Текст книги "Микробы хорошие и плохие. Наше здоровье и выживание в мире бактерий"

Джессика Снайдер Сакс
Микробы хорошие и плохие

Посвящается памяти Рики Ланнетти (1982–2003)

Jessica Snyder Sachs

Good Germs, Bad Germs

Health and Survival in a Bacterial World

Перевод с английского канд. биол. наук Петра Петрова

Published by arrangement with Hill and Wang, a division of Farrar, Straus and Giroux, LLC, New York

Фонд некоммерческих программ

“Династия”

основан в 2002 году Дмитрием Борисовичем Зиминым, почетным президентом компании “Вымпелком”. Приоритетные направления деятельности Фонда – развитие фундаментальной науки и образования в России, популяризация науки и просвещение.

В рамках программы по популяризации науки Фондом запущено несколько проектов.

В их числе – сайт elementy.ru, ставший одним из ведущих в русскоязычном Интернете тематических ресурсов, а также проект “Библиотека “Династии” – издание современных научно-популярных книг, тщательно отобранных экспертами-учеными. Книга, которую вы держите в руках, выпущена в рамках этого проекта.

Более подробную информацию о Фонде “Династия” вы найдете по адресу www.dynastyfdn.ru.

Семь ключевых терминов и понятий

Краткое введение в мир микробов

антибиотики В этой книге я использую термин “антибиотики” в нестрогом смысле – для обозначения любых противобактериальных препаратов. Люди, склонные к педантизму в таких вопросах, могут использовать термин “бактерицидные средства” для синтетических противобактериальных препаратов и “антибиотики” – для противобактериальных веществ, синтезируемых живыми организмами, такими как грибы и почвенные бактерии.

археи Похожие на бактерий организмы, разделившиеся с настоящими бактериями на раннем этапе эволюции жизни на Земле. Некоторые из них знамениты своей способностью выдерживать очень высокие температуры, другие – умением выделять метан. Среди архей не известно ни одного возбудителя заболеваний, но некоторые из них поселяются у нас во рту и в кишечнике. Когда я говорю о бактериях в целом, я для простоты включаю в их число и архей.

вирусы Инфекционные частицы, состоящие из генетического материала (ДНК или РНК), заключенного в белковую оболочку. В строгом смысле вирусы не живые, но могут вызывать заболевания, если они попадают в клетки и их генетический материал переключает клетку на производство новых вирусных частиц. Бактериофаги – это вирусы, заражающие бактерий, поэтому в этой книге им уделено особое внимание.

микробы. Нестрогий термин, обозначающий любые микроорганизмы.

микроорганизмы. Микроскопические организмы, к которым относятся как прокариоты (бактерии), так и эукариоты, в том числе паразитические грибы (возбудители молочницы, стригущего лишая и других болезней) и протисты (возбудители малярии, лямблиоза и тому подобного). Некоторые ученые относят сюда и вирусов, но я не отношу, потому что вирусы не организмы в том смысле, что они не живые.

Пролог
Поражения в победоносной войне

История Рики

В тот морозный день 6 декабря 2003 года Тереза Ланнетти заняла место на открытой трибуне для болельщиков команды хозяев на стадионе “Персон” в лесистом городке Уильямспорт в Пенсильвании. Как и все окружающие, она пришла болеть за “воинов” колледжа Лайкоминг в четвертьфинале их секции чемпионата по американскому футболу Национальной спортивной ассоциации, где они играли против “орлов” из Бриджуотера. Но на этот раз Тереза не стала искать в толпе других родителей, с которыми она успела подружиться за последние три года. Она знала, что мало кто ожидает встретить ее здесь и некоторых может смутить ее присутствие.

