Текст книги "Саммари книги Мойзеса Веласкеса-Маноффа «Эпидемия стерильности. Новый подход к пониманию аллергических и аутоиммунных заболеваний»"

Полина Николаевна Бондарева
Саммари книги Мойзеса Веласкеса-Маноффа «Эпидемия стерильности. Новый подход к пониманию аллергических и аутоиммунных заболеваний»

Предисловие

Миллионы лет мы жили в единении и противоборстве с обитателями микромира и паразитами. С одними мы сдружились, с другими – патогенами – находимся в постоянной конфронтации. Борясь с врагами, мы невольно истребляем и своих друзей. Неоправданно завышенные санитарные меры, широкое применение антибиотиков, потребление консервантов и рафинированной пищи ведет к обеднению нашей макро– и микробиоты. В результате иммунная система оказывается дезориентированной и всё чаще реагирует неадекватно на безвредные раздражители, наподобие цветочной пыльцы или глютена.

Что тому причиной? Как аллергикам и людям с аутоиммунными заболеваниями удаётся облегчить своё состояние, умышленно заражая себя некоторыми гельминтами? Чем отвечают на новые вызовы учёные, и как сохранить здоровье в сложном быстроменяющемся мире?

Эта книга, написанная с опорой на знания и личный опыт автора, поможет вам найти ответ на все эти вопросы.

Глава 1. Познакомьтесь со своими паразитами

Однажды ноябрьским утром автор отправился в Тихуану. Его целью было получение и введение в организм личинок «некатора американского», именуемого также анкилостомой и «американским убийцей».

В начале ХХ века этот паразит считался настоящим бедствием для южан. Длительная борьба с ним увенчалась успехом: в настоящее время кривоголовка (ещё одно название гельминта) практически не встречается на территории США. Однако в тропических странах с невысоким уровнем жизни она всё ещё широко распространена. Её присутствие в организме вызывает анемию, задержку роста, аменорею, а даже задержку умственного развития у детей.

Почему же автор решился на столь рискованный эксперимент? Дело в том, что всё больше научных исследований дают повод считать кривоголовку способной принести пользу – предупреждать развитие аллергии и аутоиммунных заболеваний (АЗ). В анамнезе у автора присутствовали универсальная алопеция (АЗ) и аллергия, отравлявшие жизнь на протяжении двадцати лет. К моменту описываемых событий автор стал отцом и у него возникло естественное желание по возможности обезопасить своих детей от столь тяжких недугов. Между тем, предпринятое им исследование показало, что методы лечения аллергии и аутоиммунных заболеваний за столь долгий срок существенно не изменились. При этом подмеченные закономерности вызывали тревогу – аутоиммунные заболевания, в частности астма и аллергия, приобретали всё больший размах, сопоставимый с эпидемией, и требовали колоссальных денежных вложений.

Оказалось, что сокращение числа тяжелых инфекционных заболеваний (кори, гепатита А, туберкулёза, свинки) вызывает рост аллергических и аутоиммунных болезней. Более того, чем выше уровень развития и благосостоянии населения, тем больше регистрируется случаев астмы, воспаления кишечника и рассеянного склероза. И напротив, чем ближе среда обитания к естественным условиям, тем меньше подверженность болезням цивилизации, таким как рак толстой кишки, простаты, груди и яичников.

Почему же иммунная система иногда выходит из-под контроля и неадекватно реагирует на угрозы? Учёные нашли виновника. Им оказался ген FOXP3. Если он выключен, иммунная система теряет способность отличать «свои» клетки от «чужих» и начинает войну против всех, ополчаясь на собственный организм, чем наносит ему непоправимый урон.

Прежде считалось, что заболевания вызываются лимфоцитами, избежавшими уничтожения, но сейчас доказано, что белые кровяные клетки есть в здоровом организме и это нормально. Беда приходит тогда, когда клетки-супрессоры (регуляторы ответа иммунной системы) либо отсутствуют, либо не способны контролировать ситуацию.

