Текст книги "Крах гигиены. Как война с микробами уничтожает наш иммунитет"

1.3. Наш общий метагеном

Мы живем в мире микробов. Они чужды нам, потому что мы не можем видеть их невооруженным глазом, но тем не менее мы нюхаем их, пробуем на вкус, принимаем в себя в немыслимом многообразии. Даже в таком крошечном организме, как водяная блоха, живет сотня видов микробов. А в человеке нашли себе прибежище тысячи видов!

Под микроскопом нам открывается завораживающий мир микроорганизмов. В каждом из нас присутствует целый «зоопарк» – пестрая смесь бактерий, вирусов, червей, грибов и клещей. Большинство этих микроорганизмов колонизирует нас с момента нашего рождения, затем к ним все время присоединяются новые или уходят прежние. Когда основные места, где они могут кормиться, заняты, небольшие группы микроорганизмов (по несколько тысяч) прячутся в какие-то ниши и ждут лучших времен. Если ухудшаются обстоятельства у их «соседей» – например, микробов, живущих в кишечнике, после приема курса антибиотиков или вследствие резкого изменения характера питания, то обитатели ниш получают возможность в кратчайший срок увеличить свою популяцию до многих миллионов и распространиться на гораздо большую территорию.

Знание об огромном многообразии нашего микробиома (всей совокупности микроорганизмов, обитающих внутри и снаружи человека) еще очень ново. Каких-то десять лет назад микробы не могли быть достоверно идентифицированы. Вырастить их в искусственной среде, а потом исследовать было сложно, так как основная масса бактерий мгновенно погибает вне привычной среды обитания – или вследствие непереносимости кислорода, или потому, что им требуются определенный уровень рН, определенные «соседи» или особые питательные вещества.

В рамках исследования человеческого генома были разработаны новые технологии. При помощи методики генетического секвенирования (установления последовательности) теперь возможно определить все гены отдельной экосистемы и на основании ее генетической структуры распознавать бактерии.

Генетическое секвенирование показало генное многообразие наших «сожителей», значительно превосходящее наш собственный, человеческий геном. Гены человека и его микробов вместе составляют так называемый метагеном.

В Европе такие исследования проводит научно-исследовательский институт INRA (Национальный институт сельскохозяйственных исследований) в Париже, где группа ученых под руководством микробиолога Душко Эрлиха составила недавно подробную карту «вселенной» кишечника во всем ее необычайном многообразии, обнаружив в том числе много совершенно неизвестных видов бактерий. «В метагеноме мы нашли гены всех живых существ, которые были нами установлены в процессе исследования человеческого тела, – поясняет Эрлих, – и количество этих генов оказалось в 150 раз больше, чем имеется у самого человека».

Новая методика позволяет одновременно исследовать сотни миллионов бактерий. Эрлих убежден, что подобные исследования сравнимы по значимости с раскрытием человеческого генома. «Наш второй геном – это коллектив микробов, которые живут с нами. Знание об этом способно вызвать революцию в медицине».

Дружба на всю жизнь

Микробиом каждого человека так же индивидуален, как его отпечатки пальцев, и сопровождает нас всю жизнь как верный друг. Микробы, с которыми мы завязали дружеские отношения еще во времена возникновения видов, выполняют в организмах своих хозяев, то есть в нас, разнообразные задачи.

Наши знания о структурах, которые сделали возможным биологическое разнообразие жизни, расширяются с каждым новым шагом. Исследования показали, например, что в каждом органе человеческого тела – в ухе, в носу, во рту, в области плеч, в различных отделах кишечника – преобладают именно те бактерии, которые выполняют определенную работу в данной области. В других частях тела эти «специалисты» встречаются очень редко. Наряду с ними есть так называемые «генералисты», которые присутствуют практически в каждом участке организма, но нигде не доминируют, а прячутся в нишах, группируясь по несколько тысяч экземпляров.

