Помоги проекту - поделись книгой:
Лори выбрала шесть 18-недельных мышей из эксперимента DuraSTAT: трех из контрольной группы и трех, получавших антибиотики. Затем собрала у всех содержимое слепой кишки и разделила его на две группы: одна – от контрольных, другая – от СТК. Будучи опытным бактериологом, Лори приняла специальные меры, чтобы сохранить жизнь всем микробам; некоторые из них настолько чувствительны к кислороду, что даже краткое пребывание на воздухе их убивает. Затем ввела содержимое слепой кишки в желудки всех безмикробных мышей. Семь получили микробы от контрольной группы, восемь – от СТК. Вам, наверное, «введение содержимого слепой кишки в желудок» покажется совсем не аппетитной процедурой, но мыши – копрофаги, что означает, что они регулярно едят и свои фекалии, и фекалии других мышей, живущих с ними.
Итак, мыши уже не были безмикробными. Они стали «обычными», и следующая стадия их жизни должна была пройти во взаимодействии с микробами. Мы наблюдали за ними пять недель, постоянно отбирая образцы фекалий и проводя измерения, в том числе тест ДЭРА, по четыре раза для каждой мыши. Ни одна не получала антибиотиков. Всех выращивали абсолютно одинаково.
Как и ожидалось, все набрали вес, потому что росли. Но мыши, которым дали СТК-микробы, набрали больше. Причем эффект был довольно заметным. Реципиенты СТК-микробов набрали примерно на 10 % больше веса и на 40 % жира.
Этим экспериментом Лори доказала, что изменения в развитии, вызванные субтерапевтическими дозами антибиотиков, могут передаваться через микробы.
Эксперименты СТК показали, что происходит на фермах. Но меня больше интересуют наши дети. Когда они получают антибиотики, дозы в большинстве случаев непостоянные. Скорее, как мы уже обсуждали, краткие курсы, длящиеся пять-десять дней, в зависимости от болезни (отит, бронхит, больное горло) и решения врача.
Я решил узнать, могут ли и они влиять на набор веса и жира. Так появилась наша новая модель, ПЛА («пульсирующее лечение антибиотиками»). Вместо малых доз мыши получали антибиотики точно так же, как люди: полными терапевтическими дозами в «импульсах», длившихся по несколько дней.
Мы выбрали амоксициллин и тилозин – два самых популярных в США детских антибиотика{151}, которые выписывают в более чем 80 % случаев. Затем отобрали четыре группы мышей: контрольную; группу, получившую три курса амоксициллина; группу, получившую три курса тилозина; наконец, предположив, что эффект может накапливаться, четвертой дали курс тилозина, затем амоксициллина и снова тилозина.
Чтобы лекарства попали в детенышей как можно скорее, Яэль начала давать их самкам через десять дней после родов. Мы посчитали, что лекарства проникнут в кровеносную систему матерей, а затем в молоко, после чего повлияют и на микробный состав мышат. Предположение оказалось верным.
Первый курс прошел, когда грызунам было десять-четырнадцать дней. В двадцать восемь дней, после отлучения от матерей, они получили второй трехдневный курс, а в тридцать семь дней – третий. На сорок первый день посадили всех на диету с высоким содержанием жира, чтобы усилить разницу, вызванную антибиотиками. Все были самками.
К двадцать восьмому дню все ПЛА-мыши выросли значительно быстрее, чем контрольная группа. Мы проводили анализы жира, костей и мышц в течение следующих 150 дней их жизни – вплоть до мышиной старости. ПЛА набрали значительную мышечную массу, но разницы в жировой практически не было. Кости – совсем другое дело. У ПЛА-мышей, получавших амоксициллин, в течение всего эксперимента наблюдалась увеличенная площадь костей и содержание в них минералов. Возможно, эффект был перманентным, потому что они получили антибиотик очень рано. Поскольку амоксициллин – один из самых часто прописываемых детям, я не могу не задать вопрос, уж не благодаря ли этому лекарству люди становятся выше{152}.
Яэль собрала более трех тысяч фекальных шариков; она знала, какой мыши они принадлежат, в какой день были отложены и какой курс лекарств получало животное. С помощью коллег из университета Вашингтона в Сент-Луисе{153} мы подробнее рассмотрели, какие ДНК в них содержатся. Было интересно, как лекарства повлияли на разнообразие микробов в кишечнике каждого животного.
Обнаружилось, что в фекалиях матерей в среднем содержалось 800 видов микроорганизмов. После первого курса у детенышей контрольной группы микробный состав не отличался от материнского. У амоксициллиновой группы микробов осталось около 700 видов. А вот у тилозиновой и смешанной группы – всего 200. Иными словами, один курс антибиотика привел к угнетению или исчезновению почти двух третей обычных фекальных бактерий. Похожий эффект наблюдался и для амоксициллина, но гораздо менее выраженный.