Прошлой ночью в отделении реанимации местной муниципальной больницы Тереза обняла Шона Хеннигара, жившего с ее сыном в одной комнате, и сказала, что хорошо бы ему заработать на следующий день для своей команды тач-даун – за Рики. Утром Тереза поняла, что ей лучше остаться в Уильямспорте и погрузиться в привычные звуки игры. Она видела, как игроки команды, за которую раньше играл Рики, выбежали на поле из раздевалки, видела стиснутые зубы и сжатые кулаки его лучших друзей и тут же заметила цифру 19, нарисованную черной краской у них на руках, рукавах и шортах. Чирлидеры поднялись со своих мест, приветствуя команду, и на спинах их курток из неровных полосок пластыря тоже была составлена цифра 19, и она же, нанесенная голубой краской, светилась на их пухлых щеках, по которым стекали слезы. У самой Терезы глаза оставались сухими, пока она не увидела еще одну цифру 19, футов пятнадцать в высоту, – на заснеженном склоне холма рядом с трибунами болельщиков команды гостей. И тут же человек, сделавший эту надпись, отложил лопату для снега и упал на спину, добавив одного безупречного снежного ангела, а затем и еще одного – две звездочки над номером ее сына. Они, должно быть, означали те два рекорда, которых Рики Ланнетти добился в этот сезон для своей команды, приняв пас шесть раз за одну игру и семьдесят раз за весь сезон. В облаках появился просвет – впервые за эту неделю.

В прошлый вторник налетела первая за зиму метель, припорошившая поле снегом после дневной тренировки “воинов”. Прогноз погоды обещал снежные бури на всю неделю, но в кампусе на это мало кто обратил внимание: здесь кипели страсти – ведь предстоял четвертьфинал, в котором, как все надеялись, команда Лайкоминга наконец выйдет в полуфинал секции после шести лет неудач. В то утро у Рики начался кашель, а к концу тренировки на пронизывающем ветру приступы тошноты заставили его пропустить последние игры. Когда на следующий день Тереза позвонила из Филадельфии, Рики сразу прервал разговор: “Мама, я не могу сейчас говорить. Неважно себя чувствую. Я буду в порядке. Все пройдет. Меня сейчас вырвет, прости”.

Тереза подумала, что Рики, наверное, прав: к концу недели он будет в порядке. Она, как всегда, предвкушала возможность поболеть за своего сына и была вполне готова преодолеть ради этого 180 миль, разделяющие ее малоэтажный квартал на северо-востоке Филадельфии и Уильямспорт в центральной части Пенсильвании, где Рики учился в колледже по специальности “уголовное судопроизводство” и где он отучился уже половину последнего курса. Хотя Тереза рассталась с отцом Рики еще в 1991 году, спортивные занятия сына, особенно футбол, связывали их семью и общих друзей: они с интересом следили за расписанием тренировок и игр, праздновали победы. В начальной школе Рики заслужил репутацию “могучего малютки”: он всегда был одним из самых маленьких на поле, но при этом поймать его или убежать от него было делом нелегким. Другие ребята его возраста никак не могли понять, как мальчугану, едва доходившему им до плеча, удавалось так сильно бить или вдруг высоко подпрыгивать, ловя мяч. К тому времени, как Рики перешел в среднюю школу, Тереза уже чаще радовалась, чем сжималась от страха, когда ее сын выдерживал захваты, которые свалили бы с ног и игрока вдвое выше ростом. Ей пришлось смириться и с тем, что его никакими силами нельзя было вытащить из игры, даже если он получил травму. За четыре года, что он играл за команду Лайкоминга, он пропустил всего одну игру из-за сильного вывиха лодыжки, которая, как он утверждал, пришла в норму уже через неделю.

Но в те дни, перед игрой четвертьфинала, Тереза встревожилась не на шутку. Когда Рики перезвонил ей в четверг, его по-прежнему постоянно рвало. “На такие вещи нельзя не обращать внимания! – настаивала она. – Ты должен сходить к врачу”. Она позвонила главному тренеру, Фрэнку Нею, и он пообещал показать Рики своей жене, семейному врачу, чтобы убедиться, что у него обычный грипп, который начал косить студентов после каникул по случаю Дня благодарения. В тот же день Стейси Ней послушала легкие Рики. Судя по всему, они были чистыми. Она померила ему температуру: немного повышена. Поскольку основными симптомами были тошнота, утомление и боли, это указывало на грипп. Антибиотики, как объяснила Стейси, тут не помогут, потому что они убивают бактерий, а не вирусов.

