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

В океанариуме сейчас идет работа над несколькими проектами, направленными на улучшение жизни его подопечных[414]. Билл Ван Бонн, вице-президент Аквариума Шедда по охране здоровья животных, делится историей о том, как раньше всю воду в главном океанариуме – больше 11 миллионов литров! – каждые три часа прогоняли через очистительную систему фильтров. «Знаешь, сколько на это энергии уходило! Зачем мы так часто это делали? А затем, что думали, чем вода будет чище, тем животные будут здоровее и счастливее! – говорит Ван Бонн с напускным восторгом. – А когда мы стали очищать только половину воды, ее химический состав и состояние здоровья животных взяли да улучшились, представляешь?»

Ван Бонн подозревает, что с улучшением санитарных условий они переборщили, ведь в итоге из океанариума исчезли полезные микробы, а вредные получили возможность беспрепятственно размножаться. Вам эта ситуация ничего не напоминает? Верно, то же самое случается в кишечниках больных, принимающих антибиотики. Из-за антибиотиков из экосистемы пропадают микробы, выполняющие полезные функции. Им на смену приходят их естественные конкуренты – патогены вроде C-diff. Стерильность – это не цель, а проклятие, и разнообразная экосистема гораздо лучше, чем истощенная. Это справедливо как для океанариума, так и для кишечника – да и для больницы тоже.

«Я доктор Джек Гилберт. Мы находимся возле больницы», – Джек Гилберт показывает на огромное здание за спиной.

Мы приехали в Центр ухода и открытий при Чикагском университете – недавно построенное здание, напоминающее торт с чередующимися серыми, оранжевыми и черными коржами. Гилберт перед ним пытается снимать проморолик. Не уверен, что оператору удастся записать приличный звук: ветер слишком сильный. Более уверен я в том, что Гилберт замерз. И совершенно точно убежден, что здание представляет собой больницу.

Незадолго до ее открытия в феврале 2013 года группа исследователей во главе с Саймоном Лэксом, студентом Гилберта, прошлась с ватными палочками наперевес по пустующим больничным коридорам. Они заглянули в десять палат и два поста медсестер, расположенные на двух этажах: один для пациентов, которых скоро выпишут, другой – для тех, кто останется здесь надолго, например больных раком и реципиентов органов. Людей в палатах пока не было, зато были микробы, которых ученые и собирали. Они сняли пробы с девственно чистых полов, блестящих краников и спинок кроватей, а также простыней, сложенных уголок к уголку. Кроме того, пробы были взяты с выключателей, дверных ручек, вентиляции, телефонов, клавиатур и много чего еще. Затем в комнатах были размещены регистраторы, измеряющие уровень освещенности, температуру, влажность и давление воздуха, детекторы углекислого газа, позволяющие узнать, есть ли в комнате люди, и инфракрасные сенсоры, записывающие, когда в палату входили или выходили из нее. После торжественного открытия больницы исследователи продолжили работу. Теперь пробы брались как с палат, так и с пациентов[415].

Составить описание развивающегося микробиома новорожденного человека – обычная задача для врача, ну а Гилберт впервые составил описание микробиома нововозведенного здания. Сейчас его научная группа в процессе анализа данных: нужно узнать, как присутствие людей изменило микробную обстановку в здании, попали ли какие-то из микробов-аборигенов в организмы пациентов. В больнице эта проблема стоит острее всего. Там перемещение микробов может нарушить грань между жизнью и смертью – множеством смертей. Около 5 – 10 % пациентов в развивающихся странах подхватывают инфекцию в больницах и других здравоохранительных учреждениях – то есть заболевают как раз там, где их должны были вылечить. Только в США это примерно 1,7 миллиона заражений и 90 тысяч смертей в год. Откуда берутся ответственные за эти инфекции патогены? Из воды? Из вентиляции? А может, от работников больниц? Именно это и планирует узнать Гилберт. Исследовав собранные его группой данные – огромный массив данных! – он сможет отследить передвижения микробов, скажем, с выключателя на руку доктора, а оттуда – на спинку кровати пациента[416]. И возможно, у него получится придумать, как ограничить столь опасные для нашей жизни микробные путешествия.

Эта проблема появилась уже давно. Еще в 1860-х Джозеф Листер ввел в своей больнице обязательные методы стерилизации, благодаря чему патогенам стало гораздо сложнее распространяться. Простые меры, такие как мытье рук, несомненно, спасли бесчисленное количество жизней. Но вместе с тем мы нередко объедаемся антибиотиками и выливаем на себя антисептики тюбик за тюбиком. Эта чрезмерная погоня за стерильностью не обошла и здания – даже больницы. В одной американской больнице недавно потратили 700 тысяч долларов на укладку напольного покрытия с антибактериальными веществами, даже не зная, действительно ли это поможет. Есть вероятность, что проблемы могли обостриться еще сильнее. Как в случае с дельфинарием и человеческим кишечником, в порыве сделать больницы стерильными мы, возможно, создали брешь в микробиоме самих зданий. Быть может, уничтожив полезные бактерии, мы, сами того не желая, создали еще более опасную экосистему.

«Нам нужно, чтобы в зданиях обитали полезные микробы, ну или хотя бы чтобы они сидели на одном месте и ни с кем не взаимодействовали, – добавляет Шон Гиббонс, еще один студент Гилберта. – Разнообразие тут не повредит». Если переборщить с антисептический обработкой, это разнообразие можно уничтожить. Гиббонс это доказал своим исследованием общественных туалетов[417]. Он выяснил, что в чисто вымытых туалетах первым делом поселяются фекальные микробы – они распространяются по воздуху при смыве. Через некоторое время их понемногу начинают заменять разнообразные кожные микробы, но потом туалет моют снова, и все начинается заново. Такова ирония: если мыть туалет слишком часто, фекальных бактерий там будет больше.

Джессика Грин, в прошлом инженер, а ныне эколог из Орегона, обнаружила похожую ситуацию у микробов, обитающих в палатах с кондиционером[418]. «Сначала я предположила, что сообщество микробов в воздухе внутри будет напоминать то, что снаружи, – рассказывает Джессика. – А оказалось, что совпадений между ними очень мало, а иногда и вообще нет!» Снаружи в воздухе обитали безвредные почвенные и растительные микробы. В палате же было необычно много потенциальных патогенов: они попадали в воздух из организмов пациентов, и за окном их почти не было. Пациенты попросту варились в собственном микробном соку! И ведь исправить это проще простого: нужно всего лишь открыть окно.

Флоренс Найтингейл, известная на весь мир спасительница жизней военных, полтора века назад утверждала то же самое. О микробиоме ей знать было неоткуда, зато во время Крымской войны она заметила, что пациенты быстрее оправляются от заражения, если окно в их палате открыто. «Настоящий свежий воздух может проникнуть в помещение только через окна, причем лишь те, что расположены на обветриваемой стороне», – писала она. Любому экологу это покажется вполне логичным: вместе со свежим воздухом в палату попадают безобидные микробы и занимают в ней место, а значит, патогенам остается меньше места. Однако сама мысль о том, чтобы специально запускать микробов в палату, противоречит нашему представлению о работе больниц. «Мы почему-то уверены, что в больницах и во многих других зданиях все, что находится снаружи, должно там и оставаться», – объясняет Грин. Эта мысль засела в головах людей так прочно, что Джессике во время исследования приходилось уговаривать руководство больницы разрешить ей вскрыть окна в некоторых палатах – на них давно стояли запоры.