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

производить полезное в промышленности или медицине химическое вещество. В качестве такого микро-завода выбирается хорошо изученный микроб, например, кишечная палочка или дрожжевой грибок, в его геном ученые встраивают участок, отвечающий за синтез, допустим, инсулина, и вот результат – бактерия безопасно и эффективно производит инсулин, который потом используется в медицине у пациентов с сахарным диабетом. Такой инсулин называется рекомбинантным и отличается высоким качеством и чистотой.

Глава 2

О здоровье людей в мире микробов

2.1. Почему детям можно реже мыть руки?

Широко известно, что рост заболеваемости аутоиммунными и аллергическими заболеваниями стал наблюдаться именно в развитых западных странах, начиная с 1970-х годов, и продолжается до сих пор. Среди обозначенных заболеваний – бронхиальная астма, атопический дерматит, аллергические риниты, рассеянный склероз, болезнь Крона, инсулин-зависимый сахарный диабет 1-го типа. При этом если на географической карте отобразить распространенность аутоиммунных / аллергических заболеваний, то она будет находиться в обратной пропорции с распространенностью инфекционных болезней. То есть в странах, где чаще встречаются инфекции, где ниже уровень доступа к средствам гигиены (условный Юг, страны Африки и Южной Азии) реже болеют аутоиммунными и аллергическими заболеваниями. В странах условного Севера – в Европе, Скандинавии, США, Канаде – наоборот все реже встречаются инфекционные болезни, и все чаще аллергии и аутоиммунные болезни.

Рис. 10. Карта мира с распространенностью сахарного диабета 1-го типа.

По данным: Cold Spring Harb Perspect Med 2012;4:a007799.

Рис. 11. Карта мира с распространенностью инфекционных болезней (диарейные заболевания у детей и туберкулез).

Там же.

В 1989 году была предложена «гигиеническая гипотеза», объясняющая рост аутоиммунных заболеваний. Позже стали говорить «цивилизационная гипотеза». Сейчас нередко этот феномен называется «гипотеза старых друзей» (Old friends hypothesis). Суть гипотезы заключается в том, что микробы, в том числе и возбудители инфекций, эволюционно сопровождали человека на протяжении многих поколений, и как раз они помогали созреванию иммунной системы ребенка. То есть при встрече с микробами иммунная система ребенка проходила тренировку, можно сказать выполнялась калибровка интенсивности иммунного ответа. Иными словами, вырабатывалась толерантность клеток иммунной системы к внешнему воздействию. Если же это воздействие в виде «старых друзей» микробов отсутствовало – то толерантность иммунной системы, в особенности регуляторных Т-клеток, снижалась, и повышалась ее активность в отношении собственных тканей организма человека.

Вообще, в истории немало примеров, когда именно иммунитет жителей определенного региона мира и определял их будущее. К примеру, в том, что испанцы покорили Новый свет малыми отрядами конкистадоров заслуга не их боевых качеств. Причина успеха кроется в том, что они завезли в Америку вирусы оспы и кори, к которым сами имели иммунитет. А местные жители, не имея иммунитета к этим инфекциям, массово погибали и не смогли устоять перед завоевателями. Правда, в ответ конкистадоры завезли из Америки в Европу сифилис на обратном пути, и далее эта инфекция пошла широким шагом по всем европейским странам.

Примечательно, что существует несколько ярких научных фактов в пользу гигиенической гипотезы. К примеру, в одном из исследований сравнивалось население Карелии в составе России и Финляндии. Эти группы населения очень близки этнически и генетически, а также живут в одинаковом климате, но отличаются социальными и экономическими условиями жизни. И что примечательно, они сильно отличаются распространенностью аллергических и аутоиммунных болезней. В частности, бронхиальная астма и сахарный диабет 1-го типа гораздо реже встречаются среди детей в российской Карелии, чем у их сверстников на стороне Финляндии. Эти наблюдения позволяют говорить о том, что вопросы микроокружения в детстве, в том числе роль контактов с микробами, могут быть не менее, а может быть, и более важными, чем наследственность человека.

Среди других подобных примеров есть научные работы, показавшие, что мигранты из стран с низкой распространенностью аллергических и аутоиммунных болезней (Пакистан и Бангладеш) после переезда в Великобританию продемонстрировали рост заболеваемости аллергической астмой, сахарным диабетом 1-го типа и рассеянным склерозом у их потомков. Более того, переезд вскоре после рождения в регион мира с высокой распространенностью астмы или рассеянного склероза повышает риск заболеть и этими, казалось бы, неинфекционными болезнями. Интересно, что для астмы это наблюдалось при переезде ребенка в возрасте до 5 лет, а для рассеянного склероза – до 15 лет. Вот и роль этих «старых добрых друзей» в виде микроокружения в целом и микробиома в частности (Рис. 11).

Рис. 12.

Для тех из вас, дорогие читатели, кто стремится содержать свой дом в кристальной чистоте и особое внимание уделяет уборке с помощью хлорсодержащих средств, будет интересно узнать результаты следующего научного исследования. Группа южнокорейских ученых в 2011 году опубликовала результаты наблюдения и изучения микробиома у 83 женщин, часть из которых страдала от ожирения. Были найдены общие особенности в микробиоме у таких женщин, а именно повышенное количество метанпродуцирующих микробов. При этом количество таких микробов в кишечнике коррелировало с концентрацией в крови продуктов обмена хлорорганических пестицидов. Вполне предсказуемо то, что хлор, попадающий в организм даже в минимальных количествах, сохраняет свои антимикробные свойства и способен изменять микробиом человека. И это помимо обозначенной выше гигиенической теории.

Одним из любопытных аспектов гигиенической гипотезы является ситуация с воспалительными заболеваниями кишечника (ВЗК), а именно с болезнью Крона, неспецифическим язвенным колитом. Распространенность этих болезней резко выросла за последние годы, особенно в развитых странах мира. А в развивающихся странах, с низким уровнем бытовой гигиены, наоборот, воспалительные заболевания кишечника встречаются крайне редко. Любопытное объяснение причин такой ситуации пришло из ветеринарии. В лаборатории ученые наблюдали за обезьянами, страдающими от хронической диареи, что приводило к тяжелым последствиям, потере веса и обезвоживанию. Так вот, при инфицировании таких обезьян яйцами особых гельминтов, круглого червя Trichuris suis, симптомы диареи вскоре пропадали и обезьяны выздоравливали. Когда ученые изучили состав кишечного микробиома у этих обезьян, оказалось, что при болезни у них было нарушено разнообразие кишечных бактерий и одна из них ощутимо превалировала, прикрепляясь к кишечной стенке. После инфицирования обезьян яйцами этого гельминта состав бактерий микробиома нормализовался, и воспалительный процесс в кишечнике исчез. Немаловажно подчеркнуть, что этот гельминт способен вызывать заболевание только у свиней (suis – cвиной), а у человека и обезьян, яйца этого паразита только могут колонизировать кишечник, но болезни не вызывают. Более того, от человека к человеку с калом эти гельминты не передаются. Успешные эксперименты на животных подтвердили, что введение внутрь яиц этих гельминтов помогает вылечить воспаление в кишечнике. Сейчас ведутся клинические испытания уже на людях. Также изучают использование белков, выделенных из этих гельминтов как