Снег шел по всей Пенсильвании и в пятницу утром, когда у Рики начались боли в ногах. Его соседи по комнате, Шон Хеннигар и Брайан Коннерс, уговаривали его пить спортивные напитки и воду, они полагали, что постоянная рвота вызвала у Рики обезвоживание. Вечером того же дня Тереза выехала из Филадельфии, но из-за снега двигалась она с черепашьей скоростью. Она не одолела еще и полпути к половине десятого, когда Рики позвонил ей на сотовый и сказал, что хочет спать. Они увидятся утром. Но заснуть Рики не мог. И каждый раз, поворачиваясь с боку на бок, он невольно стонал. В четыре утра он сказал своим соседям: “Ребята, если я отсюда не уберусь, вам не удастся выспаться перед игрой”. Он позвонил своей маме и попросил забрать его к ней в гостиницу.

Поначалу Рики наотрез отказывался ехать в больницу, как ни настаивала Тереза. Но когда она услышала, что у него началась одышка, ей удалось его переубедить. В двадцать минут восьмого они были уже в кабинете неотложной помощи, и тут у Рики началась кровавая рвота. Не прошло и пяти минут, как полдюжины врачей и медсестер вставили Рики в ноздри трубки кислородного дыхания и начали внутривенное вливание жидкости в его левую руку. Они взяли у него кровь для лабораторных анализов и подключили его к кардиомонитору.

Главный реаниматолог отметил у Рики учащенный пульс, пониженное давление, одышку и немного повышенную температуру. “Нет, болит все тело, – ответил Рики в на вопрос, нет ли у него болей в груди или животе. – И я устал, очень устал”. Легкие, судя по всему, были по-прежнему чистыми. Нос и горло выглядели нормально. Доктор спросил у Рики, когда он в последний раз мочился. “Кажется, в четверг”, – ответил тот. Тереза заметила, что доктора это встревожило, и он немедленно велел принести катетер. Как только сестра его установила, присоединенный к нему баллон Фолея наполнился мутной коричневой мочой. У Рики отказывали почки.

Все симптомы по-прежнему указывали на вирусное заболевание, хотя и очень тяжелое, но реаниматолог решил, что нельзя ждать сутки, пока будет готова гемокультура, которая могла бы исключить бактериальную инфекцию. Он добавил к жидкости, поступавшей в руку Рики, два сильнодействующих антибиотика: цефепим и ванкомицин. Тем временем Тереза дозвонилась до отца Рики, тоже ехавшего в Уильямспорт, чтобы увидеть игру, которая должна была состояться днем, и велела ему ехать в больницу. Рик-старший добрался туда ближе к одиннадцати, его потряс вид сына, опутанного проводами и трубками, с каплями засохшей крови на лице и на губах.

Тем временем в колледже Лайкоминг сотрудники Национальной спортивной ассоциации бродили по занесенной снегом искусственной траве на стадионе и били ногами в слой льда, покрывший центр поля. В десять часов они объявили о своем решении перенести игру на воскресенье, чтобы не рисковать здоровьем игроков. Ближайшие друзья Рики из его команды отправились в больницу, где, к немалому их удивлению, из кабинета неотложной помощи их отвели в отделение реанимации. Казалось, что Рики стало лучше. Его раздражали врачи, сновавшие туда-сюда, он просил, чтобы у него из носа вынули кислородные трубки и сказали, когда отпустят домой. “Говорят, игру перенесли, – обратился он к Шону. – Это здорово. Может, я все-таки смогу сыграть”.

Но в самом начале второго Рики потерял сознание, и раздались сигналы прибора, предупреждающего, что уровень кислорода у него в крови опустился до опасно низкого уровня. Сестра выставила футболистов из палаты, а врачи тем временем ввели Рики в горло трубку, чтобы аппарат искусственной вентиляции мог взять на себя функции его отказывающих легких. Эхокардиограмма показывала, что сердце тоже слабеет, и врачи вызвали вертолет, чтобы перевезти Рики в Филадельфию, в Медицинский центр Университета Темпл, и подключить к аппарату, поддерживающему кровообращение. Специалист по инфекционным заболеваниям велел ввести ему еще антибиотиков на случай любых мыслимых разновидностей бактериальных инфекций. Что-то разрушало органы Рики, но что именно и где оно пряталось в его организме, никто, на беду, по-прежнему не знал. Но вертолет из Темпла не прилетел: пилот решил, что из-за продолжающейся метели лететь слишком опасно.