Сразу после рождения организм заселяется аутоиммунными клетками. Их задача – защита, укрепление противоопухолевого иммунитета и помощь в восстановлении тканей. За ними приходят своего рода миротворцы, поддерживающие баланс. Однако клетки-супрессоры появляются только в результате контактов с пришельцами извне – некоторыми микробами и паразитами.

Человеческий организм – это не совсем то, что мы обычно представляем. Помимо клеток самого человека, в нём присутствуют бактерии-комменсалы, чей совокупный геном намного превышает геном носителя. В целом сообщество представляет собой отлаженную временем экосистему.

Наше вмешательство нарушило устоявшийся веками внутренний баланс и теперь вопрос в том, сможем ли мы посредством внешних стимулов восстановить равновесие.

Глава 2. Homo squalidus: грязный примат

Homo sapiens можно отнести к приматам, наиболее подверженным заражению паразитами. Такое положение имеет несколько причин. Постоянные миграции на протяжении всего эволюционного пути способствовали обширным контактам человека с окружающей средой во всем её многообразии. Человек всеяден и приобрёл «много друзей» благодаря широкому пищевому диапазону, а также контактам с одомашненными животными и птицами. Не случайно восемьдесят процентов паразитов человека – зоонозные, то есть перешли к нам от других видов. Кроме того, люди отличаются высокой степенью социализации и компактностью проживания, что также способствует более интенсивному заражению.

Изначально крепкое здоровье людей несколько пошатнулось с развитием земледелия и скотоводства. Оседлый образ жизни, возникновение и рост городов привели к скученности, загрязнению среды обитания и, как следствие, к жестоким вспышкам эпидемий опасных болезней. Рост количества эпидемий вызвал спонтанные мутации в некоторых генах иммунной системы.

Так, инактивация гена каспаза-12 (помощник в распознавании возбудителей инфекционных заболеваний), вызвала ослабление иммунного ответа на вторжение извне и одновременно снижение смертности от сепсиса. Выключение гена CARD8 позволяет успешней бороться с микроорганизмами, но в то же время увеличивает риск воспалительных заболеваний, таких как ревматоидный артрит. Получается, то, что сейчас связывается с аутоиммунными и аллергическими заболеваниями, в прошлом давало возможность активно противодействовать патогенным микроорганизмам.

С началом промышленной революции ситуация усугубилась. Города погрязли в собственных нечистотах. Например, в Олбани, Нью-Йорке и Лондоне канализационные стоки сбрасывались в реки, из которых города снабжались питьевой водой. Отходы жизнедеятельности лошадей, трупы бродячих животных, бытовой мусор – всё это способствовало интенсивному размножению паразитов и распространению заразных болезней.

Появление холеры ускорило проведение давно назревших санитарных реформ. Требования соблюдения чистоты, открытие микробной природы вирусных болезней и антибиотиков дали свои плоды. Снизилась детская смертность, инфекционные болезни удалось взять под контроль.

На протяжении всей истории своего существования человек упрощал окружающую среду, истребляя различные виды живых существ, на которых охотился. С открытием микробной теории и введением санитарных норм началось активное преследование паразитов и микробов, сопровождавших нас на протяжении тысячелетий. В результате иммунная система лишилась многих активных противников, и это привело к сбою. Не имея прежнего количества реальных врагов, иммунная система направила усилия на борьбу с врагами кажущимися. Человечество познакомилось с сенной лихорадкой.

Глава 3. Остров аутоиммунитета

По непонятной причине жители острова Сардиния более, чем где-либо в мире, подвержены аутоиммунным заболеваниям. Здесь чаще болеют рассеянным склерозом и диабетом первого типа. Желание разобраться, почему так происходит, привело автора сюда.

Бытует мнение, что всему виной гены. Невролог Стефано Сотджио задался вопросом: для чего нужны «аутоиммунные» версии генов и почему они распространены именно в этом месте?

На протяжении тысячелетия основной «достопримечательностью» острова была малярия. Выживали только те люди, чей организм мог противостоять паразитам. По мнению Сотджио, геном, характерный для жителей Сардинии, сформировался в результате естественного отбора, а подверженность аутоиммунным заболеваниям – своеобразная цена защиты от грозного недуга.