Теперь же, после трех курсов, стало интересно, восстановится ли богатство и биоразнообразие бактериальных видов. У группы, получавшей амоксициллин, сравнительно мягкое лекарство, так и произошло. А у получавших тилозин разнообразие не восстановилось даже через несколько месяцев после последней дозы. Тилозин перманентно подавил или уничтожил немалую часть организмов, переданных детенышам матерью{154}.
Кроме того, мы измерили так называемую равномерность микробного разнообразия. Высокая говорит о том, что численность большинства видов примерно одинакова. При низкой равномерности доминирует только один вид или небольшое их количество. В человеческом обществе можно привести такой пример: в мирное время представительство многих разных профессий примерно одинаково. В военное время резко растет число солдат, а представительство многих других профессий соответственно сокращается, профессиональная структура общества заметно меняется. Курс тилозина дал нам «военный» эквивалент микробного разнообразия с низкой равномерностью. ПЛА вызывало необратимые изменения в структуре микробного сообщества в раннем детстве, когда мышата развивались.
Что ни говори, а наши эксперименты принесли немало доказательств, что прием антибиотиков в раннем детстве изменяет развитие мышей, воздействуя на живущие в них микробы. Но мыши – не люди. Мы решили узнать, пытался ли кто-нибудь связать ожирение с приемом антибиотиков в раннем детстве. Несмотря на изобилие опубликованных исследований о детском ожирении – его связь с весом при рождении, временем, проводимым за просмотром телевизора, количеством физических упражнений, мельчайшими нюансами пищевого рациона, а также несколько крупных исследований, только готовящихся к публикации{155}, никто, насколько нам было известно, никогда не задавал вопроса об антибиотиках.
А затем мои коллеги, доктора Лео Трасанде и Ян Блустейн, узнали о долгосрочном исследовании ALSPAC (Avon Longitudinal Study of Parents and Children), проводимом в Великобритании{156}. В 1991 году к участию в исследовании пригласили более 14 500 беременных женщин из графства Эйвон. Их дети стали поколением, которое подверглось исследованиям в течение следующих пятнадцать лет. Особенно нас интересовали дети с лишним весом или ожирением.
К счастью, в опроснике, который периодически заполняли все родители, был один очень полезный вопрос: «Принимал ли ваш ребенок антибиотики в предшествующий период?» Все нужно было отмечать, когда ребенку исполнялось 6, 15 и 24 месяца.
Почти треть получала лекарства в первые шесть месяцев жизни. К двум годам – три четверти. Изменили ли что-либо антибиотики? Вычисления были сложными, и понадобился великолепный статистик Лео, чтобы их осмыслить. Он должен был рассмотреть эффект, в то же время учитывая и другие факторы: вес ребенка при рождении, вес матери, грудное было вскармливание или искусственное, как долго оно длилось.
Заключение: дети, получавшие медикаменты в первые полгода жизни, оказались толще. Мы не удивились: чем раньше начинают давать их сельскохозяйственным животным, тем лучше результат. Лори показала, что дозы на ранней стадии жизни играют важную роль и в развитии мышей, так что, если бы нас спросили, какой период самый важный для развития человеческих детей, мы бы ответили – первые месяцы.
Итак, и на ферме, и в экспериментах с мышами, и в эпидемиологическом исследовании человеческих детей нашлись доказательства, что воздействие антибиотиков в раннем возрасте изменяет вектор развития, и это приводит к более крупным размерам и повышенному содержанию жира. Проводятся и новые эксперименты, но история продолжает подтверждаться; мы узнаем все больше подробностей и о сюжете, и о персонажах.
После первого эпидемиологического исследования Ян и Лео снова обратились к данным ALSPAC, чтобы узнать о способе рождения. Использовав параллельный статистический анализ, обнаружили, что появление на свет в результате кесарева сечения тоже ассоциируется с ожирением{157}. Это было лишь одно из нескольких исследований, посвященных американским, канадским, бразильским и теперь английским детям, опубликованных в 2011–2013 годах. И методы, и результаты разнились: например, мы узнали, что практически все эффекты сказываются лишь в том случае, если мать уже страдала лишним весом. Тем не менее во всех изученных популяциях кесарево сечение ассоциировалось с худшими результатами; впрочем, на риск могут влиять и другие, не связанные с ним факторы. Никто еще не проводил параллели между кесаревым сечением и детским ожирением. Возможно в будущем, в форме согласия на основе полной информации, которую женщина заполняет перед кесаревым сечением, будет говориться: «Одно из возможных последствий операции – повышенный риск ожирения, целиакии, астмы и аллергий у ребенка…»
Я перечисляю и другие болезни, потому что весьма убедительные исследования показали наличие связи между кесаревым сечением и другими видами «чумы современности»{158}. Теперь, когда мы знаем, что медицинские вмешательства влияют на развитие ребенка и могут вызвать эти болезни, возможно, удастся найти способы предотвратить и вылечить их.
