Мікроби гарні та не дуже. Здоров’я і виживання у світі бактерій - Джессіка Снайдер Сакс
Резервуар усередині
Для більшості з нас МРЗС та C. difficile залишаються страшними, але далекими загрозами, випадковими вбивцями, яких слід уникати, можливо, за допомогою якихось магічних талісманів на кшталт антибактеріальних мил та гелів. Більшу тривогу викликає те, що за останні півстоліття тіло типової людини перетворилося на величезний резервуар стійких до лікарських препаратів бактерій. Час від часу ці резидентні бактерії заподіюють безпосередню шкоду, заблукавши з відведених їм місць і зумовлюючи, наприклад, стійку до ліків вушну інфекцію в дитини, яка вчиться ходити, або зараження сечовивідних шляхів у жінки. Ще більше непокоїть готове сховище генів резистентності до лікарських засобів, яке ці резидентні бактерії роблять доступним для їхніх значно більш небезпечних родичів.
Перші обережні натяки на цю дедалі більшу внутрішню небезпеку з’явилися ще в 1960-х роках, по слідах відкриття Цутому Ватанабе, що кишкові бактерії можуть обмінюватися певними загадковими «факторами резистентності», якими виявилися плазміди, заряджені генами стійкості до антибіотиків. 1969 року Еллен Мургаус з Ірландського королівського коледжу хірургів повідомила про своє відкриття стійких до лікарських засобів бактерій у випорожненнях понад 80 % із сотні здорових дублінських немовлят та дітей, що тільки вчилися ходити. Багато з цих мікробів довели свою несприйнятливість до трьох чи більше антибіотиків, що мали б зупинити їхнє зростання, якщо не вбити їх узагалі. 1972 року британський бактеріолог Карен Лінтон довела дивовижне відкриття Мургаус до кінця, виявивши, що більшість здорових людей у Бристолі та навколо нього так само несли в собі стійкі до лікарських засобів кишкові бактерії з частотою в середньому вищою серед дітей (67 %), ніж дорослих (46 %), однак найвищою – серед людей, що працювали з худобою (79 %). Тривожним було те, що, за даними Лінтон, виділені нею в добровольців резистентні бактерії могли легко ділитися своїми генами резистентності з чутливими до лікарських засобів бактеріями.
Більш заспокійливим виявилося ізраїльське дослідження, проведене приблизно в той самий час. Мікробіолог Давід Сомполінскі виявив, що, хоча курс антибіотиків викликав різкий сплеск стійкості до лікарських засобів серед мікрофлори пацієнтів, у наступні місяці рівень резистентності поступово падав. Зокрема, після двотижневого курсу тетрацикліну або хлорамфеніколу стійкими до лікарських засобів стали понад 80 % кишкових бактерій його добровольців. Два ж місяці по тому цей рівень знизився до 10 %, крім пацієнтів лікарні, у яких через малозрозумілі причини високий рівень резистентної мікрофлори зберігався навіть після припинення приймання антибіотиків.
Отримані Сомполінскі результати підкріпили популярну думку, що стійкі до лікарських засобів бактерії неминуче ослаблюються їхнім додатковим багажем плазмід резистентності. Приберіть вибірковий тиск антибіотиків, і резистентні мікроби швидко поступляться їхнім чутливим до лікарських засобів родичам. Такого твердження було достатньо, щоб переконати лікарів 1960–70-х років, що чутливість до антибіотиків завжди можна відновити, даючи пацієнтові «медикаментозні канікули» або просто переводячи на інший антибіотик.