Важнейшей средой обитания микробов является кишечник. Именно отсюда микробиом активно сотрудничает с иммунной системой. Некоторые микробы передают сигналы, другие заняты энергоснабжением, третьи терпеливо обучают иммунную систему правильно оценивать опасности. У маленьких детей эта микробная система очень чувствительна к утрате внутреннего равновесия. Поэтому все факторы, нарушающие равновесие, особенно негативно влияют на организм ребенка.

Совершенно ясно, что мы постоянно вторгаемся в микробную среду и изменяем ее, используя средства гигиены, косметику и лекарственные препараты. Причем нет гарантии, что после этих вторжений равновесие будет восстановлено. Как отражается на организме преобладание новых типов бактерий, вытеснивших первоначальные их типы, было пока исследовано только для некоторых заболеваний. Так, например, массовое размножение клостридий в кишечнике может вызывать упорные и опасные для жизни поносы. Тем не менее в вопросах проникновения бактерий и нюансов их взаимодействия с организмом мы находимся только в самом начале исследований.

Оркестр жизни

Не будь этого многообразия микробной жизни, процветающей внутри и снаружи нас, мы никогда бы не смогли переварить наш завтрак. Мы бы немедленно заболели и умерли, так как не способны сами производить жизненно важные витамины. Бесчисленные симбиозы – как, например, с упомянутыми ранее митохондриями – заставляют нас давать клеткам необходимое питание. Толстый кишечник, в котором проживает большинство наших микробов, походит на тропический лес, где живут самые разнообразные организмы. И все они, в соответствии со своими качествами и талантами, выполняют свои функции на благо кишечника.

Кооперация биологических организмов с самого начала встречалась гораздо чаще, чем стремление к изоляционизму. Зачем было примитивному многоклеточному организму самому с трудом вырабатывать какие-то свойства, когда гораздо проще вступить в сотрудничество с бактериями, которые уже обладали необходимыми ему способностями! Так постепенно росло содружество «специалистов» и возникал суперорганизм – такой, как у человека с его мириадами синергий (возможностей, усиливающих друг друга).

Сегодня каждый из нас имеет в своем организме необходимые ему различные бактерии. Они расщепляют те молекулы, которые им особенно подходят, и при этом производят энергию. Один штамм специализируется на аминокислотах, содержащихся в мясе, другой имеет как раз те гены, которые необходимы для расщепления углеводов с длинной цепью (пектинов, клетчатки) в овощах, третий подбирает все молекулы сахара, которые не были переработаны ранее в тонком кишечнике.

Пища, которую мы едим, способствует увеличению количества определенных бактерий. Если вы вегетарианец, то флора вашего кишечника со временем будет существенно отличаться от флоры человека, который с удовольствием ест мясо. Возможен и обратный процесс: бактерии посылают сигнал нашим нервным клеткам, передавая для мозга информацию о том, чего бы им сейчас хотелось, и мы воспринимаем это как жгучий голод или желание съесть что-то определенное.

Каждый из нас – единая система, которая, пока мы здоровы, находится в динамическом равновесии. И чем разнообразнее наш микробный запас, тем устойчивее это равновесие.

Глава 2. Потеря старых друзей

2.1. Болезнь интеллигентных и чувствительных

Двести лет назад аллергические заболевания казались неким курьезом, вызывавшим любопытство тогдашних ученых. Как и в случае футбола, тенниса или крикета, первые описания и правила, относящиеся к аллергии, разработаны высшими слоями английского общества и с современной точки зрения кажутся несколько неуклюжими.

В 1819 г. британский врач Джон Босток написал подробное сообщение о «периодически возникающей чувствительности глаз и груди», которой он сам страдал много лет. Это состояние появлялось каждый год в первой половине июня и продолжалось примерно два месяца. Его симптомами были чешущиеся глаза, насморк, чихание, затрудненное дыхание и общее ухудшение самочувствия. Заслугой Бостока является первое клинически точное описание в медицинской литературе новой болезни, от которой страдал он сам и которая сегодня поражает нас все чаще. Поэтому иногда эту болезнь в честь ее открывателя называли «катаром Бостока». Однако скоро победило другое название – сенной насморк. Самому Бостоку оно не нравилось. По его мнению, симптомы болезни вызывались не испарениями свежего сена, а в первую очередь сильной жарой и физическими усилиями.