Впрочем, резкий рост аутоиммунных заболеваний начался с осушением болот в пятидесятых годах прошлого века. Сотджио считает, что это не случайно, и, видимо, местным жителям, чей геном приспособлен к борьбе с малярийным плазмодием, необходим контакт со старым врагом для сохранения иммунного равновесия. Вероятно, те гены, которые раньше защищали их от малярии, теперь вызывают аутоиммунные заболевания.

В середине двадцатого века в результате предпринятых санитарных мер с малярией на Сардинии было покончено, а спустя десятилетие начался рост аутоиммунных заболеваний, со временем набиравший обороты.

В середине девяностых появилась публикация о воздействии малярии на геном. В ней говорилось, что в ходе исследования, проведённого среди африканцев, были открыты варианты генов, определявших исход заболевания малярией. Первый вариант снижает риск церебрального развития болезни, но повышает вероятность анемии. Другой действует точно наоборот. Происходит либо подавление, либо активация молекулы воспаления (TNF-альфа). Если молекула имеется в избытке, атака паразитов быстро подавляется, но повышается вероятность развития осложнений. Если количество молекул небольшое, но поддерживается на протяжении длительного времени, становится возможным избежать церебральной малярии, но более вероятно развитие анемии.

Сотджио было известно, что высокий уровень TNF-альфа – маркер аутоиммунных заболеваний. Позднее было установлено, что у сардинцев, в результате длительного периода борьбы с малярией, произошёл отбор генов, повышающих уровень TNF-альфа, а значит и вероятность аутоиммунных заболеваний. У них наблюдается природная предрасположенность к более мощному воспалительному ответу.

Возник вопрос: принесло ли это пользу сардинцам в борьбе с малярийным плазмодием? Проведённые эксперименты показали, что белые кровяные клетки сардинцев действуют более эффективно, чем аналогичные клетки представителей других регионов. Помимо этого, они постоянно находятся в режиме повышенной готовности. Однако при отсутствии угрозы это преимущество становится пагубным.

Если малярия может предотвратить аутоиммунные заболевания, нельзя ли с помощью намеренного заражения остановить развитие уже имеющейся аутоиммунной болезни?

Эта идея была подхвачена учёными всего мира, только вместо бактерий приоритет получили многоклеточные паразиты – гельминты.

Глава 4. Паразиты, которые лечат кишечник

Болезнь Крона и неспецифический язвенный колит – разновидности заболеваний кишечника. Болезнь Крона в большинстве случаев поражает тонкую кишку (хотя её мишенью может стать любой отдел кишечника), язвенный колит – толстую. Заболевание охватывает определённую группу населения, в которой вслед за всплеском язвенного колита следует вспышка болезни Крона. Течение болезни тяжёлое – кровавая диарея, анемия, потеря веса, возможен летальный исход. Хроническое воспаление без явной причины ведёт к тяжёлым последствиям, вплоть до разжижения тканей и образования фистулы (сквозного отверстия).

Стоит отметить, что наш кишечник населён множеством микроорганизмов, образующих своеобразную внутреннюю экосистему. Некоторые из членов сообщества полезны, поскольку участвуют в синтезе фолата и витамина К, важных для организма.

Существует теория, согласно которой воспаление кишечника вызывается сбоем в работе иммунной системы, когда безвредные комменсальные бактерии принимаются за врагов. Ученые пытались объяснить это генетической предрасположенностью к воспалительным заболеваниям кишечника, однако обнаружить такие гены не удавалось. Гастроэнтеролог Джоэл Уэйнсток попытался найти другое объяснение. Проанализировав вспышки заболеваний относительно географических и временных показателей, он пришел к выводу, что имеет место влияние некоего фактора окружающей среды. Некоторые учёные связывали возникновение болезни у людей среднего возраста с условиями проживания в детстве. Выяснилось, чем чище была среда проживания человека в детские годы (наличие водопровода, туалетов со смывом), тем выше была вероятность возникновения болезни в среднем возрасте. Размышляя, Уэйнсток пришёл к выводу, что, возможно, в современное время исчез некий защитный фактор, который успешно работал в прошлом.

