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

У Нью-Йоркській лікарні Айхенвальд та фахівець із інфекційних хвороб Генрі Шайнфілд вигадали й розробили доволі неоднозначну програму, що передбачала умисне зараження ніздрів та зрізу пуповини новонародженого порівняно нешкідливим штамом стафілококу, перш ніж туди встигне потрапити фаготип 80/81. Цей захисний штам під кодовим позначенням 502A Шайнфілд виявив у ніздрях однієї з дитячих медсестер Нью-Йоркської лікарні. Подібно до Тифозної Мері (першого здорового носія тифу), тільки навпаки, медсестра Ласкі поширювала свій стафілокок на багатьох новонароджених під її опікою. Дітки в неї залишалися напрочуд здоровими, хоча ті, за ким доглядали інші медсестри, хворіли. Допомігши зупинити епідемію в Нью-Йоркській лікарні, Шайнфілд із кількома колегами почав відвідувати інші лікарні по всій країні й використовувати 502A, щоб допомогти їм також покінчити з їхніми спалахами. Айхенвальд же залишився на місці, у Нью-Йорку, розсилаючи флакони з 502A до лікарень по всьому світу.

Сьогодні мало хто з людей у віці до п’ятдесяти років розуміє, який хаос ніс світу смертоносний і стійкий до лікарських засобів стафілокок 80/81, каже Айхенвальд, що в 2005-му пішов на пенсію з посади голови відділення педіатрії Південно-Західного медичного центру Техаського університету. «Ми говоримо про декілька з тих небагатьох років цього століття, коли дитяча смертність у Сполучених Штатах насправді збільшувалась». Але використання 502A ніколи не давало збоїв у зупиненні лікарняних спалахів, згадує Айхенвальд. «Не можу стверджувати, та й Генрі не стверджує, що саме 502A змусив 80/81 піти геть». Однак не зробила цього й віра Айхенвальда в антибіотики, які багато хто вітав як диво, що прожене 80/81 та остаточно зламає карк стійкості до лікарських засобів.

Кінець бактеріальним хворобам?

1960 року британський фармацевтичний гігант Beecham and Bristol оголосив про випуск у продаж метициліну, спочатку в Європі, а пізніше й у Сполучених Штатах. Цей довгоочікуваний лікарський засіб потрапив у заголовки газет ще в 1959-му, коли лікарі використали його експериментальну партію, щоб урятувати життя актрисі Елізабет Тейлор, яка захворіла на стафілококову пневмонію фаготипу 80/81 під час зйомок фільму «Клеопатра». Для створення метициліну, першого напівсинтетичного антибіотика, хіміки Beecham and Bristol повозилися зі структурою пеніциліну, додавши до її бета-лактамного кільця хімічний шип. Це дозволило збити з пантелику ферменти-деактиватори, що виробляються стійкими до пеніциліну мікробами. Метицилін, ін’єкційний препарат, використовуваний переважно в лікарнях, породив кілька шлунково стабільних версій для перорального прийому, на кшталт оксациліну, що ввійшов у широкий вжиток за межами лікарень.

Однак метицилінова група антибіотиків використовувалася ще тільки менше ніж рік, коли лікарі почали стикатися зі штамами, нечутливими до них. І хоча здавалося, що ці препарати ефективні проти фаготипу 80/81, по правді кажучи, коли метицилін був уперше запроваджений, цей смертоносний штам уже сам почав зникати. «Не те що ці мікроби дійсно йдуть назовсім, – коментує Айхенвальд. – Вони просто зникають на деякий час, а потім повертаються в більш резистентній формі». До 1964 року європейські лікарні повідомляли про великі спалахи метицилін-резистентного золотистого стафілококу (МРЗС), штами якого почали перестрибувати й до медичних центрів на інших континентах. Для багатьох медичних мікробіологів швидкий удар бактеріального царства у відповідь на розроблені в лабораторії антибіотики став кінцем їхньої мрії про чудодійний засіб, здатний прогнати бактеріальні хвороби. Новою парадигмою стала ідея нескінченої гонитви озброєнь зі світом мікробів. Цитуючи Чорну Королеву з «Аліси в Задзеркаллі», можна сказати: «Тут, бач, треба бігти чимдуж, аби хоча б залишатись на місці».