Если вначале англичанин полагал, что такие жалобы имеются только у него одного, то очень скоро отыскались и другие страдальцы, и он опубликовал сообщение с описанием еще 28 случаев «летнего катара».

Скоро болезнь была уже в центре внимания медицинского сообщества, и множество врачей выдвигало свои более или менее компетентные предположения о том, какие причины вызывают этот новый феномен. Многие склонялись к мысли, что причиной является цветение трав, некоторые указывали на контакт с животными. Особенно подозрительными считались «испарения» зайцев. «Сенной насморк был “модной” болезнью общественной элиты», – писал историк медицины Марк Джексон. Эксперты сходились в одном: никогда ни у одного крестьянина или крестьянки, ни у «негров Юга» ничего подобного не наблюдалось – такую мысль высказывал один из авторов.

Чем образованнее и утонченнее человек, тем он более восприимчив – объяснял, например, профессор медицины сэр Эндрю Кларк и подчеркивал тесную связь сенного насморка с образованием и цивилизацией. Такой вывод следует из того, что «болезнь преимущественно атакует мужчин, а не женщин, и людей благородных, а не примитивных». И всюду, где бы она ни появлялась, ее жертвами в первую очередь становятся представители англоязычной расы. Коллега Кларка, сэр Морелл Маккензи с восторгом ухватился за эту теорию и сделал вывод, что данная болезнь – это, в действительности, «повод для гордости, так как сенной насморк указывает на превосходство в уровне культуры и цивилизации по сравнению с народами, которым повезло меньше».

Во второй половине XX века клиническая картина этой болезни проявлялась все чаще, а в США переживала самый настоящий бум. В 1874 г. даже было основано Американское общество сенного насморка, члены которого по-настоящему гордились в обществе своим недугом и использовали его не только для того, чтобы отделить себя от людей низших по положению, но и чтобы прослыть чувствительными и состоятельными бездельниками.

Одним из первых наступлений науки на новую болезнь может считаться требование Общества сенного насморка искоренить амброзию полыннолистную – растение, пыльца которого, по их мнению, была главной причиной осенних обострений. Для профилактики врачи рекомендовали различные субстанции, такие как кокаин, мышьяк или табачный дым, а для элиты – перемену обстановки: проживание на горных курортах или на море. Особенно разумным считалось, как и сегодня вам посоветует любой аллерголог, пребывание на морском курорте на маленьком острове у побережья, «где соленый бриз уничтожает эту глупую амброзию».

2.2. Аллергия – массовый феномен

Тем временем британский аристократический недуг стал гораздо демократичнее. В начале сентября 2015 г. в Вене, столице Австрии, состоялся Европейский конгресс по иммунологии. Насколько злободневна эта тема, указывает рекордное число участников – более 4000 иммунологов со всего мира. Предпосылкой для проведения конгресса стал тот факт, что «в Австрии более трех миллионов человек страдают заболеваниями иммунной системы, из них два миллиона – от аллергии, а 650 000 – от аутоиммунных заболеваний», как отметил президент конгресса профессор Уинфрид Пикль. Впечатляющие цифры, если учесть, что общая численность населения – чуть более восьми миллионов.

Между тем слезящиеся глаза, хлюпающий нос, внезапная затрудненность дыхания, бесконечный зуд и мучительная сыпь – это симптомы широко распространенного заболевания. Каждый пятый взрослый немец страдает от какого-то вида аллергии – это вдвое больше, чем в начале 1980-х годов. Еще тревожнее то, что аллергии все чаще развиваются у детей. Сегодня у каждого третьего ребенка в Германии, Австрии или Швейцарии кожная проба показывает повышенную сенсибилизацию на самые важные аллергены. При этом аллергические реакции на лекарства, продукты питания, шерсть животных, инсектициды и всевозможные химикаты вовсе не учитываются. В то же время почти 20 000 веществ идентифицированы как аллергены.

