Джессіка Снайдер Сакс - Мікроби гарні та не дуже. Здоров’я і виживання у світі бактерій

місяць до того під час операції зі стелі впала єдина лампа верхнього освітлення. «Тільки швидкі рефлекси одного з лікарів дозволили уникнути катастрофи, – писала кореспондентка Star-Ledger Емі Елліс Натт. – А потім він до кінця операції тримав лампу над пацієнтом». Цілий місяць Сміллі радів перерві в болях, але потім, після повернення до Штатів, інфекція повернулась. Стаття закінчувалась тим, що тепер цей американський інженер приймає новий антибіотик і планує повернутися до Тбілісі. (Відтоді в нього діагностували імунодефіцит, що залишає його чутливим до хронічних інфекцій.)

Сміллі далеко не єдиний твердо вірить у фаготерапію. Однак через десять років з початку фагоманії на Заході популярних статей про таке лікування все ще значно більше, ніж згадок про нього в науковій літературі. Колись переповнена ніша компаній, що займалися вивченням бактеріофагів, нині зменшилася до п’яти чи шести, а до клінічних випробувань на пацієнтах так ніхто й не дійшов. Наприкінці 2006 року тільки одна компанія (Intralytix Морріса й Сулаквелідзе) отримала схвалення Управління з контролю за якістю харчових продуктів та медикаментів для першого препарату бактеріофагів, харчової добавки, націленої на лістерію в м’ясі.

Чому ж досягнутий прогрес настільки не виправдав сподівань? Для початку деякі вчені завжди наїжачувались, коли фаги називали «абсолютно нешкідливими». Хоча це правда, що фаги всюдисущі (оближіть губи, і зможете підхопити їх із мільйон), для терапевтичного застосування їх треба очистити й ущільнити у форму набагато більш концентровану за будь-що в природі. Може, така пігулка концентрованого вірусу, хоч і нешкідлива для людських клітин, викликає небезпечну імунну відповідь? Декілька невеликих перевірок на безпеку говорять, що ні. Але є й інші потенційні небезпеки.

«Ледь не кожен різновид токсину, що його виробляють хвороботворні бактерії, проростає з гена, доставленого фагом, – пояснює Вінсент Фіскетті, який вивчає ці віруси з 1960-х років. – Ось що роблять фаги: переходячи від одного господаря до наступного, вони підхоплюють та переносять їхні гени». Токсини, що беруть участь у розвитку дифтерії, холери, некротичних стрептококових і геморагічних кишкових інфекцій, – усі вони кодуються фагами, що перетворюють колись нешкідливих мікробів на небезпечних убивць.

Сулаквелідзе й багато інших прихильників використання фагів кажуть, що цю небезпеку легко обійти. «Ми шукаємо в геномах наших фагів присутність генів токсину або чогось іншого, перенесення чого для нас небажане, і просто не використовуємо ті, що їх мають», – каже він. Оскільки мільйони фагів можна знайти просто у відрі брудної води, це завдання видається доволі простим. Проте це не завадить підхопити нові проблемні гени навіть «найчистішому» фагу, особливо коли він розгортається проти супермікробів, із вантажем такої небезпечної ДНК. Щоб знизити ризик цієї небезпеки, додає Сулаквелідзе, треба уважно добирати фаги з мінімальною або й відсутньою тенденцією вбудовуватись у хромосоми їхніх господарів.

Проблема, попереджає Фіскетті, полягає в тому, що ми все ще далекі від повного розуміння механізмів перетасування генів фагами. Для прикладу, Фіскетті і його колега Томас Броуді нещодавно показали, що фаги, які кодують токсини, у пробірці поводяться зовсім інакше, ніж в організмі тварини. Помістіть нетоксичний штам Streptococcus pyogenes у пробірку зі штамом, що несе кодований фагами токсин, і нічого не станеться. Але помістіть обидва штами в горло миші (або культуру клітин горла людини), і фаг, що кодує токсини, почне перестрибувати на нетоксичний стрептокок, аби перетворити його на шкідливого мікроба. Хоч і дуже зацікавлений ідеєю фагів, Фіскетті все ж обережно ставиться до використання їх для людей. «Ми просто не можемо сказати, що станеться, якщо сконцентрувати ці віруси та використати їх для контролю заразного організму», – каже він.

