Мартин Блейзер - Жизнь после антибиотиков. Чем нам грозит устойчивость бактерий к антибиотикам и нарушение микрофлоры

В хорошо функционирующем социальном мире от каждого индивида ждут, что он внесет свой вклад в общественное благо. Вы можете слушать общественное радио и не платить по счету, но если так будут поступать все, радиостанция обанкротится. Если у всех будут машины с «грязными» двигателями, пострадает общий воздух и солнечный свет. С этой точки зрения, людей, которые пользуются общественным благом, но при этом не отдают достаточно взамен, можно назвать «мошенниками»: они получают выгоду, но не расплачиваются за нее.

Однако в джунглях, где правит закон выживания наиболее приспособленных, «мошенничество» кажется довольно неплохой стратегией. Птица-мошенник сможет, например, отложить больше яиц или найти лучшее место для гнездования и за несколько поколений добиться немалого успеха (оставить большее потомство), потому что выгоды от такого поведения превышают издержки. У них есть преимущество в отборе. Однако если бы «мошенники» всегда побеждали, то никакого сотрудничества бы не наблюдалось. Почему бы всем не стать халявщиками и отказаться финансировать общественное радио? Как могут различные живые существа жить вместе, если преимуществом в отборе владеют те, кто нарушают правила? Мошенничество может легко разрушить всю систему.

Тем не менее куда бы мы ни смотрели, видим сотрудничество: пчелы и цветы, акулы и рыбы-лоцманы, коровы и рубцовые бактерии {42} 42 «…коровы и рубцовые бактерии» (см. с. 41): Рубец – это специализированный первый отдел желудка жвачных животных, таких как коровы и овцы. Живущие в этом отделе микробы ферментируют переваренную еду, помогая носителю усвоить содержащуюся в ней энергию. Кроме того, рубец – отличный пример симбиоза; в нем отлично сосуществуют бактерии, грибки, простейшие и вирусы. , которые помогают им извлекать энергию из травы, термиты и тли. Насколько нам известно, жвачные существуют миллионы лет, а насекомые, те же тли и термиты, и того дольше. Это значит, что мошенники не всегда побеждают. Проще говоря, наказание за это должно быть настолько высоким, чтобы процесс стал невыгодным. Если бы не было никаких последствий, большинство людей превышали бы скорость на дорогах. Наказания – действенное средство.

Тот же самый принцип и у микробов. Естественный отбор поощряет носителей, обладающих системой наказаний, которую невозможно избежать: чем масштабнее мошенничество, тем оно сильнее. Можно испортить добычу, «нажитую нечестным путем». Например, бактерия в кишечнике термита, которая выходит за четко обозначенные границы, сталкивается с сильнейшим иммунным ответом, который ставит ее на место. Это работает, но для носителя такая система может быть очень дорогой роскошью. Некоторые умирают, когда иммунная система излишне агрессивно сражается с мошенниками. А погибает носитель – погибают и все его обитатели. Когда это происходит, гены – и носителя, и обитателей, – навсегда теряются для потомства. Появляются другие термиты, в которых нет мошенников, и занимают экологическую нишу, оставленную недавно умершим собратом. Противостояние между конкуренцией и сотрудничеством разыгрывается одновременно на тысяче «сцен».

Теория игр, созданная великим экономистом и математиком Джоном Нэшем (чья биография известна нам по книге и фильму «Игры разума»), проливает свет на феномен сотрудничества, на вопрос, почему отбор в совместно эволюционирующих системах поощряет особи, которые играют в основном по правилам. Это также помогает понять поведение в обществе: как люди принимают решения по оптимизации результатов и как работают рынки. Нэш представил ситуацию, которую сейчас стали называть «равновесие Нэша». Если вкратце, то это стратегия в игре с двумя или более игроками, где результат оптимален, если играть по правилам {43} 43 «…если играть по правилам» (см. с. 42): См. M. J. Blaser and D. Kirschner, “The equilibria that allow bacterial persistence in human hosts,” Nature 449 (2007): 843–49, где мы подробнее разбираем идею равновесного отношения между нами и нашими микробами. ; если жульничать, он будет хуже.

Экосистемы, которые существуют уже очень долго, например наши тела, сумели разрешить фундаментальный конфликт между конкуренцией и сотрудничеством. Мы выжили. Но эта теория по-прежнему важна – посмотрите хотя бы на наш меняющийся мир. Сотрудничество – это очень слабая вещь: если его нарушить, то дальше возможно все, что угодно. Я боюсь, что из-за избыточного использования антибиотиков, а также некоторых других распространенных практик, например кесарева сечения, мы вошли в зону опасности, в ничейную полосу между древним микробиомом и современным миром, карты которого до сих пор не существует.

В бытность студентом-медиком я проходил летнюю практику, помогая врачу, который проводил медобследования рабочих из Трудового корпуса Западной Виргинии. То был отличный опыт – множество клинической работы. Я научился тщательно осматривать здоровых молодых людей. Мой учитель, доктор Фред Кули, был практичным, умным и веселым. Работа с ним заканчивалась около часа дня, так что потом я уходил в госпиталь и трудился с другими, принимая самых разных пациентов. Студентов тут было не очень много, так что меня, практиканта с кучей вопросов, принимали с распростертыми объятиями.

Однажды нас позвали на осмотр 11-летнего мальчика, которого госпитализировали с острой болью. Он жил в маленьком, очень консервативном баптистском городке, был совершенно здоров, но два дня назад пожаловался на расстройство желудка и температуру. На следующий день она стала выше и добавилась головная боль. На третий день по всему телу появилась маленькая пурпурная сыпь. Родители испугались и отвезли его в госпиталь – очень правильное решение. Врачи из кабинета экстренной помощи быстро поставили диагноз: пятнистая лихорадка Скалистых гор, болезнь, вызываемая укусом клеща, зараженного бактерией под названием «риккетсия». Впервые эту болезнь открыли в долине Биттеррут в штате Монтана (отсюда название), но чаще она встречается в восточной части страны.

Микроб размножается в клетках, устилающих кровеносные сосуды, что вызывает сильный иммунный ответ. Этим объясняется и сыпь, потому что сосуды воспаляются и лопаются, и головная боль: в сосудах мозга происходит тот же процесс. Начинается своеобразный энцефалит {44} 44 «Начинается своеобразный энцефалит» (см. с. 46): Энцефалит – это воспаление мозга. Обычно это острая инфекция, вызываемая вирусом или бактерией, но также он может быть вызван другими организмами или вообще быть не инфекционным. . Мальчику дали тетрациклин – антибиотик, спасший немало жизней. Если лечение начать не сразу, то в 30 % случаев пятнистая лихорадка заканчивается смертельным исходом.