Сердце Рики остановилось в тридцать шесть минут шестого. В течение сорока минут медсестры и врачи проводили процедуру сердечно-легочной реанимации в ожидании кардиохирурга. К половине седьмого хирург подсоединил артерии Рики к аппарату искусственного кровообращения, который начал прокачивать по его телу шестнадцать единиц насыщенной кислородом крови. Но по прошествии часа сердце Рики так и не забилось, глаза с расширенными зрачками застыли. Хирург вышел из операционной, чтобы переговорить с родителями. В тридцать шесть минут восьмого он отключил Рики от аппарата.

Тереза попросила сестер помочь ей привести Рики в порядок и перенести его обратно в палату. Она хотела, чтобы парни, которые, глотая слезы, стояли в коридоре, еще раз увидели своего друга. Она поняла, что поступила правильно, когда отец Рики обратил их внимание на улыбку на лице сына, и лайнбекер Тим Шмидт заметил: “Черт, а ведь точно так же он ухмылялся, когда как-нибудь нас разыгрывал!”

Через несколько минут родители Рики узнали имя его убийцы. Гемокультура, которую врачи отправили на анализ еще утром, вернулась с положительным результатом на метициллин-устойчивого золотистого стафилококка (MRSA) – микроба, которому нипочем не только антибиотики метициллиновой группы, но и полдюжины других. Хуже того, этот конкретный штамм MRSA, теперь известный как USA300, к тому же содержал гены целого набора токсинов, иные из которых и запустили смертельную бурю внутренних реакций, называемую септическим шоком, характерными симптомами которого служат резко падающее давление, общее свертывание крови и отказ внутренних органов.

На следующее утро после смерти Рики, когда команда начала собираться и готовиться к игре, в раздевалке Лайкоминга висела тяжелая тишина. Несколько игроков провели в больнице всю ночь и чувствовали себя совершенно вымотанными. Но все сошлись во мнении: Рики “просто взбесился бы”, если бы они отказались играть. Убитого горем отца Рики один из друзей семьи повез домой, а Тереза заняла место на трибуне. Игра началась стремительно: “воины” изо всех сил пытались следовать приемам, нацеленным на их знаменитого ресивера. В начале первой четверти квотербек Фил Манн, какое-то время колебавшийся во время совещания на поле, закричал: “Всем направо!” Этот прием всегда был завязан на Рики, который несся сломя голову из бэкфилда нападающих на узкое пересеченное пространство. На этот раз его место занял Шон, вырвавшийся из-за тринадцатиярдовой линии. Когда Шон повернулся, снаряд Манна шлепнулся прямо ему в руки. Неумолимо, как бульдозер, он преодолел последние три ярда, отделявшие его от тачдауна. На этом и закончились очки команды Лайкоминга, не сумевшей-таки в этот день пройти в полуфинал. Но Тереза кричала на трибуне вместе с толпой болельщиков, дрожала и плакала в тот момент, когда там, на поле, Шон Хеннигар поднял мяч высоко над головой, в сторону открывшегося голубого неба.

История Дэниэла

Семилетний Дэниэл пытается не обращать на это внимания. Но все же немного страшно, когда одноклассники кричат, что от их бутербродов с арахисовым маслом ему будет крышка. “Меня это приводит в ужас, – говорит его мать Энн, радиопродюсер из Нью-Йорка¹. – Как кто-то вообще может думать, что это смешно?” Она помнит тот ноябрьский вечер пять лет назад, когда чуть не потеряла своего чудного ребенка с ямочками на щеках. Начиналось все вполне невинно. Энн вышла из своего офиса на Манхэттене и тотчас достала сотовый, чтобы сказать приходящей няне, что немного опаздывает. Няня сообщила, что Дэниэла только что вырвало, после того как он съел бутерброд с миндальным маслом. “Ладно, бывает, – успокоила ее Энн. – Просто последите за ним”. Через пятнадцать минут Энн позвонила домой с Пенсильванского вокзала – у Дэниэла начался понос. Когда она позвонила в третий раз из поезда по дороге из Нью-Йорка, Дэниэл задыхался. “Я прыскаю ему его аэрозоль от астмы”, – сказала няня. “Звоните 911. Немедленно”, – велела Энн.

