Александр Николаевич СУВОРОВ

ФОТО Дмитрия СОКОЛОВА

Любовь и дружба
в мире бактерий

Микробиологи Института экспериментальной медицины (ИЭМ) совместно с учеными из Московского НИИ общей генетики подходят к завершению доклинических исследований первого российского лекарственного препарата на основе трех видов бактерий: энтерококков, лактобацилл и бифидобактерий. Каждый из микроорганизмов прошел полный генетический анализ, который позволил изучить их иммунологические свойства и понять, как они влияют на сопротивляемость человеческого организма различным инфекциям. Подобных препаратов в мире не существует.

«Ни один пробиотик не сертифицирован как лекарство, мы же пытаемся создать первый фармацевтический препарат, к тому же созданный на основе отечественных штаммов», – комментирует наш сегодняшний собеседник. В ИЭМ доктор биологических наук Александр Суворов руководит отделом молекулярной микробиологии и лабораторией молекулярной генетики патогенных микроорганизмов.

– Александр Николаевич, ваш доклад, сделанный на конференции «Фундаментальная наука – медицинской практике», просто ошеломил докторов. Об огромном вреде антибиотиков они, конечно, знали, но вот тесная связь состояния так называемой микробиоты человека, мира микроорганизмов внутри нас, с развитием депрессии, например, удивила многих!

– В этой области еще много удивительного. Сейчас вообще равноправно сосуществуют две – и в целом обе правильные – теории, которые между тем подводят нас к разным выводам. Врачи учат нас, и все мы это знаем, хорошо мыть руки перед едой, что позволяет предотвратить развитие инфекционных заболеваний. Но другая концепция гласит, что если переусердствовать в мерах санитарии и гигиены – например, растить детей в стерильных условиях, не позволять им подбирать игрушки с пола, тут же таща их в рот – у них в итоге сформируется более слабый иммунитет. Получается, что стремление детей все «пробовать на зубок» оправданно, поскольку благодаря ему возникает иммунологическая толерантность к большому количеству патогенных микроорганизмов.

Словом, гигиеническая теория сейчас подвергается большим сомнениям. В мире проводятся исследования, в которых сравниваются уровень развития гигиены, состояние микробиоты человека и распространение тех или иных заболеваний, прежде всего аллергических. Так вот, в странах с более низким уровнем гигиены генетическое разнообразие внутреннего микромира в организмах людей оказывалось выше, а заболеваемость аллергиями – ниже.

Конечно, есть некий политический оттенок в сравнении людей из разных стран, но факт остается фактом: в США до двухсот раз выше частота аллергозов, чем в странах Африки и Латинской Америки.

– Но при этом в этих странах наверняка выше частота инфекционных недугов?

– Конечно, природа всегда стремится к некоему равновесию. Сегодня расклад таков: при формировании внутреннего микромира человека (а рождаемся мы все стерильными, и первое «осеменение» происходит только в родовых путях) генетика безусловно важна, но она отвечает лишь за 10 – 15% состава микробиоты. Гораздо важнее – как формировалось исходное расселение микроорганизмов в течение первых двух лет жизни. Потом можно говорить, что ребенок уже является иммунологически достаточно зрелым.

– И каждый из нас имеет свой неповторимый состав микробиоты? В чем же смысл разнообразия?

– Смысл этого разнообразия с точки зрения важности для человека до конца непонятен. Ясно, что микроорганизмы нам очень нужны: 90% энергии эпителий кишечника получает от бактерий, которые ферментируют пищевые продукты, они регулируют наше взаимоотношение с окружающей средой, не позволяя вредоносным особям проникать в организм, занимая все потенциальные ниши. А механизмы защиты у них отрабатывались миллионами лет, задолго до появления человечества.

Понятно также, что чем раньше в организме стабилизируется состав микробиоты, тем более крепкое здоровье будет у человека. Правда, мы в силу привычки пытаемся все классифицировать: стафилококк у нас плохой, а бифидобактерия хорошая, лактобацилла хорошая, а кишечная палочка плохая. На самом деле все намного сложнее, поскольку мы находимся в тесной эволюционной связи с микроорганизмами...

– ...значительная часть которых нами вообще не изучена. Те же вирусы...

– Верно. Мы знаем, что вирусов в организме больше, чем бактерий, и они живут себе в нас и каким-то образом с нашим организмом взаимодействуют – а как влияют на наше здоровье? Мы знаем только про болезнетворные вирусы. Есть еще царство архей, и некоторые ученые считают их промежуточным звеном между бактериями и клетками организма, эукариотами, и это еще 20% состава нашей микробиоты.

Что касается бактерий, то общее их количество в организме человека практически не меняется в ходе всей жизни, но вот степень их разнообразия меняться может.

