Как микробы управляют нами. Тайные властители жизни на Земле - Эд Йонг

Мир вокруг нас – огромное хранилище потенциальных компаньонов, имя которым – микроорганизмы. Все, что попадает к нам в желудок, может принести с собой сюрприз в виде новых микробов, которые смогут переварить неусвояемые прежде ингредиенты, обезвредить яд в несъедобном прежде продукте или убить паразитов, прежде убивавших нас. Каждый новый такой товарищ может помочь нам чуть больше съесть, чуть дальше пройти и чуть дольше прожить.

Большинство животных не имеют возможности порыться в исходном коде таких адаптаций и выбрать себе то, что нужно. Плодовые мушки не занимались поисками спироплазмы, чтобы разрешить вопрос с червями. Пустынные хомяки не выискивали расщепляющих креозотовую смолу микробов, чтобы разнообразить свое питание. Им приходится надеяться лишь на удачу. Нам, людям, с этим куда проще. Мы можем придумывать новое, планировать и решать проблемы, а еще у нас есть огромное преимущество перед другими животными: мы знаем, что микробы существуют! У нас даже есть инструменты, с помощью которых мы их видим. Мы умеем их выращивать. Мы обладаем всеми возможностями для того, чтобы расшифровать законы, управляющие их существованием, и понять природу нашего с ними сотрудничества. И это позволяет нам контролировать такое сотрудничество. Мы можем заменить слабые сообщества микробов на более сильные, улучшающие здоровье. Мы можем создавать новые симбиозы для борьбы с болезнями. А также разорвать давние союзы, которые ставят наши жизни под угрозу.

Все начинается с укуса. Комар садится мужчине на руку, втыкает хоботок в его плоть и начинает сосать. В насекомое попадает кровь, а в руку – множество крошечных паразитов. Это личинки филярий. Микроскопические круглые черви по кровотоку направляются к лимфоузлам в ногах и половых органах человека. За год они превращаются во взрослых особей и начинают спариваться друг с другом, ежедневнопроизводя тысячи новых личинок. Врач бы заметил на УЗИ, как они там копошатся, но зараженному человеку к нему идти незачем – хоть у него внутри и оказались миллионы паразитов, никаких симптомов нет. Однако в конце концов они появляются. Погибая, черви провоцируют воспаление и блокируют течение лимфы, которая начинает скапливаться под кожей человека. Его конечности и пах распухают до огромных размеров. Бедро становится толщиной с туловище, а мошонка – размером с голову. Он больше не может работать, даже встать для него теперь проблема. От этого увечья и, соответственно, от косых взглядов ему теперь не избавиться до конца жизни. Этим мужчиной может оказаться фермер в Танзании, рыбак в Индонезии или пастух в Индии. Это не имеет значения, ведь теперь он – один из миллионов больных лимфатическим филяриозом.

Это заболевание, известное также как элефантиаз или слоновая болезнь из-за ужасающих опухлостей, к которым оно приводит, поражает людей в тропиках. Его вызывают три вида нематод – Brugia malayi, Brugia timori, а главное – Wuchereria bancrofti. Родственный им вид Onchocerca volvulus вызывает похожее заболевание – онхоцеркоз. Его переносчики – мошки, а не комары, и поражает он не лимфоузлы, а более глубокие ткани. Самки этого червя погружаются в жилистую, волокнистую плоть и вырастают там до 80 сантиметров в длину. Их личинки отправляются к коже, где вызывают нестерпимый зуд, или к глазам, где уничтожают сетчатку и зрительный нерв. Потому-то онхоцеркоз в народе и называют «речной слепотой».

Эти патологии, вместе известные как филяриоз, относятся к самым распространенным в мире – ими болеют более 150 миллионов людей, а еще полтора миллиарда рискуют заразиться[342]. До недавнего времени эти болезни считались неизлечимыми. Существовали лекарства для убийства личинок и снятия симптомов, но взрослые особи на редкость устойчивые – против них лекарства были бесполезны. Продолжительность жизни у этих видов – десятки лет, что для нематод крайне долгий срок, так что больным приходится проходить регулярную терапию. «Из всех тропических заболеваний эти два, пожалуй, самые тяжелые», – говорит Марк Тейлор, одетый с иголочки седовласый паразитолог.