Неожиданное наступление аллергии в современном мире привело к множеству изменений в теории болезней. Это способствовало постепенному изучению функций иммунной системы и очень сильно повлияло на общество. Возросла чувствительность к экологии и окружающей среде, а фармацевтика и пищевая промышленность принимали это во внимание, выпуская свои бесчисленные препараты и продукты. В частности, вводилась обязанность составлять и писать на упаковке продуктов питания подробный до педантизма перечень ингредиентов, вплоть до «следов арахиса», заявлять о которых нужно было обязательно. Даже в обыденной речи мы сегодня иногда называем то, что нас сильно раздражает, «аллергеном».

При поиске причин сразу же бросаются в глаза значительные региональные различия. Группа ученых в Роттердаме обследовала, например, около 2000 детей в возрасте от 8 до 12 лет. Доля школьников и школьниц, страдающих астмой, сенным насморком или аллергической сыпью, составила 46,6 %. Почти каждый второй ребенок оказался аллергиком. На вопрос, страдают ли их родители или братья и сестры теми же заболеваниями, 65 % опрошенных детей ответили утвердительно. Из каждых трех семей лишь одна не имела проблем с аллергией.

Я был удивлен этим результатом, так как о столь высоких показателях в Центральной Европе раньше не слышал. Я поинтересовался у руководителя исследований Рооз Бернсен, которая работает профессором биостатистики в Университете имени Эразма в Роттердаме, не была ли все же обследуемая группа детей по каким-то причинам особенно сильно подвержена аллергии. Бернсен опросила сотрудников университета, нет ли у них других актуальных данных по детским аллергиям, и нашла такие данные у своей коллеги Моники Ван де Вен. Исследовательница подняла данные по аллергии среди более чем 10 000 школьников по всей территории Нидерландов и пришла к результату 52,5 %, то есть доля детей-аллергиков оказалось еще выше. 12,3 % в течение последнего года перенесли приступы астмы, 13,5 % мучились обострениями кожной сыпи, 28,3 % – сенным насморком. Завершалось это исследование острым, как бритва, заключением: «Аллергические заболевания в Нидерландах очень часты».

Как ни странно, Нидерланды со своими рекордными показателями вовсе не стоят во главе списка измученных аллергией государств. В Австралии, Великобритании, Новой Зеландии, США и Финляндии дела обстоят еще хуже.

В большинстве случаев граница между большим и малым количеством аллергиков проходит между севером и югом. В странах с высоким уровнем заболеваемости риск развития аллергии в 20–60 раз выше, чем в Индонезии или Индии.

Но почему?

2.3. Открытие аллергии

Один молодой детский врач из Вены, Клеменс фон Пирке, в начале XX века впервые использовал термин «аллергия». В статье для «Мюнхенского еженедельного медицинского обозрения» он употребил это слово, составив его из греческих слов «аллос» (чужой, другой) и «эргон» (действие, реакция). По мнению Пирке, новое понятие должно было использоваться при любом виде необычной реакции: при сверхчувствительности к определенным продуктам питания, к комариным и пчелиным укусам, но особенно – к реакциям при иммунизации людей против дифтерии и столбняка.

Необычной и новой в теории Пирке была мысль, что реакция иммунной системы может вызвать заболевание. В те времена иммунные процессы рассматривались исключительно как защита организма от болезни; вызвать болезнь могла лишь субстанция, проникшая в организм извне, которая отравляла его, наносила повреждение. Но Пирке настаивал на том, что сверхчувствительность – это реакция иммунной системы, идущая изнутри.

Для Пирке как педиатра особенно важны были собственные наблюдения, которые он делал у постели больного в детском отделении Венской больницы. Ему было известно обычное течение инфекционных заболеваний, и он обращал внимание на то, что аллергические реакции часто бывали схожими, как будто протекали по одному образцу. В особенности это относилось к «сывороточной болезни», которая могла быть опасным последствием прививки против дифтерии и столбняка.