Глава 14. Вернемся к «чуме современности»
Я был хорошо знаком с одной семьей. В 1974 году, когда Кэти было тринадцать лет, она прошла обычное медобследование перед летним лагерем. Она была очень энергичной, никто не ожидал, что произойдет дальше. Врач позвонил ее матери и сообщил, что в моче девочки нашли сахар. «У нее диабет. Вроде бы легкий, но вам нужно тщательно за ней следить». Дедушка Кэти заболел диабетом после сорока и умер вскоре после пятидесяти. Тем не менее это стало шоком.
Поначалу ей повезло. Многие дети вскоре после такого диагноза тяжело заболевают: они быстро теряют вес, мочатся в постель, постоянно хотят пить и чувствуют себя ужасно усталыми. Но у Кэти симптомов не было. Она была спортивной, здоровой девочкой с тонкими темно-русыми волосами, карими глазами, в очках – нормальнее не бывает. В первый год ей удавалось контролировать диабет, соблюдая диету. Но будучи подростком, Кэти очень злилась из-за внезапно свалившихся ограничений. И начала после школы есть мороженое с подружками, специально игнорировала указания медсестры.
Через год сахар в крови поднялся до опасного уровня, и пришлось ежедневно делать уколы инсулина. Именно тогда у нее развилась ненависть к этой болезни, с которой пришлось прожить всю жизнь. Несправедливо, что нельзя есть то, что хочется. Неправильно, что теперь надо все менять и подстраиваться. Призывы держать болезнь под «жестким контролем» остались без внимания. Вскоре Кэти требовался инсулин уже дважды в день. Несколько раз, когда сахар в крови опускался до опасного уровня, ее приходилось госпитализировать.
Несмотря на это она жила полной жизнью, демонстрируя невероятную смелость, силу воли и щедрость. Девочка окончила колледж, стала социальным работником, вышла замуж, в двадцать пять лет родила дочь. Из-за диабета во время беременности начались осложнения. Попробовала инсулиновую помпу, но эксперимент завершился неудачно, и больше она применять ее не стала. После родов сахар в крови на какое-то время нормализовался, но, в конце концов, снова начались «американские горки». Кэти по-прежнему иногда набрасывалась на запрещенную еду, не делала зарядку, несерьезно относилась к уровню инсулина.
С годами диабет взял свое: пропала чувствительность в ступнях, а сухожилия рук начали сокращаться, искривляя пальцы. Когда ей было тридцать пять, у ее 9-летней дочери тоже диагностировали диабет и прописали инъекции инсулина. Врачи сказали, что болезнь возникла из-за генетической предрасположенности, и Кэти почувствовала себя очень виноватой.
Тем не менее она не сдалась. Даже когда ей было за сорок, она осталась самостоятельной и независимой. Развелась, снова вышла замуж, усыновила мальчика и жила на своих условиях, не давая болезни диктовать их. Но вскоре начали отказывать почки. Ее внесли в список на пересадку. В сорок шесть лет случился сердечный приступ. Диабет стало контролировать все сложнее, сахар в крови падал все чаще. Она сильно похудела. В 2011 году Кэти почувствовала дезориентацию. В следующий момент впала в кому, а через неделю умерла, чуть-чуть не дожив до пятидесятилетия.
Диабет 1 типа, или ювенильный диабет, – аутоиммунное заболевание, при котором T-лимфоциты – иммунные клетки, реагирующие на чужеродные белки, называемые антигенами, – нападают на собственные белки тела. В данном случае T-лимфоциты атакуют поджелудочную железу и уничтожают клетки островков Лангерганса, которые производят инсулин. Болезнь может начаться в любое время, но чаще всего диагностируется в промежутке от младенчества до 40 лет. А вот сахарный диабет 2 типа – это болезнь, при которой тело сопротивляется инсулину – клетки не реагируют на него так, как должны. Он связан с наличием избыточной массы тела и проявляется после 40.
Инсулин – это ключевое вещество, которое помогает глюкозе, важной форме сахара в крови, проникать в клетки тела и питать их. Когда островки Лангерганса у Кэти были уничтожены, производство инсулина в теле остановилось. Без него ткани голодали, хотя в крови было полно глюкозы, которая не захватывалась клетками. Поскольку почки не справлялись с фильтрацией избыточного сахара, он выделялся из тела через мочу. Причем происходило это довольно часто, что приводило к обезвожживанию. По сути, вместе с мочой из тела выходили калории, которые организм не смог усвоить.
Когда Кэти стала делать уколы инсулина, удалось вывести сахар в крови на более-менее нормальный уровень. Но опасность постоянно подстерегала ее: если инсулина слишком много, то сахар падает до опасно низкого уровня. Ее начинало трясти, она потела и даже могла потерять сознание. Когда сахар в крови слишком долго повышен, он повреждает сердце, кровеносные сосуды, нервы, кожу и почки.
Я рассказываю эту историю не чтобы убедить в ужасности болезни (это вы и без меня знаете), а чтобы предупредить – недавно началась настоящая эпидемия.