Тейлор взялся за исследование филярийных инфекций в 1989 году – его привлекла их тяжесть. Человека может поразить множество нематод, но они, как правило, вызывают не особенно заметные симптомы. Почему же нематоды, стоящие за филяриозом, провоцируют столь болезненное воспаление? Оказывается, у них есть помощник, причем мы с ним уже знакомы. В 1970-х годах исследователи рассмотрели этих червей под микроскопом и обнаружили в них структуры, напоминающие бактерий[343]. До 1990-х годов о них благополучно забыли, зато потом выяснилось, что это Wolbachia – та самая бактерия, что включила свои гены в геном гавайских мушек, убивает самцов лунной бабочки и обитает в двух из трех видов насекомых в мире.

Та вольбахия, что поселилась в нематодах, представляет собой сжатую версию вольбахии других насекомых. Она утратила треть своего генома и навсегда стала частью организма хозяина. Нематоды тоже оказались в плену симбиоза – без бактерий они по не совсем понятным причинам не могут завершить свой жизненный цикл, а также спровоцировать тяжелое заболевание. При гибели червя вольбахия оказывается одна в человеческом теле. Поражать клетки человека она не умеет, зато вызвать иммунную реакцию – это запросто, причем не такую, как червь. По словам Тейлора, мощными симптомами филяриоз обязан совокупности реакций иммунной системы на самого червя и на его симбионтов. Увы, это означает, что гибель червей приводит к ухудшению состояния больного, ведь в предсмертных муках они выпускают наружу все свои запасы вольбахии. «Лимфоузлы разрываются, и в паховой области начинается воспаление, – с мрачным видом объясняет Тейлор. – Вам такого не нужно. Лучше убивать червей постепенно, а как это сделать с помощью противонематодных препаратов – непонятно».

Есть и другой вариант. Почему бы не оставить червей в покое и не приняться за вольбахию?

В лабораторных исследованиях Тейлор и другие выяснили, что черви погибают, если обработать их антибиотиками и убить вольбахию. Личинки не созревают, а взрослые особи теряют способность размножаться. Через некоторое время их клетки самоликвидируются. Расставание для этих партнеров – не вариант: если их симбиотическая связь нарушится, погибнут оба. Этот процесс занимает много времени, порой до 18 месяцев, но медленная смерть – тоже смерть. Поскольку у червей не остается вольбахий, их можно уничтожать без всяких опасений.

В 1990-х Тейлор с коллегами решили применить результаты исследования на практике. Им нужно было выяснить, можно ли с помощью доксициклина – это такой антибиотик – избавиться от вольбахии в организме больных филяриозом. Одна группа занялась жителями деревень в Гане, страдающими от речной слепоты, а другая – танзанийцами, зараженными лимфатическим филяриозом. Оба опыта прошли успешно. Доксициклин привел к бесплодию самок червей в Гане и уничтожил личинок в Танзании[344]. А еще и там, и там он убил взрослых особей нематод в организме трех четвертей добровольцев, не спровоцировав при этом разрушительных иммунных реакций. Это было очень круто. «Мы впервые смогли излечить филяриоз, – радуется Тейлор. – Обычные препараты здесь бы не справились»[345].

Однако доксициклин – это не панацея. Беременным женщинам и детям он противопоказан. К тому же он действует крайне медленно, так что больным приходится принимать его курсами на протяжении многих недель. Довольно сложно все это время поставлять антибиотик в далекие от цивилизации поселения, а убедить больных пройти курс до конца – тем более. Доксициклин – не такое уж плохое оружие для борьбы с филяриозом, но Тейлор решил, что сможет придумать что-нибудь получше.