Сывороточная терапия была разработана в 1890 г. Китасато Шибасабуро и Эмилем фон Берингом в лаборатории Роберта Коха в Берлине. Эмиль фон Беринг, которого характеризовали как человека откровенно агрессивного и бесцеремонного, получил в 1901 г. за эту работу первую Нобелевскую премию. Своего японского коллегу, который внес столь же весомый вклад в открытие, Беринг не упомянул в своей нобелевской речи ни разу.

Из сывороточной терапии Беринг создал прибыльный бизнес и производил на своих собственных заводах в Марбурге сыворотку от дифтерии и столбняка в больших количествах. Для этого лошадям вводилось неопасное количество очищенного токсина, и из крови животных выделялся так называемый антитоксин, своего рода противоядие.

Сывороточная терапия сразу получила признание и вскоре использовалась как стандартное лечение для больных дифтерией детей. В то время дифтерия была одной из наиболее опасных болезней. Столбняк, хотя он тоже смертелен, встречался гораздо реже и завоевал свою печальную славу позднее, во время Первой мировой войны.

Лечебная сыворотка, вызывающая болезнь

Наряду с успехами этой терапии довольно часто наблюдался и обратный эффект. Особенно если антитоксин вводился повторно, это могло привести к тяжелой реакции с температурой, высыпаниями на коже, болями в суставах и резким падением артериального давления, что иногда заканчивалось смертью.

Эмиль фон Беринг, вероятно, чувствовал себя лично оскорбленным медицинской дискуссией об этих симптомах и ввел понятия «повышенная чувствительность» и «гиперчувствительность» для людей, которые нежелательным образом реагировали на его целебную сыворотку. Напротив, Клеменс фон Пирке видел в «сывороточной болезни» защитную реакцию иммунной системы на инородные вещества и усиленно изучал ее симптомы у больных детей. Он опубликовал тезисы, что повышение температуры, кожная сыпь и повышение количества белых кровяных телец зависят не только от проникновения бактерий, но прежде всего от способности организма вырабатывать антитела, которые реагируют на бактерии и их яды. Кроме того, он высказал положение, согласно которому устойчивый иммунитет против болезни основывается на том, что организм при повторном контакте с болезнью может вырабатывать антитела быстрее, чем раньше. Эти удивительно точные выводы, которые удалось сделать молодому педиатру, нашли свое подтверждение только много лет спустя.

В своей знаменитой публикации 1906 г. Пирке писал: «В качестве общего названия для измененной реакции я предлагаю термин “аллергия”. Вакцина, туберкулезная сыворотка при инъекциях вызывает аллергию на чужеродные вещества».

Многие коллеги Пирке выступили с резкими возражениями против «излишнего нового понятия». Они считали, что, пожалуй, достаточно было бы ограничиться определением, которое предложил Беринг, – повышенная чувствительность.

После короткой поездки в США Клеменс фон Пирке становится профессором педиатрии в университетской детской клинике в Вене. 28 февраля 1928 г., в возрасте 55 лет, совершенно неожиданно для его окружения он вместе со своей женой покончил жизнь самоубийством. Их смерть до сих пор остается загадкой. «Можно предположить, – пишет историк медицины Марк Джексон, – что он чувствовал себя в изоляции, и это чувство еще усиливалось скепсисом современников по поводу научного значения его важнейших вкладов в медицинскую науку».

Лично мне кажется настолько же поразительным, насколько интересным, что сразу после появления системы профилактических прививок уже обсуждалась проблема аллергических реакций на их ингредиенты. В дальнейшем мы еще увидим, насколько новаторским было открытие Пирке. Утверждение, что прививки не имеют ни малейшего отношения к аллергии, ошибочно уже хотя бы потому, что без прививок не было бы самого понятия «аллергия».