Сегодня заболеваемость диабетом 1 типа увеличивается в два раза каждые двадцать лет во всех развитых странах; более того, у детей она проявляется все раньше.
Когда Кэти поставили диагноз, болезнь начиналась в среднем в девять лет. Значит в таком возрасте практически все клетки поджелудочной железы, производившие инсулин, уничтожены. А вот это сообщало нам информацию, что сам процесс начался намного раньше. Сейчас средний возраст начала болезни – около шести лет, а у некоторых всего в два-три. То есть у некоторых детей клетки островков Лангерганса погибают еще до двухлетия{159}.
Конечно, существует немало гипотез, объясняющих рост заболеваемости. Известно несколько генов, влияющих на предрасположенность детей к заболеванию. Их вполне мог нести в себе дедушка Кэти (иногда они никак не проявляют себя в течение поколений). Но сейчас исследуются также факторы окружающей среды, которые могут служить триггерами для диабета. Среди них наша старая знакомая, гигиеническая гипотеза, вирусы, недостаток витамина D и антитела, получаемые при питье коровьего молока.
Изучая литературу, я обнаружил и другие факторы риска. Ювенильный диабет с большей вероятностью развивается у детей, рожденных путем кесарева сечения, у высоких мальчиков и у детей, изначально рожденных с избыточным весом{160}. Каждый из этих признаков говорил о том, что пертурбации в составе наших микробов-обитателей в самом начале жизни тоже могут играть важную роль.
В марте 2011 года на собрании проекта «Микробиом человека» я познакомился с Джессикой Данн, очень целеустремленной сотрудницей Фонда исследования ювенильного диабета, которая пригласила меня выступить с лекцией в штаб-квартире организации в Нью-Йорке. Она слышала, как я рассказывал о нашей работе, посвященной связи ожирения и антибиотиков, и ей стало интересно, что мы думаем о диабете.
Мне повезло: к тому времени я начал сотрудничать с Александрой Ливанос, студенткой Нью-Йоркского университета, которая интересовалась, как воспаление поджелудочной железы влияет на микробиом. Так что предложил Эли изменить тему проекта – перейти от поджелудочной железы в целом к конкретике – к сахарному диабету 1 типа. Изменение не слишком большое – исследование по-прежнему было посвящено поджелудочной железе, – но, с другой стороны, теперь мы искали совсем другие вещи, так что и подход пришлось изменить.
К июлю Эли начала изучать эффект от раннего приема антибиотиков на так называемых NOD-мышах, у которых спонтанно развивается болезнь, очень напоминающая диабет 1 типа у людей. У нас была гипотеза. Исследования показывают, что с помощью различных методов лечения можно отсрочить начало диабета. Но возможно ли каким-либо способом его ускорить{161}? Было выдвинуто предположение, что медикаменты повлияют и на скорость наступления, и на тяжесть болезни.
Пока мы запрашивали финансирование у фонда исследования диабета, я предложил изучить NOD-мышей, которые подвергались либо субтерапевтическому режиму (СТК), либо «импульсным» терапевтическим дозам антибиотиков (ПЛА). К счастью, финансирование нам дали, но лишь половину от того, что мы попросили. У фонда не было столько денег, и нам сказали, что лучше сосредоточиться на экспериментах СТК, чем ПЛА, потому что наши предварительные данные по наличию избыточного веса кажутся более многообещающими. К счастью, у меня оказались отложены определенные средства на исследования, и нам хватило денег на оба эксперимента{162}.
Пока я пишу эти строки, работа продолжается, но Эли уже представила некоторые предварительные результаты на научных собраниях. Исследования показывают, что болезнь быстрее наступает при режиме ПЛА, но пока что эффект наблюдается только у самцов. Даже до развития диабета поджелудочные железы у мышей, получивших антибиотик, выглядели ужасно: иммунные и воспалительные клетки разрывали на части островки Лангерганса. Кроме того, Эли обнаружила, что лекарства изменяли и кишечные иммунные клетки – опять-таки до наступления диабета. Это доказывает, что ненормальное взаимодействие в кишечнике предшествует разрушениям в поджелудочной железе. Совсем недавно Эли показала, что «импульсивные» дозы значительно изменяют микробный состав задолго до наступления ранней стадии диабета, и некоторые организмы выделяются как потенциальные защитники. Что интересно, все эффекты от ПЛА оказались сильнее, чем от СТК, так что мы приняли верное решение, проведя оба вида исследований.
Сейчас проводятся дополнительные эксперименты, с помощью которых мы хотим узнать механизмы возникновения болезни. Вместе с нами в команде работают ученые из Массачусетса, Флориды, Северной Каролины и Швеции. Но на данный момент у грызунов – по крайней мере у самцов, – заметно, что прием лекарств на ранней стадии жизни повышает риск развития диабета 1 типа и с точки зрения количества заболевших, и с точки зрения возраста наступления заболевания. Наше предположение подтвердилось.