Интересно, что общее количество клеток в нашем организме приблизительно в сто раз меньше, чем количество клеток бактерий, которые в нас живут. Их места обитания – носоглотка, урогенитальная система, легкие и кожа, но больше всего их в желудочно-кишечном тракте. Общий генетический аппарат бактерий в сотни раз превосходит наш собственный – по количеству генов и их разнообразию: в наших клетках геном одинаковый, а у них у всех – разный.

Замечу, что мир микроорганизмов во многом схож с человеческим: как у людей, кто-то ведет себя как «бандит», а кто-то – «благороднейший и честнейший». Есть бактерии, которые продуцируют токсины, а есть те, что никаких токсинов не производят. В каждом виде бактерий – большое разнообразие по их возможностям и способностям. Как у детей – в одном классе...

Например, сейчас по телевидению активно рекламируют один пробиотический препарат, чья «исключительная польза» не имеет серьезной доказательной базы, но зато в его составе есть энтерококки, к которым врачи относятся с большой настороженностью. Дело в том, что некоторые штаммы этих микроорганизмов способны привести к целому ряду заболеваний, и когда мы в одной промышленной сметанной закваске, использовавшейся в Советском Союзе еще с 1940-х годов, нашли энтерококки, то здорово испугались.

Но потом провели генетический анализ и обнаружили, что это совершенно уникальный штамм: он как раз уничтожает и патогенных стафилококков, и опасных листерий, и стрептококков группы А, выделяя целый спектр мощнейших пептидов и работая как естественный антибиотик. При этом полезные бактерии этот энтерококк практически не затрагивал. Более того, мы наблюдали, как он «поддерживал» бифидобактерии, обмениваясь с ними витаминами и образуя своеобразные консорциумы.

– Просто любовь и дружба.

– Очень похоже, потому что этот штамм производит еще и феромоны – одну молекулу на кубический метр, но когда эта молекула выделяется, то те самые антимикробные пептиды начинают вырабатываться в бешеном темпе!

– К сожалению, мы, принимая антибиотики, эту идиллию полностью разрушаем...

– Мы разрушаем свой микробиологический мир и восстановить его в том же, родном, составе уже навряд ли сможем. Сегодня наука открыла резистентные к антибиотикам штаммы микроорганизмов, появившиеся... миллиарды лет назад. Бактерии давно тренировались в «локальных войнах» между собой – задолго до появления человека, и уже попробовали все, что только возможно. Поэтому у нас совершенно нет шансов на изобретение некой «золотой пули» в борьбе с инфекцией.

Успехи современной медицины увеличили продолжительность жизни в среднем на 25 лет, но в итоге мы получили другие проблемы. В США людям принято назначать антибиотики в 10-кратной концентрации, чтобы быстро поставить человека на ноги и отправить на работу, но теперь государство вынуждено тратить миллиарды долларов, чтобы вылечить больных с так называемым псевдомембранозным колитом. У этих пациентов полностью выходит из строя кишечник, и они довольно быстро гибнут. У нас тоже от этого заболевания, уверяю вас, ежедневно умирают люди, просто по понятной причине проблему с антибиотиками никто старается не афишировать.

Причина развития этого недуга – как раз нарушение разнообразия микробиоты, когда доминирующим микробным агентом становится бактерия клостридиум диффициле. Эти клостридии в норме присутствуют в желудочно-кишечном тракте каждого человека и не вырабатывают токсинов, но имеют способность создавать споры. Когда человек проходит курс лечения антибиотиками, «выметающими» из кишечника все микроорганизмы, спавшие до того споры клостридии начинают занимать освободившиеся «квартиры», поскольку многие бактерии не могут создавать споры и исчезают из организма человека бесследно. Вот и разрастаются доминирующие виды, уже устойчивые к антибиотикам.

Часто единственным выходом остается пересадка микробиоты от родственников: в мире уже выполнено более трех тысяч таких трансплантаций, хотя как медицинская процедура эта пересадка не узаконена – это просто мера спасения людей.

Вот почему так важно биологическое разнообразие микробиоты. Надо чтобы все «квартиры» во всех локусах организма были заняты. Вы помылись мылом, смели с поверхности бактерии, которые нас защищают, и все – открылись, чтобы уже совершенно нежелательные гости расселились на вашей коже. Все атипические кожные дерматиты связаны с нарушением микробиоты кожи. Ожирение, диабет 2-го типа – все это результат разрушенного внутреннего микромира...

– Действительно, на последнем конгрессе по гипертонии, проходившем в Центре Алмазова, почти все докладчики, рассказывавшие об эпидемии ожирения в мире, произносили это слово – «микробиота»...

