Микробиом. То, что убивает, и то, что делает нас сильнее - Игорь Олегович Стома

социальные факторы и условия жизни непосредственно влияют на рост заболеваемости инфекционными болезнями, даже учитывая все достижения бактериологии. Как показало время, а также работы в области эпидемиологии – концепция инфекционных болезней гораздо сложнее, а четкие постулаты Коха надежно работают только в отношении так называемых «старых инфекций», как например холера, брюшной тиф, чума. Так что и Макс фон Петтенкофер, как ведущий гигиенист того времени, был несомненно прав, ни в коей мере не умаляя достижения бактериологии.

Постулаты Коха – критерии, разработанные для доказательства причинно-следственной связи между микробами и болезнью. Эти критерии разрабатывались в связи с тем, что на этапе зарождения микробиологии у больных инфекционными болезнями врачи стали выделять разнообразных микробов. Изначально постулаты формулировал Якоб Генле, а затем его ученик Роберт Кох, после уточнения, ввел их в массовое использование. Первоначально «триада Коха» звучала так:

1. Микроб-возбудитель болезни должен всегда встречаться при данной болезни, но не должен встречаться у здоровых людей или при других болезнях.

2. Микроб должен выделяться из организма человека в «чистой культуре», то есть вырастать на чашке Петри отдельной колонией микробов.

3. Введение этой «чистой культуры» микроба в организм здорового организма в эксперименте – должно вызывать болезнь.

Позже к этим трем постулатам Роберт Кох добавил четвертый:

4. Тот же самый микроб должен быть повторно выделен из заболевшего в эксперименте организма.

Рис. 23. Суть постулата Коха в рисунке

Интересно, что еще при жизни сам Роберт Кох определил примеры исключений из своих же постулатов. Когда он обнаружил носителей бактерий холеры и брюшного тифа, без проявлений болезни – то это не соответствовало первому постулату. Потом стало ясно, что не все бактерии можно вырастить в чистой культуре, а вирусы вообще не способны расти на питательных средах, что не вписывалось во второй постулат. И, наконец, сам Кох обнаружил в отношении холеры и туберкулеза, что не все организмы, инфицированные этими возбудителями, проявили это заболевание, что противоречило третьему постулату. Позже ученые выяснили, что восприимчивость к ряду бактерий и вирусов также зависит и от генетики конкретного человека, а не только от свойств микробов.

Однако в целом, эти постулаты неплохо работали в классической, «старой» микробиологии. Однако с внедрением новых технологий оказалось, что человек в своем здоровом состоянии совсем не «стерилен от микробов». Как мы уже знаем – свой микробиом есть не только в кишечнике, но и в легких, половых путях, на коже, во рту и так далее. И он представлен миллионами разных микробов. Получается, что, например, при развитии у человека воспаления легких (пневмонии) новыми молекулярными методами мы можем определить множество разных микробов в легких! Так согласно «старым» постулатам Коха, какой же из этих видов микробов вызвал болезнь? Эти знания и поменяли наши взгляды на происхождение многих инфекционных болезней, и сегодня на первый план стала выступать «экологическая концепция» инфекционных болезней.

Экологическая концепция инфекционных болезней подразумевает то, что многие болезни происходят тогда, когда проявляется дисбаланс в микробиоме человека. То есть для развития инфекции не обязательно попадание внутрь нашего тела какого-то микроба извне. Достаточно того, что в сложном сообществе микробов внутри нас происходит нарушение баланса. И те потенциальные «хулиганы» из числа микробов, которые под присмотром остального здорового микробного сообщества вели себя спокойно, вдруг начинают активно размножаться и завоевывать новое жизненное пространство. Что же ограничивало их раньше? Все здоровое многообразие микробов-защитников, находящихся рядом. Примером этого опять же является воспаление легких, особенно внутрибольничные случаи, когда пациент не дышит сам, а находится в реанимации на аппарате искусственной вентиляции легких (ИВЛ). Тогда полностью ломаются внутренние механизмы защиты микробиома в дыхательных путях, и «патобионты», потенциальные хулиганы из числа микробов, начинают активно размножаться и даже выходить в кровь, за пределы дыхательной системы. К тому же они еще часто и устойчивы ко многим антибиотикам, что усложняет спасение больного. Поэтому одно из новых определений пневмонии звучит так: это острая потеря биоразнообразия микробиома легких из-за чрезмерного размножения одного или нескольких патогенных микроорганизмов, вызывающих воспаление и повреждение легочной ткани.

В рамки экологической концепции хорошо вписываются и «обновленные» – молекулярные постулаты Коха, предложенные микробиологом Стэнли Фалкоу в 1988 году. Они основаны скорее не факте наличия самих микробов, а на выявлении генов, которые позволяют определенным микробам быть болезнетворными (патогенными) для людей. И ведь действительно, кишечная палочка обитает в норме в кишечнике у всех здоровых людей. Однако, есть определенные штаммы кишечной палочки (ETEC – энтеротоксигенная и EHEC – энтерогеморрагическая), которые способны вызывать тяжелые заболевания у людей. Откуда они берутся у человека?

Оказывается, обычная кишечная палочка внутри нашего тела приобретает новые гены и превращается в опасного возбудителя болезни. И это всего лишь минорные (малые) изменения в ее геноме, то есть, по сути, микроб остается прежним, но начинает вести себя агрессивно в отношении своего хозяина – человека. Выходит, что, опять же, микробное сообщество гораздо сложнее, чем ученые думали раньше, и разделить микробы на «злые» (патогены) и «добрые» (комменсалы) не всегда легко. И мы знаем, что под воздействием некоторых факторов (влияние других микробов, например) «добрые» бактерии могут становиться «злыми» и атаковать человека – такие микробы называются «патобионты». И наоборот, некоторые изначально «злые» микробы, те, которые мы привыкли называть возбудителями инфекций, в особых условиях своего микробного окружения будут вести себя спокойно и не вызывать никаких проблем у человека-хозяина.

Как, например, возбудитель опасной инфекции «псевдомембранозный колит», Clostridioides difficile, может жить в кишечнике у многих наших читателей годами, быть частью нормального микробиома и ничем плохим себя не проявлять. Почему? Да потому что рядом с ней находится большое сообщество других бактерий из рода Клостридия, которые получают выгоду от здорового сосуществования с человеком, и не позволяют выйти «потенциальной хулиганке» за грани дозволенного. Но это в норме. А если этот человек начнет принимать антибиотики, которые уничтожат «здоровую часть микробиома», включая этих полезных клостридий? Тогда ничто не будет останавливать Клостридию диффициле, и у человека разовьется сначала «антибиотик-ассоциированная диарея», а затем и «псевдомембранозный колит», который до сегодняшнего дня является одной из массовых смертельных болезней во всем мире. К примеру, только в США, где подробно ведется учет случаев инфекции, вызванной Клостридией диффициле, ежегодно около полумиллиона человек заболевает и около 30 тысяч человек погибает от этой инфекции. И это не то, чем человек заражается, это то, что происходит у него внутри, в кишечнике!

А как именно все эти «добрые» микробы сдерживают поведение «злых» микробов? Это может быть и прямое воздействие, когда «добрые» микробы выделяют вещества, подавляющие рост «злых» микробов. Также это и непрямое влияние, когда «добрые» микробы-комменсалы изменяют кислотность (pH)