Ювенильный диабет – еще одна болезнь, одной из причин которой (по крайней мере, ее ускоренного наступления) может быть прием антибиотиков на ранней стадии жизни. Опять-таки, мыши – это не люди, но наши ранние результаты лишний раз подтверждают идею, что беспокоить младенческую микробиоту на ранней стадии – в данном случае во время развития иммунной системы – может быть опасно.
Моя дочь Джиния родилась в 1983 году, и, как многие дети, часто болела отитом. Тогда педиатры предлагали для лечения инфекции засовывать в уши трубки, но, будучи врачом, я выступал против этой идеи, потому что они могли повредить барабанные перепонки. Ее врач со мной согласился, так что до шести-семи лет Джиния часто принимала антибиотики курсами, которые длились несколько дней. В основном это был амоксициллин. Так что история моей дочери не уникальна.
Джиния росла. У нее проявились легкая астма и пищевые аллергии; особенно тяжелой была реакция на кожуру манго. Но первую болезнь она постепенно переросла, а остальных проблем можно было избежать, если не есть манго.
Она стала, как выразилась бы моя покойная мама, большой гуманисткой. Еще в подростковом возрасте начала ездить в Латинскую Америку, работает, учится, помогает беднякам, путешествует, открывает для себя новые места. Учитывая, где она бывала, останавливалась и что ела и пила, у нее часто случались приступы диареи; путешественники и врачи в Латинской Америке называют это
Поработав в Эквадоре в 2009 году и пропив еще один курс, она стала жаловаться на острую боль в животе и продолжающуюся диарею. Симптомы длились несколько месяцев. Анализы крови показали анемию, а также плохую восприимчивость к некоторым витаминам. К тому времени она вернулась в Бостон, чтобы изучать юриспруденцию. Однажды ночью ей стало так плохо, что Джиния отправилась в кабинет неотложной помощи в Массачусетский госпиталь. Врачи сначала подумали, что у нее острый аппендицит, но, к счастью, симптомы улучшились до того, как ее успели положить на операционный стол.
Разумеется, я волновался из-за ее состояния. У меня есть коллеги по всему миру, которые занимаются болезнями брюшной полости – самыми частыми недугами путешественников. Я попросил несколько по-настоящему великолепных врачей обследовать ее, но ни они, ни я так и не смогли понять, в чем же дело. Она сдала кровь на целиакию, кишечную болезнь с похожими симптомами, но анализы оказались отрицательными.
При целиакии (от греческого
За последние десятилетия заболеваемость целиакией резко увеличилась – вчетверо по сравнению с 1950 годом{163}.
В 2009 году Джинии сделали эндоскопию тонкого кишечника, в том числе – две биопсии для анализа на целиакию, но они опять оказались отрицательными. Симптомы к тому времени проявлялись уже больше года. Дочь чувствовала себя ужасно.
Один из друзей предположил наличие пищевой аллергии, и в мае 2010 года она пошла на прием к доктору Бернарду «Рарди» Фейгенбауму, моему коллеге и великолепному аллергологу. Он все же посчитал, что это целиакия, хотя анализы и были отрицательными. Иногда такое бывает, и я это знал. Люди далеко не всегда болеют «по учебнику» – это по собственному опыту, там содержатся общие правила, которые рассматривают наиболее важные ситуации. Но форм болезни много, и понимание вариаций – необходимый и важный навык медика. Одна из главных опасностей «лечения по книжкам» – мы перестаем думать, искать, анализировать и бездумно подчиняемся правилам.
Рарди предложил Джинии сесть на безглютеновую диету и посмотреть, поможет ли. Она последовала совету, и симптомы практически сразу пропали. Впервые за много месяцев перестал болеть живот. К сожалению, люди с целиакией сталкиваются с очень большой проблемой: глютен везде. Однажды вечером острая боль вернулась. Дочь вспомнила, что ела в ресторане соевый соус – именно тогда она узнала, что там частенько встречается глютен.
После этого она тащательно его избегала и отлично чувствовала себя целый месяц. А потом, когда ехала по шоссе обратно в Бостон, по пути остановилась и заказала в фастфуде картофель фри. Через час началась сильнейшая боль, как в тот раз, когда ей едва не вырезали несуществующий аппендицит. Стало понятно, что в этом картофеле был глютен.
Сейчас Джиния очень скрупулезно подходит к своей еде, так что после того эпизода в дороге практически не мучалась. Как ученый, я не могу доказать, что у Джинии целиакия, но ее симптомы вполне сходятся с диагнозом, а недавний анализ крови впервые показал повышенный уровень антител к глютену. В этой связи интересны курсы амоксициллина и метронидазола, которые она пропивала. Мне кажется, случившиеся в раннем возрасте пертурбации в микробном составе привели к астме и аллергии на манго. А метронидазол стал последним ударом: он уничтожил популяцию кишечных микробов, которая мешала иммунным клеткам проявлять аллергическую реакцию, в том числе на глютен.