Когда мать увидела Дэниэла, он лежал на каталке, выезжавшей из машины “скорой помощи” в их местной больнице в Нью-Джерси, лицо его покрывали большие красные пятна. Врачи “скорой помощи” застали Дэниэла в состоянии анафилактического шока, с раздувшимся горлом, перекрывающим дыхание, и давлением крови, стремительно приближающимся к нулю. Они вернули его к жизни, вколов ему дозу сильного стимулятора – адреналина, а также стероида, подавляющего воспалительные реакции. Так родители Дэниэла узнали, что он страдает опасными для жизни формами пищевой аллергии – особенно на арахис, следовые количества которого, вероятно, содержались в качестве примеси в съеденном им миндальном масле.

“Теперь мне ясно, что аллергии у него начались задолго до того, как мы это осознали”, – говорит Энн. Когда Дэниэлу было два месяца, у него развилась сильная экзема – аллергическая реакция кожи, от которой его щеки порозовели и зашелушились, а кожа под мышками и под коленками стала влажной и сочащейся. Вскоре после того, как Дэниэлу исполнился год, у него началась астма – еще один синдром, часто вызываемый аллергией, в данном случае на респираторные аллергены, такие как клещи домашней пыли и перхоть. К двум годам у него в стуле стала встречаться свежая кровь. Поначалу ее было немного, и педиатр сказал Энн, что беспокоиться не о чем. У детей часто бывают небольшие кровотечения из маленькой трещины или раздраженной ранки на внутренних стенках прямой кишки.

Но в течение следующих трех лет не только аллергии Дэниэла стали очевидны и начали представлять угрозу для жизни, но и кровотечения усилились, дошло до того, что кровавый стул бывал у него по двадцать раз в день, сопровождаясь ужасными болями. Колоноскопия показала открытые язвы по всей длине толстой кишки. У мальчика был неспецифический язвенный колит – воспалительное расстройство, при котором иммунная система по ошибке принимает пищу или в норме обитающих в прямой кишке бактерий за вторгнувшихся чужаков, заслуживающих масштабной атаки. В начале второго класса Дэниэл три недели пролежал в больнице на противовоспалительных средствах и выписался оттуда с рекомендацией постоянно принимать препараты сульфаниламида, чтобы воспаление не повторилось. Но в течение года у Дэниэла появилась характерная сыпь, свидетельствующая о развитии аллергии на эти лекарства. Осенью 2006 года у него повторился колит, создавший опасность прободения толстой кишки, которое может быть таким же смертоносным, как лопнувший аппендикс.

“Ни один ребенок не должен проходить через такое, – говорит Энн. – Мы прилагали все усилия, чтобы разобраться, как защитить его от этих болезней, не лишая при этом возможности жить нормальной жизнью”. Энн пришлось, например, решать, позволять ли Дэниэлу есть свой обед в школьной столовой, ведь его аллергии настолько сильны, что даже крупинка арахиса может вызвать у него анафилактический шок. Она пришла к компромиссному решению: Дэниэл сидит на краю обеденного стола рядом со своим лучшим другом, мама которого знает, что в пакете с его обедом не должно быть арахисового масла и любых других продуктов из списка еды, запрещенной для Дэниэла.

Но Дэниэл отнюдь не одинок. “Пять человек у них в классе носят адреналиновые ручки”, – говорит Энн, имея в виду продаваемые по рецепту автоматические шприцы, заранее заполненные достаточной дозой адреналина, чтобы остановить аллергическую реакцию, представляющую угрозу для жизни. Дэниэл никогда не выходит из дома без двух таких ручек, которые он носит на специальном поясе. Школьная медсестра говорит, что экзема, астма и респираторные аллергии для некоторых одноклассников Дэниэла – еще более обычное дело, чем для него. По ее оценке, 40 % учеников его школы страдают какой-нибудь формой серьезного аллергического расстройства. “Речь идет не о каком-то чихании в период сенной лихорадки, – говорит она. – Эти дети по-настоящему больны. Многие из них не могут выходить на улицу во время перемен или на экскурсии”. Она тридцать лет работает медсестрой, и ее поражает, как распространились в последнее время среди учеников воспалительные заболевания внутренних органов – не только язвенный колит Дэниэла, но и более обычные болезнь Крона и синдром раздраженного кишечника – недуги, которых раньше она никогда не встречала у детей.