Фармацевтична промисловість відповіла на виклик Чорної Королеви потужними результатами. 1960–70-ті роки стали часом появи кількох зовсім нових класів антибіотиків, що довели свою ефективність проти широкого спектра бактерій по обидва боки поділу царства на грамнегативні і грампозитивні. Кліндаміцини, фторхінолони та цефалоспорини стали справжніми «великими гарматами», які можна було розгорнути проти всього, що вас турбує. Вони могли врятувати життя в кризових ситуаціях, на кшталт коли реаніматолог не має часу проводити тести для точного визначення мікроорганізму, що швидко вбиває хворого. Але економне керівництво лікарень та змучені лікарі усвідомили, що універсальні антибіотики дозволяють пропускати витратний і працемісткий крок із визначення інфекційних мікробів, навіть коли на це є час. Узявши на озброєння принцип «гірше не буде», хірурги так само почали готувати своїх пацієнтів до операції препаратами широкого спектра й тримати їх на цих препаратах ще кілька днів після для захисту від будь-якого можливого типу інфекції. За межами лікарень терапевти радо вітали зручність та ефективність такого підходу. «Завдяки препаратам широкого спектра дії лікарі почувалися безпечніше, – згадує Айхенвальд, – думаючи приблизно так: “Я напевне не знаю, з яким мікробом маю тут справу, тому краще візьму те, що повбиває їх усі”. А фармацевтична промисловість щосили сприяла такому підходові в рекламі, де все зводилося до думки: “Головне – впевненість!”»

Однак уся ця зручність мала й темний бік. Масована атака антибіотиків широкого спектра знищувала не лише хвороботворний організм, що був її головною мішенню, але й трильйони резидентних бактерій тіла, від потенційних порушників спокою на кшталт стафілококу до захисної й іншим чином корисної мікрофлори. У результаті ці препарати проводили відбір на стійкість по всьому спектру бактерій, для яких людське тіло є домівкою. Наслідки цього не могли зрозуміти десятиліттями. Але до 1980-х років прояснилось одне: фармацевтичній промисловості ніяк не встигнути за дедалі вищою швидкістю руху бігової доріжки Чорної Королеви.

Мікроскопічні шлюбні ігри

Те, що бактерії здатні еволюціонувати, й еволюціонувати швидко, стало болісно очевидним майже тоді ж, як у широкий вжиток надійшли перші антибактеріальні лікарські засоби: сульфаніламідні препарати в 1930-х роках, а згодом і пеніцилін у 1940-х. Не минало й кількох років після впровадження кожного нового препарату, як з’являлися стійкі до них штами хвороботворних мікробів. Причому їхня стійкість до атак, схоже, відразу ж поширювалася серед інших видів бактерій. Подекуди лікарі стикалися з інфекціями, лікування яких вимагало дедалі вищих доз і довших курсів конкретного антибіотика. Іншим разом вони виявлялися взагалі не готовими до раптової появи масованого опору.

Учені були спантеличені. А чи не можуть бактерії поступово виробляти толерантність до препарату так само, як людина адаптується до, скажімо, великої висоти чи гострої їжі? Інший варіант: усередині будь-якої конкретно взятої колонії бактерій може існувати один чи два мікроби з вдалою мутацією, що дозволила їм пережити хімічну атаку антибіотиків. Як тільки потужний препарат повбивав усіх чутливих до нього бактерій, мутанти, що вижили, могли розмножитись і зайняти їхнє місце, породжуючи новий штам стійких до лікарських засобів клонів.

1951 року чоловік і дружина Джошуа та Естер Ледерберґи, мікробіологи з Вісконсінського університету, продемонстрували свій елегантно простий доказ, що саме вже наявні мутації, а не поступова толерантність відповідають за багато випадків резистентності до нових ліків. Використовуючи шматочки оксамиту, розкладені на круглих зрізах дерева, кожен завбільшки з чашку Петрі, Ледерберґи виявили, що з однієї, наповненої бактеріями чашки Петрі можна зібрати сотні крихітного розміру колоній бактерій, а потім перенести їх у точно такому самому положенні на низку інших чашок із додаванням антибіотика на кшталт стрептоміцину. Якщо резистентність походить з уже наявної мутації в кількох бактерій на першій чашці, то колонії мали з’явитися в точно тих самих місцях на всіх чашках з антибіотиком. Саме це Ледерберґи й виявили, причому вже наявна резистентність до стрептоміцину