Окрім пересторог щодо безпеки, фаготерапія стикається і з практичними перешкодами. Через те що імунна система розпізнає фаги як віруси, вона швиденько вичищає від них організм. Подейкують, що деякі перші радянські дослідники досягли прогресу в розв’язанні цієї проблеми, неодноразово прищеплюючи тварин конкретним набором фагів, доки не виділили кілька вірусів, що якимось чином виживали в крові протягом кількох днів. Однак серед фагів, відомих своєю націленістю на хвороботворні бактерії, жодного з таких імуноухильних виділити не вдалося. Тому навіть у Східній Європі успішне використання фагів обмежувалося ліками, яким для дії не потрібно поглинатися організмом, на кшталт кишкових «омивателів», націлених на діарейних мікробів, таких як шигела чи сальмонела, та просякнутих фагами пов’язок, які можна накладати на рани та слизові оболонки, як у випадку з інфікованими пазухами Сміллі.

Ще однією перешкодою є те, що бактерії швидко виробляють стійкість до фагів, як і слід було очікувати від їхньої довгої історії співіснування. Тому ці віруси потрібно пакувати в багатофагові «коктейлі», що робить їх менш специфічними (потенційно збільшуючи їхній побічний шкідливий вплив на мікрофлору) і більш складними для перевірки на безпеку. І врешті фаги сьогодні практично не патентуються. Якась компанія може домогтися патенту на конкретний коктейль фагів, але ніщо не завадить іншій компанії змішати його трохи по-іншому. «Без патентів дуже складно переконати когось вкладати мільйони в дослідження та розробку, – каже Фіскетті. – Ця справа починає здаватися надто ризикованою».

Найгостріша критика фаготерапії, схоже, прозвучала в 2004 році, коли Стівен Проян, керівник Служби антибактеріальних досліджень фармацевтичного гіганта Wyeth, зазначив, що століття дослідження фагів на експериментальних тваринах принесло публікацію лиш однієї статті, де йшлося хоч про якусь користь. «Це мовчання промовисте, – написав Проян у науковому журналі Nature Biotechnology. – Персональні життєві історії колишніх пацієнтів, що “виграли” від фаготерапії, водночас кумедні і сумні, але з очевидних причин ми не чуємо тих пацієнтів, чиї інфекції вилікувані не були». Уникнути паралелей із фантазійними лікарськими засобами, такими як розвінчаний протираковий лаетрил, стає ще важче, якщо почитати інтернет-рекламу, метою якої є заманити пацієнтів до Тбілісі для спа-процедур у дедалі більш поширених у цьому місті центрах фаготерапії або в новій клініці-філії, «що відкриється незабаром» у Тіхуані, Мексика.

Проте навіть критики на кшталт Прояна та обережні прихильники на кшталт Фіскетті готові погодитися, що дослідження фагів рано чи пізно можуть породити важливі нові тактики боротьби з бактеріальними інфекціями. Як розробник лікарських засобів, Проян бачить потенціал у дослідженні фагів: він підкреслює, що фаги інфікують бактерії, пробиваючи слабкі місця броні їхніх клітин. То чому б не використати їх для пошуку нових мішеней антимікробних препаратів? Монреальська компанія PhageTech розробляє саме таку лінію атаки, аналізуючи крихітні геноми фагів, що інфікують стафілококи, та вивчаючи білки, які ті використовують для захоплення механізмів копіювання мікробних генів і білків.

Тим часом лабораторія Фіскетті в Рокфеллерівському університеті виділила низку ферментів – фаги змушують бактеріальну клітину виробляти їх, щойно вони закінчать розмножуватись усередині неї. Ці ферменти виконують роль бактеріального еквівалента харакірі, розрізаючи клітини, щоб випустити фагове потомство для нового раунду інфекції. Фіскетті виявив, що ці «лізини» працюють так само добре і коли діють на бактерії ззовні. «Якщо виникає контакт, бактерії гинуть», – каже він. На додачу більшість лізинів, які виділив Фіскетті, виявились такими ж точно націленими, як і фаги, що їх виробляють. Наразі він уже виділив лізини, ефективні проти сибірської виразки та кількох різновидів хвороботворних стрептококових бактерій. При цьому він показав, що вони діють і за межами пробірки, наприклад під час очищення лабораторних мишей від респіраторного мікроба Streptococcus pneumoniae – стрептококу, що викликає більшість вушних інфекцій та бактеріальних