Уэйнсток больше десятилетия изучал кишечную шистосому – круглого червя-сосальщика. В процессе изучения он пришёл к поразительному выводу: если человек хорошо питается и количество паразитов невелико, то они относительно безобидны. Кроме того, наблюдалась интересная закономерность – количество случаев заболевания воспалением кишечника возрастало одновременно с избавлением от гельминтов. Следовательно, инфекция, привнесенная гельминтами, ранее защищала от воспалений кишечника. Джоэл поделился своими соображениями с коллегами Дэвидом Эллиоттом и Робертом Саммерсом и нашёл в их лице единомышленников.

Во время описываемых событий считалось, что есть два типа иммунного ответа. Иммунный ответ первого типа (обозначается Th1) адресуется бактериям и вирусам. Ответ второго типа (Th2) направлен на борьбу с многоклеточными паразитами – гельминтами и кровососущими. Эти ответы – взаимоисключающие. Включается либо Th1, либо Th2. Соответственно, введение в организм гельминтов (провоцирование активации Th2), в теории должно отключить иммунный ответ первого типа и снять кишечное воспаление.

Уэйнсток пришёл к выводу, что виной воспаления кишечника является дисбаланс, вызванный нарушением его экосистемы. Виноват не внешний возбудитель инфекции, а его отсутствие. Решение проблемы лежит в восстановлении целостности экосистемы, сформированной на протяжении тысячелетий.

Выводы, сделанные Уэйнстоком, подвигли его на поиск методов восстановления исконной кишечной экосистемы, как способа лечения и предотвращения заболеваний Крона и язвенного колита.

Первые эксперименты, проведённые на животных, подтвердили верность его выводов. Переход исследований на следующую стадию (испытания на людях) требовал осторожности и полного исключения возможности распространения паразитов. Джоэл остановил свой выбор на свином власоглаве (другое название – свиной хлыстовик), как наиболее безопасном для человека. Власоглав не перемещается по тканям человека и не способен достичь в человеческом организме половой зрелости. Эти гельминты выдерживают лишь два месяца пребывания в чуждой для себя среде.

В 1999 году Уэйнсток, Эллиотт и Саммерс провели первые эксперименты с участием людей. В результате исследований было получено подтверждение верности теории Уэйнстока и определение оптимальной дозы, необходимой для поддержания стойкой ремиссии. В ходе наблюдений выяснилось, что под влиянием гельминта в кишечнике носителя вырабатывается большее количество слизи, отделяющей микробиоту от кишечной стенки (у больных колитом, как правило, обнаруживается её нехватка). Это было ценным свидетельством того, что гельминты помогают формированию правильного иммунного ответа.

Глава 5. Что такое астма?

В 2004 году паразитологом Дэвидом Причардом и другими учёными был предпринят эксперимент по заражению себя гельминтом некатором американским. Исследование имело цель выяснить, с каким количеством гельминтов может сосуществовать современный человек без вреда для здоровья или угрозы для жизни.

Причард и его коллеги считали, что некатора можно использовать при лечении аллергии, и собирались доказать это опытным путём. Одновременно они искали ответ на вопрос: а что такое, собственно, аллергическая реакция, которую вызывают антитела иммуноглобулина Е (по-другому IgE)? Именно им мы обязаны проявлением всех симптомов сенной лихорадки от насморка и крапивницы до анафилактического шока. Антитела этого класса есть у всех млекопитающих. Иммунопаразитологи предположили, что они являются одной из составляющих контроля над паразитами.

Британский учёный Ричард Годфри отправился в Гамбиию, где собирал материал для сравнительного анализа распространённости астмы в этой стране и в Великобритании. Обобщив полученные данные, он увидел, что астма в Гамбии в основном поражает благополучные слои городского населения, свободные от паразитов. И наоборот, жители деревень с высокой паразитарной нагрузкой почти не болели аллергическими заболеваниями. Годфри сделал вывод, что аллергические заболевания отражают активность иммунной системы, в которой из-за отсутствия паразитов больше нет нужды.