– Уже во многих научных исследованиях четко показано, что ключом к развитию так называемого метатаболического синдрома, куда относят диабет и ожирение, как раз является состояние микробиоты человека: можно вылечить дисбиоз и – «заодно» похудеть. В том же синтезе холестерина активно участвуют микроорганизмы и контролируют его обмен.

В Израиле провели исследование, в котором участвовали тысячи людей: им подбирали диету, мониторируя уровень глюкозы в крови после употребления определенных продуктов. Оказалось, что если вы, например, повышением глюкозы будете реагировать на хлеб с маслом, то я – на хлеб без масла! В итоге ученые создали тестовые диеты для людей, склонных к ожирению, из продуктов, на которые они не отвечали резким повышением уровня глюкозы. И это может быть отличное ресторанное меню, а не хлеб и вода. И не одни белки, как тупо предлагает модная диета, после которой человек через два года «сажает» себе почки.

Вообще я не назову, пожалуй, ни одного соматического заболевания, которое бы не было связано с состоянием внутреннего микромира человека...

– А считалось, что все «от нервов» – язва желудка, например. Правда, сегодня все уже знают, что в основе лежит хеликобактер пилори.

– Хеликобактер есть у вас, у меня, и она нам жить никак не мешает. Но, к сожалению, большая часть врачебного сообщества считает, что «хороший индеец – это мертвый индеец». Вот сейчас в клинической практике резко возросло потребление так называемых блокаторов протонной помпы, входящих в комплекс для лечения хеликобактерных инфекционных поражений. Их функция – снизить кислотность в желудке, и хеликобактер при этом начинает себя чувствовать «лучше». Идея терапии и состоит в том, чтобы бактерию убить антибиотиками на этапе активного размножения. Здорово? Но в желудке-то при этом вся микробиота нарушена! Есть исследование, показавшее, что у прошедших такое лечение людей резко повышается количество аллергических заболеваний, а если у них уже была астма, то люди вообще быстро погибают. Не случайно выросли и показатели заболеваемости раком желудка, а главное – раком привратника, где желудок переходит в двенадцатиперстную кишку.

– Но никто не собирается отказываться от антибиотиков!

– И не нужно, но их надо назначать четко аргументированными курсами и на основе предварительной диагностики – мы должны понимать, чего мы хотим достигнуть этим лечением. Какая именно бактерия вызвала заболевание? Какова у нее устойчивость? Это, конечно, дополнительная нагрузка на здравоохранение сегодня, но завтра можно получить колоссальный эффект. И думающие врачи все это делают: есть специальные лабораторные наборы, позволяющие определить состав вашей микробиоты.

– Но как все же восстановить разрушенное? «Принимать пробиотик # 1», как требует реклама?

– Пробиотики тоже совершенно разные по составу, и их использование – как антибиотиков – должно осуществляться не огульно: назначить всем подряд что попало неправильно, надо действовать адресно. Пробиотик должен решить основную задачу: восстановить и скорректировать микробиоту человека в ограниченном временном промежутке. Как служба быстрого реагирования. А потом – уйти из организма.

Повторю, что микроорганизмов существует огромное количество, и нам надо грамотно использовать те из них, которые отбирались природой в процессе жизни человечества как полезные. Отбирать штаммы, все про них узнавать, а потом смотреть, как они будут влиять на конкретные патогенные микроорганизмы, на систему иммунитета, на функцию пищеварения, метаболизма.

Один из таких препаратов мы как раз и создаем в нашей лаборатории, куда входит тот самый «дружественный» штамм энтерококка, бифидобактерии и лактобациллы. А еще мы мечтаем о создании биобанка микробиоты человека, когда у ребенка дошкольного возраста берется образец микроорганизмов из желудочно-кишечного тракта или мазок из носа, выделяются ключевые виды и замораживаются. И при необходимости могут потом человеку быть возвращены. Прием собственных и генетически проверенных бактерий – аутопробиотиков совершенно безопасен и эффективен, так как эти бактерии уже адаптировались к нашей иммунной системе. Можно будет не просто «съесть йогурт» – йогурт может быть сделан из ваших собственных бактерий, и тогда он способен восстановить вашу микробиоту.

Я очень бы хотел, чтобы первый в мире биобанк микробиоты был создан именно в Петербурге. С тем чтобы наши дети как можно дольше оставались здоровыми, а если заболевали – мы могли бы легко их лечить посредством персонифицированной микробной терапии. Не знаю более благородной задачи. Я уже выступал на эту тему на заседании Общественной палаты, и в итоге была создана инициативная группа ученых для подготовки такого проекта.

Подготовила Ольга ОСТРОВСКАЯ

Эту и другие статьи вы можете обсудить и прокомментировать в нашей группе ВКонтакте

Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 174 (5547) от 18.09.2015.