Мікроби гарні та не дуже. Здоров’я і виживання у світі бактерій - Джессіка Снайдер Сакс

Ось як на сцені з’явився «смертельний поцілунок» Лакі. Запланована експедиція на Місяць мала тривати приблизно два тижні. Додайте до цього місяць післяполітного карантину (аби переконатися, що астронавти не підхопили якийсь небезпечний різновид місячної зарази). Потім ці люди вийдуть зі своєї ізоляції – позбавлені багатьох бактерій, з підірваним імунітетом. Їхні дружини кинуться їх обіймати й цілувати. «Можна практично не сумніватися, що на майбутніх астронавтів чекатиме проблема як мінімум одного мікробного шоку, – дійшов висновку Лакі. – Деякі можуть бути настільки легкими, що становитимуть лише науковий інтерес. Інші ж можуть призвести до тяжкої хвороби та смерті».

Передбачення Лакі перетворило «просто цікаву» мікрофлору людського тіла на питання життя і смерті. Чарльз Беррі з NASA швидко знайшов для Лакі фонди на дослідження мікрофлори приматів, яких упродовж року тримали на дієті зі зневодненого й опроміненого космічного харчування. Він провів раніше заплановане дослідження на шести льотчиках-випробувачах, вивчаючи фізичні та психологічні наслідки 34 днів утримування їх у замкненому приміщенні за майже космічних умов, а також здійснив вичерпний перепис мікробів. Цей перепис включав у себе мазки з горла, рота й шкіри, взяті десять разів під час ізоляції, разом зі щоденними випорожненнями; усі ці зразки передавалися через спеціальний коридор з подвійними дверима, що відділяв льотчиків-випробувачів від мікробіологів Лоррейн Ґалл та Філіс Райлі. Під час дослідження ці дві жінки використали понад 150 тисяч чашок Петрі й пробірок і понад 10 тисяч предметних скелець для мікроскопа. Але їхні дослідження обмежувалися відомими мікробами (тобто придатними для вирощування в лабораторних умовах), до яких налажала низка не дуже перебірливих анаеробів.

Як і очікувалося, мікробіологи виявили, що загальна чисельність бактерій на шкірі астронавтів під час утримування в закритому приміщенні та за обмеженої можливості митися збільшилась, причому домінувати почали декілька потенційно небезпечних видів стафілококів і стрептококів. Жодна з цих змін не призвела до хвороб. Однак помітний зсув у кишковій флорі астронавтів породив більшу проблему в замкненому повітряному просторі дослідницької камери: метеоризм, достатньо неприємний, аби видати термінову директиву дієтологам NASA дослідити вплив раціону на газотвірні кишкові бактерії. Однак усі шестеро астронавтів вийшли з їхньої експериментальної камери здоровими й залишалися такими весь наступний місяць. Це дослідження залишило без відповіді, які більші зміни, якщо такі є, могли б відбутися серед меншої кількості астронавтів, що прожили б у тіснішій камері протягом довших періодів часу.

1966 року NASA підвищила Беррі від «головного лікаря астронавтів» до голови Служби біомедичних досліджень. Окрім захисту астронавтів від мікробного шоку, він також зіткнувся з необхідністю забезпечити, щоб їхні власні бактерії не завадили запланованим пошукам місячного життя. Адже вчені NASA не змогли б відрізнити місячних мікробів (якщо ті існують) від земних, не маючи повного перепису всіх організмів, які «забруднюють» астронавтів, їхні космічні скафандри, спорядження та все, чого вони торкаються. Беррі очолив першу систематичну каталогізацію з підрахунком мікрофлори шкіри та рота, зробленими до і після попередніх двох польотів корабля «Джеміні». Він найняв на роботу мікробіолога Джеральда Тейлора, аби той узяв на себе більш докладну каталогізацію мікрофлори екіпажу для всіх польотів «Аполлонів».

Стосовно небезпечних змін мікрофлори астронавтів Тейлор виявив, що перші польоти «Аполлонів» проходили під знаком Candida, надокучливого дріжджового грибка, що у великій кількості фіксувався в роті та випорожненнях багатьох астронавтів після повернення. Тому, на його думку, за винятком легко виліковного випадку молочниці, нічого надто страшного від довшої ізоляції, яку передбачав майбутній політ на Місяць «Аполлона-11», не буде. Коли астронавти Базз Олдрін, Ніл Армстронг та Майкл Коллінз вийшли зі свого тритижневого карантину після польоту на Місяць у серпні 1969-го, ніхто не забороняв дружинам їх цілувати, хоча Беррі й подбав, аби вони уникли звичайної штовханини репортерів та фотографів, відпустивши їх до рідних пізньої ночі.