Дальнейшие исследования, предпринятые Причардом на острове Каркар в Папуа – Новой Гвинее, где он изучал заражение анкилостомой в естественных условиях, заставили его усомниться в том, что иммунный ответ направлен на изгнание паразитов. Скорее, он защищал хозяина от самого себя. Также Причард обнаружил, что у людей с более высоким уровнем IgE гельминты слабее, мельче и откладывают меньше яиц. Аналогичный уровень IgE у жителей Лондона, свободных от паразитов, вызывал более мощное проявление аллергических реакций.

Причард усомнился в том, что гельминтов стоит называть паразитами, если они приносят пользу носителю. Однако такое определение справедливо лишь по отношению к тем из них, кто эволюционировал вместе с человеком. Гельминты собак, напротив, вызывают энтероколит, сильное воспаление и язвы.

В начале XXI века иммунологи заинтересовались регуляторными Т-клетками (супрессорными клетками). Т-клетки обеспечивают терпимое отношение иммунной системы к комменсальным микроорганизмам. Позже удалось экспериментальным путём доказать, что Т-клетки действительно дают защиту, обеспечивая сбалансированный иммунный ответ.

Все виды в природе обречены на вечную борьбу с паразитами, и доминантные особи, помимо внешних признаков превосходства, демонстрируют ещё и способность приспособления к высокой паразитарной нагрузке. По мнению автора размножение половым путём имеет преимущества перед клонированием там, где паразитарная нагрузка высока.

Проведённое учеными масштабное исследование позволило сделать заключение, что патогены, а особенно гельминты, являются самым сильным из известных факторов естественного отбора, действующего на человеческий геном. С ним не могут сравниться даже питание и климат.

Что же делает аллерген аллергеном? Если контактный белок идентичен белку, вырабатываемому организмом человека более, чем на шестьдесят три процента, аллергической реакции не возникает. Кроме того, способность к выработке аллергенов имеют только эукариоты (животные, растения, грибы). Самые сильные провокаторы аллергии схожи с белками гельминтов, вшей, и блох – паразитов, долгое время питавшихся нами. В их отсутствие иммунная система дает ответ, направленный на изгнание паразита, не распознавая, что борется не с исконным врагом, а всего лишь с пылевым клещом.

Исследования Дэвида Причарда в конечном итоге не дали ожидаемого результата. Возможно, организм современного человека, привыкший к свободе от паразитов, просто не смог бы вынести необходимую для лечения паразитарную нагрузку. Или Причарду не удалось имитировать естественный цикл повторного заражения анкилостомой. Немаловажное значение имеет и тот факт, что заражение гельминтами способно предотвратить развитие заболевания, но не в состоянии вылечить уже имеющуюся болезнь.

Глава 6. Отсутствие «старых друзей»

В конце восьмидесятых годов прошлого века Эрика фон Мутиус, немецкий эпидемиолог, получила возможность провести сравнительный анализ распространённости заболеваний астмой в Восточной и Западной Германии. Вопреки её ожиданиям жители Восточной Германии реже болели астмой, чем их Западные собратья, хотя находились в более сложных условиях. На Востоке, где всё ещё широко пользовались углём, было выше загрязнение окружающей среды. Люди проживали более скученно, гораздо больше детей посещало детские сады. Мутиус сначала даже усомнилась в верности полученных результатов.

В начале девяностых она получила возможность поработать в Центре изучения респираторных заболеваний в Тусоне, где познакомилась с Фернандо Мартинесом, также заинтересованным в изучении астмы. Результаты его исследований тоже оказались весьма неожиданными: вероятность развития астмы оказалась ниже у тех детей, которые перенесли больше инфекционных заболеваний в раннем детстве. В то время было принято считать, что респираторные инфекции только усугубляют положение и способствуют развитию астмы. Мартинес признал прежние взгляды ошибочными.

Кроме Мартинеса и Мутиус аналогичные выводы сделал и Дэвид Стрэкан после системного анализа медицинских карт семнадцати тысяч детей, родившихся в течении одной недели 1958 года. Он искал общие факторы из раннего детства, имевшие влияние на развитие астмы в более взрослом возрасте. Единственным таким фактором оказалось количество детей в семье. Чем больше старших детей находилось рядом в возрасте до одиннадцати лет, тем меньше была вероятность заболевания астмой.

