ли эти различия просто проявлением болезней, или же эти различия являются причиной болезней. Исследования на модельных системах, таких, как мыши и другие животные, также помогают в этом, но сейчас ДНК-технологии стали настолько дёшевы, что их можно использовать для изучения микроорганизмов, населяющих разных людей.

В заключение я хочу рассказать вам последнюю часть истории с диабетом. Вообще-то мой отец был врачом и изучал гормоны. Я много раз говорил ему, что я устал, у меня жажда и я плохо себя чувствую. Но он не обращал на это внимания — может быть, думал, что я просто постоянно жалуюсь, или вёл себя как типичный врач: «Мои дети не могут болеть». Мы даже поехали всей семьёй в Квебек на заседание Международного общества эндокринологов. Там я бегал писать каждые пять минут и выпивал всю воду всех участников за столом, — думаю, они считали меня наркоманом.

(Смех)

Но причина, по которой я вам это говорю — потому что медики, так же, как мой отец, иногда не видят того, что находится прямо у них перед глазами. Микроорганизмы — они прямо перед нами. Они невидимы. Мы не можем видеть их невооружённым глазом, ведь это микроорганизмы, они же крошечные. Но мы можем увидеть их через их ДНК, мы можем увидеть их через те эффекты, которые они оказывают на людей.

Сейчас нам нужно переосмыслить всю медицину, учитывая роль населяющего организм человека микробного сообщества. Это не значит, что это микробное сообщество влияет на все аспекты нашей жизни, хотя и такое возможно. Нам нужно составить всеобъемлющее руководство о микроорганизмах, населяющих человека, чтобы понять, как они влияют на нашу жизнь. Ведь мы являемся частью их, а они являются частью нас.

Спасибо.

(Аплодисменты)