Недавно группа коллег, изучающих целиакию, попросила меня помочь с анализом данных, собранных в Швеции. Докторы Карл Марильд и Юнас Людвигссон собрали данные по тысячам людей, у которых была диагностировала целиакия, по людям с симптомами, похожими на целиакию (я называю это «почти-целиакией»; судя по всему, чем-то подобным больна Джиния), и по контрольной группе здоровых людей. Кроме того, были получены данные по продажам из аптек страны.
Главный результат: тем, у кого недавно развилась целиакия, антибиотики прописывали на 40 % чаще, в сравнение с теми, у кого целиакии не было{164}. Так было и с теми, кто действительно болел, и с теми, у кого были просто симптомы, и с мужчинами, и с женщинами. У людей, кому прописали больше курсов, риск был выше. Как и в случае с изучением диабета, подобные устойчивые результаты очень важны – это не просто отдельный случай. Для меня лично интереснее всего оказалось то, что метронидазол (то самое лекарство, которое несколько раз прописывали Джинии), сильно действующий на кишечные бактерии, теснее всего связан с целиакией. Те, кому его прописали, рисковали в два раза сильнее.
Да, эти исследования всего лишь показывают корреляцию между приемом антибиотиков и целиакией. Мы даже не знаем, пропивали ли курсы все, кому их прописали, но предполагаем, что в общем и целом их принимали все. Также пока невозможно доказать причинно-следственную связь. Один из возможных вариантов – прямая зависимость: прием антибиотиков пробуждает целиакию, к которой была склонность. Другой вариант – обратная: люди уже болеют целиакией, и врачи дают им антибиотики, чтобы лечить симптомы, не зная самой болезни. Сейчас невозможно определить, какая верна, но первая сходится и с нашей работой, и со случаем Джинии.
Меня пригласили присоединиться к еще одному анализу целиакии, который проводила та же группа экспертов, теперь возглавляемая доктором Бен Лебволь из Колумбийского университета{165}. Вопрос звучал так: есть ли связь между присутствием
Чтобы узнать ответ, группа из Колумбийского университета, работавшая с командой патологов в крупной национальной справочной лаборатории в Техасе, исследовала более 136 000 человек, которым, по разным причинам, делали эндоскопию верхней части желудочно-кишечного тракта. В рамках рутинного анализа медики искали
Поскольку исследование проводилось в США, процент людей с
Вполне вероятно, что заболеваемость целиакией растет, потому что микробы, защищающие нас от аллергических реакций, исчезают. И желудочные бактерии, и кишечные (уязвимые для метронидазола и/или других антибиотиков), возможно, в определенной степени охраняют нас от заболевания. И у людей с
Еще одна болезнь, которую стоит рассмотреть в контексте исчезающего микробного разнообразия – так называемые воспалительные заболевания кишечника (ВЗК), группа хронических, рецидивирующих расстройств кишечного тракта. Два основных типа: это язвенный колит и болезнь Крона, которые частично пересекаются, но патология у них разная.
Язвенный колит поражает только толстую кишку и чаще всего ограничивается поверхностными слоями стенки кишечника. У пациентов часто идет кровь из прямой кишки, они страдают от тяжелой диареи, теряют вес, развивается анемия. Болезнь может разрушить жизнь. И, что еще хуже, чем дольше они болеют, тем выше риск развития рака. Один из моих ближайших друзей страдал от колита, пока десять лет назад не решился на удаление толстой кишки. И поступил правильно – болезнь вышла из-под контроля, после более тридцати лет воспаления толстой кишки риск рака был слишком высок. Теперь у него вместо толстой кишки мешочек, называемый колостомой. Это, конечно, не идеально, зато появился новый репертуар для шуток и он больше не мучается приступами. А на горы восходит пешком бодрее меня.
Болезнь Крона может поражать весь желудочно-кишечный тракт: на стенках кишечника появляются участки воспаления, а получившиеся от этого рубцы, называемые фиброзом, приводят к непроходимости. Язвенный колит известен уже давно, но вот болезнь Крона была впервые описана лишь в 1932 году нью-йоркским доктором Баррилом Кроном. Вот в чем вопрос: она появилась лишь в XX веке, или же ее раньше просто не замечали? Мы не знаем ответа, как и причины. Но известно, что в последние годы случаи заболевания встречаются все чаще по всему миру.
Очевидно, кишечные микробы как-то связаны с ВЗК, потому что практически все модели болезни в опытах с мышами требуют их присутствия для развития колита. Болезни приходят и уходят, а антибиотики помогают пережить кризисы. Это, конечно, не говорит о том, какую роль играют бактерии: главную или вспомогательную. Но ясно, что они определенно участвуют в процессе. Более важный вопрос: почему растет число случаев ВЗК?
В 2011 году группа датских ученых выпустила статью об исследовании медицинских карт всех 577 627 детей, родившихся в Дании единственными в семье, и оценке риска развития ВЗК в раннем возрасте{167}. За ними в среднем следили почти шесть лет – более 3 миллионов человеко-лет сопровождения. Исследование таких масштабов дает возможность наблюдать необычные события.
