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

токсичний барвник, який поглинають лише бактерії, це, можливо, і стане чудодійним засобом його мрій. Після цього він протестував понад дев’ятсот барвників та подібного роду хімікатів. 1908 року його сполука 606, пізніше названа сальварсаном, довела свою ефективність проти збудника сифілісу – грамнегативного мікроба. Однак вона виявилась далеко не безпечною для пацієнтів. Окрім того що цей токсичний хімікат викликав ушкодження печінки, він подекуди призводив до ампутації руки пацієнта, коли випадково витікав із вени під час введення. Проте він урятував тисячі життів і спонукав низку європейських хімічних компаній стати спонсорами досліджень із пошуку інших хімікатів, що могли виявитися вибірково токсичними для бактерій. Цей розширений пошук приніс сульфаніламідні препарати, що, як і сальварсан, походили від барвників. Сульфаніламідні препарати виявились напрочуд ефективними проти розмаїття грампозитивних бактерій, зокрема Streptococcus pyogenes – збудника гострого тонзиліту й скарлатини, та помірно ефективними проти Staphylococcus aureus – ще однієї грампозитивної бактерії та головного винуватця заражень шкіри та крові.

Тим часом світ наблизився до отримання свого першого справжнього антибіотика – за визначенням, убивчої для мікробів сполуки, що виробляється іншим мікробом. 1896 року французький студент-медик Ернест Дюшен, вивчаючи конкуренцію серед мікроорганізмів у лабораторних чашках для вирощування культур, продемонстрував, що грибок плісняви Penicillium glaucum легко перемагає колонії кишкової палички E. coli. Після цього він показав: якщо ввести лабораторним щурам комбінацію цього грибка і, здавалося б, смертельної для них дози бактерій тифу, щури виживають. На жаль, самому Дюшену так не поталанило. Не встигнувши завершити своє дослідження, він помер від туберкульозу.

У наступні двадцять років грибок Penicillium привернув до себе увагу кількох інших дослідників, найбільше з яких уславився біохімік Александр Флемінг, який у 1928 році помітив, що чашка з агаровим середовищем, де він вирощував колонії Staphylococcus aureus, забруднена пліснявою. Подейкують, що в одному з найвідоміших випадків применшення в історії Флемінг кинув своєму асистентові: «Це цікаво». Хоча забруднення лабораторних чашок Петрі пліснявою було явищем нерідкісним, цей грибок повбивав геть усі бактерії стафілококу навколо себе.

Наступним надзвичайно важливим кроком стало виділення й очищення антибактеріальної хімічної речовини плісняви в достатніх кількостях. Під час Другої світової війни хіміки з Оксфордського університету Говард Флорі та Ернст Чейн удосконалили цей процес, врятувавши життя сотням солдатів військ союзників. Між тим французько-американський ґрунтознавець Рене Дюбо відкрив ще більш плідний шлях до відкриття антибіотиків. Дюбо давно дивувався багатству й різноманіттю бактерій, виявлених у грудці бруду, та здатності цих мікроорганізмів псувати або руйнувати практично все. По суті, він правильно здогадався, що, якби не переробні здібності ґрунтових бактерій, ми всі ходили би вже по коліна в рослинних і тваринних рештках. Він також припустив, що ґрунтові бактерії, мабуть, використовують одна проти одної цілий арсенал біохімічної зброї, борючись за простір та поживні речовини в їхньому тісному підземному світі. А тому в 1930-х роках він почав перевіряти різні види нешкідливих ґрунтових бактерій на предмет їхньої здатності вбивати своїх хвороботворних родичів.

У 1939-му Дюбо виділив з ґрунтової бактерії Bacillus brevis антибіотик граміцидин – і це за десять років до того, як до широкого вжитку ввійшов пеніцилін. Хоч і надто токсичний для внутрішнього застосування, граміцидин можна було сипати на відкриті рани для запобігання зараженню чи припинення його. Як і у випадку з сальварсаном, частковий успіх граміцидину викликав справжній бум у пошуках антибіотиків. У наступні двадцять років – золоту еру відкриття антибіотиків – ґрунтові бактерії принесли сучасній медицині більшість антибактеріальних ліків, що використовуються й досі. 1962 року лауреат Нобелівської премії медичний мікробіолог Макфарлен Бернет розпочав нове видання своєї знаменитої книжки «Природознавство інфекційних хвороб» ледь не з виправдань. Відзначаючи викликану антибіотиками революцію, він визнав, що «часом з’являється таке відчуття, що писати про інфекційні хвороби – це майже як писати про щось, що вже пішло в історію».

