Две порции микробов, пожалуйста. И — повторите

Пациентка страдала от желудочной инфекции, возбудителем которой является бактерия Clostridium difficile. Непрерывный понос почти превратил ее в инвалида: женщина была вынуждена передвигаться в инвалидной коляске и носить подгузники. «Она продолжала терять вес и, скорее всего, умерла бы», — рассказывает гастроэнтеролог Александер Хоруц, сотрудник клиники при Миннесотском университете.

Тогда доктор Хоруц решил провести трансплантацию — но не частей желудка, кишечника или какого-либо другого органа. Он смешал небольшой образец стула мужа пациентки с физиологическим раствором и ввел ей этот раствор в толстую кишку. Понос прекратился в тот же день. Инфекция также исчезла.

Этот метод лечения — так называемая бактериотерапия — в последние десятилетия применялся в отдельных случаях. Но помимо самой пересадки доктору Хоруцу и его коллегам удалось сделать и еще кое-что: они провели генетическое исследование бактерий в кишечнике до и после пересадки. До процедуры микрофлора находилась в катастрофическом состоянии. «Она просто отсутствовала, — утверждает доктор Хоруц. — Вместо нее кишечник был населен всевозможными уродцами».

Две недели спустя после пересадки ученые повторно провели анализ. Бактерии из чужого кишечника вытеснили патологическую микрофлору. «Пересаженная микрофлора в считанные

дни излечила пациентку и восстановила нормальные функции кишечника, — говорит микробиолог Джанет Дженсон, сотрудница Национальной лаборатории им. Лоренса в Беркли. — Я была потрясена».

Ученых нередко приводит в изумление обширность микрофлоры человека, ее возможности, да и само количество микробов, населяющих наш организм. «В каждом из нас живет в 10 раз больше микробов, чем в нашем теле насчитывается клеток», — сообщил доктор Джордж Уайнсток из университета им. Вашингтона в Сент-Луисе. Но так называемый микробиом человека пока еще плохо изучен.

Важнейшая часть устройства нашего организма остается для науки белым пятном. Сейчас коллектив, работающий в рамках возглавляемого доктором Уайнстоком проекта «Микробиом человека», работает над секвенированием генома каждого из 900 выделенных видов бактерий.

До начала работы в распоряжении ученых были расшифрованные генетические последовательности всего 20 видов бактерий, входящих в человеческий микробиом. В мае 2010 года группа Уайнстока опубликовала результаты расшифровки геномов первых 178 видов бактерий, у которых было выявлено в общей сложности 29 693 прежде неизвестных науке генов.

Новые исследования приближают ученых к пониманию устройства экосистемы, которой для микробов является наше тело. Как рассказал работающий в Стэнфордском университете в Пало-Альто доктор Дэвид Релман, только во рту у человека живут более 500 видов бактерий.

«Пока количество открываемых видов растет лавинообразно, мы обнаруживаем новые для нас виды бактерий у каждого пациента», — говорит он. Экосистема рта делится на отдельные подсистемы — язык, десны, зубы. Набор бактерий на каждом зубе и даже на каждой из поверхностей одного зуба различается.

Общее число генов бактерий, входящих в микробиом, должно быть астрономическим. Европейские и китайские исследователи подготовили каталог генов микробов, выделенных из образцов стула 124 человек. Каталог, опубликованный в марте, насчитывает 3,3 млн генов. Индивидуальный микробиом возникает у человека с рождения. Ученые установили, что младенцы появляются на свет уже покрытыми микробами из материнских родовых путей.

Однако у детей, рождающихся при помощи кесарева сечения, анализы выявляют микрофлору, типичную для поверхности кожи взрослого человека.

Новые микробы пополняют микробиом каждый день на протяжении нашей жизни. «Облако микробов окружает нас и проникает внутрь нашего организма, — говорит Джеффри Гордон из Вашингтонского университета. — Внутри нас живет множество микроорганизмов, большинство из которых обеспечивают нам необходимый для поддержания жизни химический баланс». Кроме переваривания пищи микрофлора выполняет многие другие функции. Например, она подает иммунной системе сигналы, предупреждающие о воспалениях. Экосистемы бывают подвержены изменениям в случае различных заболеваний. Например, у людей, страдающих ожирением, микрофлора кишечника отличается от тех, у кого вес нормальный.

В некоторых случаях новые микробы появляются в организме после того, как экосистема под влиянием какого-то заболевания претерпела изменения.

В других случаях заболевание становится следствием появления новых микробов. Исследования позволяют предположить, что дети, появившиеся на свет посредством кесарева сечения, более подвержены кожным заболеваниям, вызываемым мультирезистентным золотистым стафилококком. Возможно, причиной тому недостаточная защита, которую другим детям обеспечивает микрофлора, позаимствованная у матери во время прохождения по родовым путям.

Выявлена взаимосвязь между кесаревым сечением и развитием астмы и аллергий. Дети, растущие на фермах и получающие необходимые микробы в нужных количествах из почвы, менее подвержены аутоиммунным расстройствам, встречающимся у городских детей. Лучшее понимание устройства микробиома человека может подсказать врачам способы излечения некоторых серьезных заболеваний. Однако доктор Уайнсток не спешит обнадеживать, предупреждая, что путь к открытиям может оказаться долгим.