Ученые подсчитали, что каждый курс антибиотиков ассоциируется с 18 % увеличением риска развития болезни Крона.
У 117 детей развились ВЗК. Первый контакт с медицинской системой – в клинике, кабинете неотложной помощи или госпитале – в среднем случался в возрасте 3,5. Это очень ранние случаи; пик обычно приходится на более взрослый возраст, и, естественно, со временем заболевших становится больше. Тем не менее исследователи смогли узнать, какому именно воздействию подвергались дети, прежде чем заболеть, и стали искать корреляции. По сравнению со здоровыми, те, у кого развились ВЗК, на 84 % чаще принимали антибиотики. Более того, для них риск развития болезни Крона был выше втрое. И чем чаще прием лекарств, тем выше риск.
Эти цифры отрезвляют и сходятся с другими исследованиями, например, канадским. Оно продемонстрировало, что у тех, кто лечился антибиотиками в первый год жизни{168}, риск развития астмы выше. Когда врач в последний раз говорил вам, что прием подобных лекарств может повысить риск развития астмы или ВЗК у вашего ребенка? Никогда. Но на недавней конференции по микробиому один из участников, медик, предложил печатать предупреждения о серьезных рисках – из тех, что написаны жирным шрифтом в рамочке на листке бумаги к коробке с сильнодействующим средством.
Я уже рассказывал о наших исследованиях астмы. Другие болезни, связанные с ней – сенная лихорадка и экзема, известная также как атопический дерматит. Сенная лихорадка – это повышенная чувствительность к аллергенам в окружающей среде, таким как пыльца, кошачья перхоть или розы. Еще ее называют аллергическим ринитом; она приводит к чиханию и проблемам с носовой полостью. Экзема проявляется как полоски либо красной, либо сухой и чешуйчатой кожи. У детей чаще всего выступает на коже головы, лице и груди, но может появиться и в других местах.
Их распространение значительно выросло в последние годы – параллельно с астмой. На самом деле некоторые начинают с экземы, а заканчивают астмой (так называемый «марш к астме»), или же у них присутствуют все три болезни одновременно. Миллионы детей в одних только США подвержены действию этой современной чумы. Как я уже говорил, появляется все больше свидетельств в пользу того, что отсутствие
Другие заболевания также «не стоят на месте». Аллергии на орехи когда-то были очень редким заболеванием, но сейчас проявляются чуть ли не у каждого пятидесятого ребенка{169}. Между 1997 и 2008 годами процент детей с диагнозом «аллергия на арахис» вырос втрое. Хотя большинство случаев довольно мягкие, да и диагнозы, бывает, ставят на всякий случай, аллергические реакции могут быть очень тяжелыми и приводить к внезапному смертельному исходу. Даже самой маленькой частички арахиса в еде иногда достаточно для проявления тяжелой реакции. Именно поэтому теперь производители пищи указывают на этикетках «продукт содержит следы орехов» или «продукт сертифицирован на отсутствие орехов». Данное заболевание меняет жизнь десятков тысяч детей по всему миру. Откуда берутся все эти аллергии? Уж точно не потому, что родители не держат домашних животных.
Недавно я задумался о возможных «подозреваемых». И пришел вот к какому выводу: все антибиотики наносят более или менее одинаковый сопутствующий ущерб нашим бактериям-обитателям. Вспомнились фермы: практически все антибактериальные средства оказывают похожий эффект стимулирования роста, вне зависимости от того, пенициллины получают, тетрациклины или макролиды. Но что, если все-таки не все равны? Мы знаем, что крупные классы антибиотиков различаются с точки зрения того, какие бактерии они лучше убивают. В экспериментах на мышах постоянно обнаруживается, что тилозин (препарат группы макролидов) оказывает более заметный эффект, чем пенициллины. Так что было решено исследовать именно эти два класса лекарств – макролиды и пенициллины (исходные члены класса антибиотиков под названием бета-лактамы), – потому что вместе они составляют более 80 % всех антибиотиков, которые прописывают нашим детям.
В прошлом основным макролидом был эритромицин. Но по сравнению с амоксициллином, он был менее эффективен против нескольких важных патогенов и часто приводил к побочным эффектам вроде тошноты и расстройства желудка. В 1991 году в США была выдана лицензия на производство двух новых макролидов: кларитромицина и азитромицина. Оба по всем важным показателям превосходили эритромицин и вскоре полностью его вытеснили. Азитромицин – лекарство долгосрочного действия: всего несколько таблеток способны поддерживать эффект неделю. Производитель, понимая его ценность, придумал так называемый «Z-пакет» – небольшое количество лекарств, которые можно получить по одному рецепту и использовать в течение всего курса. Z-пакет прост, эффективен, да и название легко запомнить.