Одним із тих, кого це геть не переконувало, був молодий лікар Стюарт Леві. Нещодавній випускник медичного факультету Пенсильванського університету, Леві належав до небагатьох лікарів-практиків, які розуміли наслідки перемішування генів. Можливо, причина була в тому, що вивченням цього явища займались такі бактеріальні генетики, як Ватанабе, з котрим Леві разом навчався впродовж одного семестру медичного факультету в Токіо. У 1977-му, коли він уже працював в Університеті Тафтса, Леві почав першу великомасштабну оцінку рівнів стійкості до лікарських засобів у кишкових бактерій, використовуючи доволі строкату групу з кількох сотень добровольців, куди належали пацієнти лікарень та студенти університетів, а також цілі родини з міст і сіл кількох штатів. Результати шокували навіть самого Леві. Резистентні мікроби складали 50 % і більше кишкових бактерій у понад третини його здорових добровольців, жоден із яких не приймав антибіотиків понад шість місяців. За підрахунками Леві, пересічний американець виділяв зі свого організму від 10 мільйонів до мільярда стійкої до лікарських засобів E. coli щодня. «Я пам’ятаю мою зневіру на зустрічах медичних мікробіологів, – згадує Леві через три десятиліття. – Люди в аудиторії могли сказати: “Можливо, ці фактори резистентності й цікаві генетикам, але вони не є клінічною проблемою”. Мене ж це просто вибивало з колії, бо я бачив, що це лише верхівка айсберга».
До тих, хто звернув на них увагу, дослідження Леві донесли ідею, що гени резистентності знищуються відразу, як тільки пацієнт перестає приймати антибіотики. Інші дослідники підтвердили цю тривожну нову реальність: на початку 1990-х років Ебіґейл Сельєрс із Іллінойського університету в Урбана-Шампейн почала відслідковувати поширення багатьох генів резистентності до лікарських засобів, які вона виявила прихованими в численних штамах та видах Bacteroides – однієї з найголовніших груп кишкових бактерій. Її цікавило питання: звідки походять ці гени і що рухає їхнім поширенням? Щоб знайти відповідь, вона стала мікроархеологом, використовуючи ДНК-зонди для пошуку генів резистентності в заморожених зразках випорожнень, взятих як у здорових добровольців, так і в пацієнтів лікарень між кінцем 1960-х і початком 1990-х.
Вона виявила, що до 1970-х років ген резистентності до тетрацикліну tetQ проявлявся у менше ніж чверті Bacteroides у її зразках. Натомість Bacteroides, виділені з її зразків 1990-х, несли в собі понад 85 % tetQ, незалежно від того, походили вони від пацієнтів лікарень або від когось, хто не приймав антибіотиків роками. За ті самі три десятиліття багато штамів Bacteroides теж підхопили три гени – ermB, ermF та ermG, що несли резистентність до новішого антибіотика еритроміцину; їхня поширеність збільшилася з менше ніж 2 % у 1970-му до понад 20 % у середині 1990-х років. Результати Сельєрс надали чіткі докази того, що поширеність резистентних до антибіотиків бактерій у нашому тілі будується невблаганно десятиліття за десятиліттям.
Оскільки група Bacteroides складає аж чверть усіх кишкових бактерій людини, Сельєрс оцінила небезпеку поступового збільшення їхньої стійкості до двох найчастіше прописуваних у світі антибіотиків. «У випадку занесення мікробів у черевну порожнину в результаті травми ці бактерії становитимуть першочергову небезпеку, – каже вона, – але ще більшою небезпекою є те, що більшість із нас, можливо, носять у собі більш ніж досить генів резистентності, аби перетворити раніше виліковну інфекцію на непереборну». Принаймні в теорії Bacteroides можуть ділитися своїми генами з небезпечними кишковими патогенами, такими як забрудники харчових продуктів сальмонела, шигела та кампілобактер, а також респіраторними патогенами, такими як Staphylococcus aureus і Streptococcus pyogenes, що регулярно потрапляють у кишечник із проковтнутим слизом та слиною.
Сельєрс підрахувала, що, проходячи через шлунково-кишковий тракт, такі бактерії проводять від доби до двох, змішуючись із «місцевими». «А цього часу більш ніж досить, щоб підхопити щось цікаве в барі для обміну партнерами, яким є товстий кишечник людини, – саркастично