Частина. II. Життя на людині

Усіх людей, що живуть у наших Сполучених Провінціях Нідерландів, не так багато, як живих істот, яких я ношу у своєму роті цього дня.

Антоні ван Левенгук (1683)

Тіло як екосистема

Екологія як наука залишалась доволі туманним та маловивченим напрямом аж до початку 1960-х років, коли загрозливі наслідки руйнування довкілля почали описувати такі біологи, як Рейчел Карсон. Своїм бестселером 1962 року «Мовчазна весна» вона майже одноосібно ввела слово «екологія» до повсякденного лексикону людей. Того ж року бактеріолог із Вашингтонського університету Теодор Роузбері опублікував трактат про екосистему, що була ще ближчою, однак значно менш знайомою нам, аніж позбавлені пташиного співу поля й ліси Карсон. У своїх «Мікроорганізмах, природних для людини» Роузбері підбив підсумки всього, що було відомо на той час про бактеріальні життєві форми, які населяють простори людського тіла, та їхні взаємодії з їхнім «навколишнім середовищем», як корисні, так і шкідливі. При цьому він дав науці перший докладний перепис представників людської «мікрофлори», разом з усіма небагатьма даними, наявними тоді, про їхню діяльність.

Хоча Роузбері написав свою працю якнайсухішою науковою мовою, цей викладач із цапиною борідкою та вічним пихканням люльки мав у кампусі дивну репутацію через схильність бентежити студентів на лекціях і семінарах яскравими описами мікроскопічного ландшафту тіла – описами, що виходили за межі просто відразливого, створюючи враження якоїсь химерної краси. Одна з його улюблених оповідок подавала погляд очима мікробів на вакхічну сцену в епізоді оскароносного фільму 1963 року «Том Джонс», яку часто називають найсексуальнішим споживанням їжі, будь-коли показаним у кіно:

Додавши у своїй уяві до кольорової камери [Тоні] Річардсона мікроскоп, я зумів подумки збільшити дрібні м’ясисті розщелини навколо зубів Тома і Дженні, коли вони їли, і побачити там круговерть мікробного життя, шалений рух спірохет, ковзання туди й назад товстіших закручених спірил і вібріонів, більш мляві й неповороткі ланцюжки, скупчення й колонії бацил та коків, що вештаються навколо чи вирують поміж відсталими лусочками епітелію, волокнами й залишками клітин та часточок їжі. Як і великі красиві тварини, у роті яких вони живуть, це теж організми, живі істоти; і я зумів уявити, як вони, абсолютно подібно до Тома і Дженні, насолоджуються несподівано багатою трапезою після довгого голодування.

Роузбері був радий, що ідея про людське тіло як мікробну екосистему припала до смаку студентам коледжів 1960-х років. «Відкидаючи багато з наших цінностей, у тому числі саму ідею охайності, вони вважають чистоту частиною ошуканства лицемірного світу, – зазначав він. – Міф про те, що мікроби та бруд завжди є нашими ворогами, просто шкідливий і дорого нам обходиться. Його треба позбутись». Тісно згуртована спільнота резидентних «мікробів» тіла, на думку Роузбері, є також найпотужнішим бастіоном людства проти навали їхніх не так добре пристосованих хвороботворних родичів. Якщо коротко, бактерії є невід’ємною частиною екосистеми здорової людини.

Роузбері також описав народження людини як появу нового мікробного помешкання, заселення якого передбачає злиття двох дуже різних царств живого. Якщо все йде добре в перші кілька годин, днів, місяців та років життя, результатом стає формування захисних мікробних сил. Ця «гвардія» розгортається по всій шкірі та слизових оболонках дитини, від її блискучої маківки до тунелів дихальних і травних шляхів і нижче,