В 1990 году, за год до выдачи лицензий, продажи набора стремились к нулю. К 2010 году (последний год, за который мне удалось найти данные{170}) его использование выросло до 60 миллионов курсов, а азитромицин стал самым продаваемым антибиотиком в США, обогнав даже розовый сироп – амоксициллин. Это означает, что примерно каждый пятый житель каждый год принимает по курсу азитромицина.
В 2010 году более 10 миллионов курсов азитромицина прописали детям до восемнадцати лет, из них почти 2 миллиона – до двух лет{171}.
Для лекарства, которого двадцать пять лет назад даже не существовало, оно очень крепко обосновалось в нашем медицинском сообществе. В этот же временной период значительно усилились многие современные эпидемии. Могут ли в этом играть роль новые, высокоэффективные макролиды? Я всего лишь предполагаю, но эксперименты на мышах дают однозначные результаты, да и карты применения антибиотиков, составленные Центрами по контролю и профилактике заболеваний, указывают на макролиды. Что еще интереснее, чаще всего их принимают именно в штатах, где самый высокий процент людей с избыточным весом{172}.
Вспомним и об аутизме, вызывающем ужас в сердцах родителей. С каждым годом он встречается все чаще. Когда доктор Лео Каннер впервые описал болезнь в 1943 году, она была редкой. Сейчас у каждого 88 ребенка есть либо аутизм, либо расстройство аутистического спектра (РАС){173}. Рост случаев в определенной степени, конечно, обусловлен избыточной диагностикой, но само по себе это недостаточное объяснение огромного увеличения случаев. Даже если принимать во внимание разницу в диагностических критериях, количество случаев увеличилось вчетверо по сравнению с 1960 годом.
При данном заболевании нарушается развитие функций головного мозга: сложные взаимодействия, особенно связанные с общением, пониманием нюансов и невербальных намеков проходят не так, как у здоровых людей. Маленьким детям необходимы подобные навыки, чтобы научиться понимать социальные контексты: они жизненно важны в последующей жизни.
Как и в случае с любой другой «чумой современности», существуют многочисленные теории, объясняющие рост случаев аутизма: токсины в еде, воде и воздухе; воздействие химикатов и пестицидов во время беременности; некоторые характеристики отцов. Но точно не знает никто. Само существование такого числа теорий говорит о том, насколько таинственна загадка.
Моя теория основывается на факте, что кишечные микробы участвуют в раннем развитии мозга.
Ваш кишечник содержит более 100 миллионов нейронов – число того же порядка, что и количество мозговых клеток, – которые работают по большей части независимо от головного мозга. Они располагаются двумя сетчатыми слоями между мышцами пищеварительного тракта – в местах, где те сокращаются, чтобы проталкивать и перемешивать содержимое кишечника. Нейроны помогают поддерживать движение – сигналы уходят прямо в мозг. Кроме того, эти клетки умеют чувствовать, что происходит в кишечнике – например (самое простое), есть ли вздутие. Обширная сеть нервных окончаний в стенках отправляет сигналы непосредственно в мозг через блуждающий нерв. Другая недавно опубликованная группа исследований, опять-таки на грызунах, показывает, что сигналы «снизу» (из кишечника) «вверх» (в мозг) могут влиять на когнитивное развитие и настроение{174}.
Эти нейроны, часть энтеральной нервной системы, регулярно контактируют с микробами кишечника. Один из более интересных аспектов взаимодействия состоит в том, что кишечник содержит клетки, вырабатывающие нейротрансмиттер серотонин, который участвует помимо прочего в регулировании обучения, настроения и сна. Мы обычно считаем, что он создается и перемещается в мозге, но на самом деле 80 % производится нейроэндокринными клетками в кишечнике. А бактерии, которые там обитают, общаются с ними – либо непосредственно, либо через воспалительные. Так или иначе, «разговор» идет активный. Кроме того, многие микробы вырабатывают химические вещества, которые нужны развивающемуся мозгу для нормального функционирования. Среди них ганглиозиды, небольшие углеводоподобные молекулы, из которых нервные клетки строят себе оболочку.
Теперь представьте, что получается, когда ребенок принимает антибиотики. Если состав микробов, способствующих выработке ганглиозидов и серотонина, изменится, то же произойдет и с мозгом. Микробы, стенка кишечника и мозг, возможно, продолжат общаться, но уже на другом «языке». Для взрослого человека это особо ничего не изменит, но вот каково влияние на новорожденного или младенца, чей мозг активно развивается? Мы не знаем, что здесь причина, а что – следствие, но обширные исследования указывают на ненормальные уровни серотонина в крови детей с аутизмом{175}.
Известно, что антибиотики влияют на развитие обмена веществ (вспомните ожирение) и иммунитета (астма, диабет 1 типа), так что предположение, что они как-то влияют и на сложное развитие мозга, уже не выглядит натянутым. Это критически важная область изучения, и мы уже начали работу над этой проблемой в собственной лаборатории.
Поделиться книгой: