Джон Тёрни - Я – суперорганизм! Человек и его микробиом
Чтобы понять, как такое может быть, следует рассмотреть причины и преимущества воспалительных процессов, а также то, как наши спутники-бактерии взаимодействуют с нашей же иммунной системой. (Об этом мы поговорим в главе 7.)
Многообразные эффекты H. pylori побудили ученых заняться активным выявлением связей этой бактерии (как негативных, так и позитивных) с другими заболеваниями. Обзор положения дел в этой сфере, сделанный в 2014 году, включает ссылки на примерно 140 работ, авторы которых занимались такими различными недугами, как рак поджелудочной железы, анемия (малокровие), болезни печени и артериальный тромбоз[65].
Связи здесь по большей части слабые или противоречивые, но исследования продолжаются. Так или иначе, пример H. pylori показывает: по меньшей мере для некоторых видов бактерий не существует четкого разделения между безвредным (или даже полезным) микроорганизмом и патогеном. Иногда микроб делает одно, иногда – другое. Возможно, все зависит от мелких различий между штаммами, от генетических особенностей организма-хозяина, от других индивидуальных факторов и факторов среды. Возникает в лучшем случае весьма расплывчатая картина причинно-следственных связей, если хоть какая-то картина возникает вообще. Чтобы прояснить ее, придется собрать поистине гигантскую группу испытуемых, наблюдать их в течение долгого времени и затем анализировать чертову кучу полученных данных. И это лишь для одной бактерии, пускай нам и кажется, что она играет в нашем организме весьма важную роль.
Мое собственное
Есть ли H. pylori у меня в желудке? Не знаю. Зато я знаю, что когда-то у меня была легкая форма астмы и никогда не было язвы. Так что есть искушение дать отрицательный ответ на этот вопрос. Однако в моей пищеварительной системе все-таки имеется несметное количество микробов. Чтобы попытаться выяснить какие-то полезные вещи о микробиоме, можно перейти от мелких подробностей действия одной молекулы или единичной бактерии к широкомасштабному взгляду, охватывающему всё наше микробное сообщество. Так что для финала этой главы я приберег краткий отчет о конгломерате микроорганизмов, обитающих в моей собственной толстой кишке.
При желании вы легко сумеете заказать обследование своего микробиома. Оно даже может стать вкладом в науку, заполнить пробелы в наших знаниях о том, насколько сильно отличается микробиота у разных людей и что влияет на ее изменения.
Существует несколько учреждений, предлагающих услуги по отбору биологических проб и выяснению их состава. «Американский кишечник» – краудфандинговый проект, цель которого – выстроить максимально полную картину кишечной микробиоты американцев, индивидуально обследуя всех, кто захочет пройти такое обследование. Я обратился в «uBiome» – проект, также ставший одним из первых в этой сфере (и также американский). По словам организаторов, задача проекта – «снабдить всех желающих необходимыми средствами для изучения уникального бактериального баланса в организме».
Поначалу проект тоже финансировался путем сбора частных пожертвований, набрали таким образом 350 тысяч долларов. На сайте написано, что это вклад в «гражданскую науку». Идея создателей проекта состоит в том, чтобы предоставить всем возможность пользоваться данными, полученными при помощи секвенсоров «uBiome», и информацией, извлекаемой из сравнения этих данных с появляющимися сейчас другими результатами анализа, дабы планировать собственные исследования.
Пока проект действует довольно прямолинейно. За 89 долларов вы заказываете в «uBiome» специальный набор для анализа, и по почте вам присылают коробку с тампонами и пробирками. Я предпочел пойти по самому простому пути: соскоблил образец кала с туалетной бумаги, поместил его в пробирку со стабилизирующим раствором, встряхнул и запечатал. За дополнительную плату я мог бы приложить пробы, взятые из носа, рта, с половых органов и кожи, но мне показалось разумным начать с кишечника (по крайней мере, с конечного продукта его деятельности). Остальное подождет.
Количество использованного материала выглядело смехотворным, и я сомневался, хватит ли его для анализа, когда готовил посылочку для отправки в Сан-Франциско, где располагается штаб-квартира «uBiome». Всё ли я сделал правильно? (Кроме того, как-то странно отправлять образец фекалий по почте. Но, судя по всему, это никого не беспокоит.) Остальной мой вклад был онлайновым: я зарегистрировал свой набор и заполнил довольно простую анкету, тем самым заведя личный профиль в системе.
Проект пока находится в процессе развития, но после нескольких месяцев ожидания, как раз когда я писал эту книгу, мне представили доступ к бета-версии сайта, и я увидел данные о своем микробиоме.
Перед тем как углубиться в детали, отмечу, что сайт заранее предупреждает: эти данные предназначены исключительно для того, чтобы помочь мне больше узнать о моем микробиоме, их не следует использовать в медицинских целях. Кроме того, «названия некоторых бактерий могут походить на термины, которыми именуются инфекционные и другие болезни». Это не значит, что у меня есть соответствующая инфекция (или что у меня ее нет). Я и так это знал, поскольку «uBiome» использует секвенирование 16S рРНК, дающее весьма общую классификацию бактерий. Но я порадовался, увидев столь откровенное предостережение.
Из информации, предоставленной таким путем, всё же можно узнать массу деталей. Первым делом вам показывают красивенькую цветную диаграмму, отражающую распределение бактериальных филумов в вашем кишечнике (или по крайней мере в крошечной пробе вашего кала).
Основную часть бактерий в моем образце составляли Firmicutes – 74,5 %, что заметно выше среднего показателя для базы данных «uBiome», где представлены, по-видимому, в основном североамериканцы, а у них в среднем по 61,6 % микроорганизмов из этого филума. Это среднее значение основано на анализе образцов из всевозможных участков тела, но в данном случае оно почти полностью совпадает с результатом для кишечных проб здоровых всеядных существ (именно к ним я отнес бы себя), составляющим 61,67 %.
Ближе к среднему показателю я оказался по менее распространенным Proteobacteria (3,83 % при среднем в 3,46 %) и Actinobacteria (3,01 % при среднем в 2,72 %), почти вдвое ниже среднего – по Bacteroidetes (11,8 % при среднем в 20,4 %). Эта разница показалась несущественной, когда я углубился в детали и посмотрел на разброс значений для проб из кишечника здоровых всеядных людей: практически от нуля до примерно 50 %. Лишь чуть больше 1 % найденных разновидностей бактерий не удалось классифицировать.
Дальше меня ждал сюрприз. Оказывается, существует целый филум, о котором я никогда раньше не слышал, – Tenericutes. Судя по данным анализа, к нему принадлежат целых 5,4 % моих кишечных бактерий. А среднее по всей базе «uBiome» – 0,183 %.
Вот это да! Интересное открытие. Значит, мой кишечный микробиом – необычный. По крайней мере, хоть в каком-то отношении. В образцах из кишечного микробиома других людей эта величина обычно ниже 0,5 % (у веганов – в среднем 0,65 %, но я не веган). Диапазон значений довольно узок, статистические выбросы очень редки. А я оказался далеко за пределами нормального диапазона. Почему?
Пока мне придется умерить интерес. Я понятия не имею, что означает эта высокая величина. И, насколько мне известно, никто ее сейчас объяснить не может.
Все мои Tenericutes, сообщил мне «uBiome», принадлежат к классу Mollicutes – сравнительно простым бактериям, не имеющим клеточной стенки и являющимся паразитами с весьма примитивным геномом, вероятнее всего возникшим путем избавления от как можно большего числа маловажных генов.
Такие бактерии часто обнаруживают прикрепившимися к клеткам легких или гениталий. Одна из них хорошо известна, поскольку имеет, вероятно, самый скудный геном среди всех клеток: в нем меньше 600 тысяч нуклеотидных пар. Речь идет о Mycoplasma genitalium – чрезвычайно простой прокариоте, которая, по-видимому, обладает почти минимальным геномом, необходимым для независимого существования. Именно поэтому она очень популярна среди генетиков-экспериментаторов. Но, как подсказывает ее название, живет она не в кишечнике.
Может быть, дело в какой-то нехарактерной пробе? Ведь она представляла собой очень маленькую часть результата одного акта опорожнения кишечника. И вообще все эти тесты проводятся пока не так уж долго, чтобы мы могли удостовериться в воспроизводимости результатов анализа; научный журналист Тина Сэй сообщает, что она получила весьма различные результаты, отправив порции одного и того же своего образца в «uBiome» и «Американский кишечник». По ее словам, соотношение Firmicutes и Bacterioidetes в двух образцах фекалий с одной той же части одного и того же куска туалетной бумаги оказалось «более или менее противоположным». Когда она обратилась с вопросом к сотрудникам компаний, ей ответили, что на такое расхождение результатов могли повлиять самые разные факторы – от методики выделения ДНК до алгоритмов обработки данных. Еще одно напоминание, что микробиомные штудии пока еще очень далеки от стандартизации[66].