Позднее Мутиус обратила внимание ещё на один фактор – скученность. В Восточной Германии семьи проживали на более компактной территории. По сути условия жизни там соответствовали условиям жизни в Европе до Второй мировой войны. Жители Западной Германии оказались в новых условиях. Оставалось выяснить, какой утраченный или вновь обретённый фактор оказывает решающее влияние на предрасположенность к астме.

Группа Мартинеса в результате серьёзного исследования пришла к выводу, что посещение детского сада в раннем возрасте в большинстве случаев помогает избежать заболевания астмой.

В прессе результаты исследований, схожие с заключениями Мутиус и Мартинеса, стали называть «гигиенической гипотезой». Учёные представляли работу иммунной системы как качели: включается ответ Th1 – выключается Th2. Согласно этой модели у вас может быть либо аутоиммунное заболевание, либо аллергическое. Как же в таком случае объяснить присутствие у одного человека сразу и аутоиммунного, и аллергического заболеваний? Учёные объясняют это явление наличием третьего варианта ответа иммунной системы – сдерживающего.

Эпидемиолог Паоло Матрикарди, проанализировав данные обследования курсантов, обнаружил, что заражение вирусом гепатита А, снижает риск заболевания аллергией в два раза по отношению к тем, кто никогда не контактировал с вирусом. Способ передачи вируса – орофекальный. Это говорит о том, что экскременты постоянно попадают в воду и пищу. Дальнейшие исследования показали, что способ передачи имеет первостепенное значение.

Инфекции, передающиеся воздушно-капельным путём, такие как корь, краснуха, ветрянка, вирус герпеса не дают защиту от аллергии. В то же время орофекальные инфекции: вирус гепатита А, Toxoplasma gondii (кошачий одноклеточный паразит), Helicobacter pylory (микроорганизм, живущий в желудке), такую защиту предоставляют.

К 2002 году исследования, проведённые независимо учёными разных стран (Австрия, Дания, Канада, Финляндия, Франция), подтвердили закономерность, впервые подмеченную более ста лет назад манчестерским врачом Чарльзом Блэкли – фермеры, постоянно контактирующие с пыльцой, не болеют сенной лихорадкой. Это наблюдение верно по отношению к личным фермерским хозяйствам, где не производится откорм скота в промышленных масштабах.

Так благодаря чему возникает защита? Выяснилось, чем больше эндотоксина (вещество, используемое бактериями, провокатор иммунного ответа) окружает человека в самом раннем возрасте, тем меньше вероятность развития аллергии, а в фермерских хозяйствах из-за обилия различных микробов, обитающих в воздухе, пыли и навозе, эндотоксин присутствует буквально повсюду.

Есть два типа иммунной системы – адаптивная и врожденная. Адаптивная учится приспосабливаться, сталкиваясь с внешними агрессорами на протяжении всей жизни человека. Именно поэтому прививки защищают нас от ряда болезней. Врожденная действует автоматически, используя генную память. Врожденная иммунная система фермеров более тонко настроена на распознавание эндотоксина.

В совокупности все полученные данные говорят о том, что для избегания риска заболевания аллергией полезнее всего обучить иммунную систему терпимому отношению к микробному многообразию с самого раннего детства.

Грэм Рук, которого можно назвать крёстным отцом гигиенической гипотезы, считал ошибочным ограничение иммунного ответа всего двумя типами и настаивал на существовании третьего, миротворческого инструмента, предохраняющего от развития как аутоиммунных, так и аллергических заболеваний. Рук утверждал, что совместный эволюционный путь приводит к взаимной зависимости, избежать которой невозможно. В результате неизбежное трансформируется в необходимое, и, если устранить из устоявшейся системы один из элементов, это вызовет разбалансировку всей системы. Именно это и случилось в прошлом веке с уничтожением совокупности организмов, важных для жизнеобеспечения.