Проте мікробіологи й лікарі NASA не забували про можливість мікробного шоку з огляду на те, що вже планувалися польоти «Скайлаб» тривалістю в кілька місяців. Початок розрядки напруженості NASA з космічною програмою СРСР тільки посилив їхні страхи, бо радянська сторона повідомляла про значно різкіші й потенційно проблемні зміни в мікрофлорі їхніх космонавтів, аніж виявлені в дослідженнях NASA. Найзагадковіше, що радянські вчені відзначали практично захоплення кишкового тракту невеликою жменькою резистентних до лікарських засобів і токсинотвірних штамів бактерій.

Беррі активно домагався виділення грошей на проведення повномасштабної 56-денної імітації польоту «Скайлаб» у барокамері Космічного центру Джонсона. Але, щойно місячні перегони було виграно, Конгрес скоротив щедрий щорічний бюджет NASA на сотні мільйонів доларів. Беррі нашкріб для Тейлора гроші, яких вистачило лише для проведення поверхневого огляду мікрофлори екіпажу, після чого залишилося ще трохи, щоб замовити глибше дослідження кишкових бактерій астронавтів іншій організації. Хоч як дивно, цих залишків NASA вистачило, щоб дати поштовх безпрецедентному дослідженню анаеробної темної матерії людського мікрокосму.

Куди не зазирав ще жоден біолог

Пеґ Голдман згадує схвильований вираз на обличчі Еда Мура одного дня наприкінці 1971 року, коли він передав їй приголомшливу пропозицію NASA щодо проведення дослідницького проекту. Сто тисяч доларів. «Для нас це була просто величезна сума грошей і, мабуть, відповідь на наші мрії про манну небесну», – каже Голдман. Довгі роки Голдман з Муром де тільки могли вишукували фонди на вивчення неймовірно примхливих анаеробних бактерій, що домінують на людині (причому на є правильним словом для опису внутрішньої поверхні трубки нашого травного тракту, що відкривається назовні). Вони познайомилися шістьма роками раніше, на конференції Американського товариства мікробіології. У той час Голдман відповідала за вирощування й ідентифікацію анаеробних бактерій, які управління охорони здоров’я штатів присилали до Центру з контролю за епідемічними захворюваннями США (попередника Центрів з контролю та профілактики захворювань, ЦКПЗ). Хоча мало хто з медиків тих днів вважав, що анаеробні бактерії здатні викликати захворювання, деякі все ж прагнули ідентифікувати загадкових мікробів, яких спостерігали в крові і тканинах їхніх пацієнтів, – мікробів, культуру яких їм самим не вдавалося виростити. Голдман любила виклики, але відчувала свою неспроможність зробити щось через брак обладнання та персоналу. У кращому разі її лабораторія могла ідентифікувати лише невелику частину анаеробних бактерій, які їм присилали.

Тим часом Ед Мур, професор Вірджинського політехнічного інституту, мав чималі фонди для вивчення анаеробних мікробів – ось тільки не тих, що живуть усередині людей. Після відкриття в 1930-х роках, що саме анаеробні бактерії живлять виробництво яловичини й молока, дослідження анаеробів щедро фінансувались Міністерством сільського господарства США й тваринницькою галуззю. Зокрема, анаеробні бактерії коров’ячого рубця, свого роду «передпокою» шлунка, розщеплюють не перетравлювані нічим іншим рослинні волокна в кормі, даючи тварині більшу частину калорій, а також велику кількість вітамінів та інших поживних речовин. Розуміючи динаміку цього процесу, Мур та інші дослідники сподівалися збільшити його ефективність – змушуючи худобу виробляти більше молока та м’яса з меншими витратами сіна й зерна. Він уже перейшов на напрочуд ефективну техніку культивування анаеробних бактерій. Вона передбачала вирощування їх на спеціально збагаченому поживному середовищі всередині герметичної пробірки, з якої попередньо було викачано весь кисень. Інтерес Мура до кишкових бактерій людини виник як ніким не фінансований побічний проект: один із його аспірантів засіяв кілька пробірок з анаеробами не звичайною рідиною рубця, а людськими