Роб Данн - Не один дома. Естественная история нашего жилища от бактерий до многоножек, тараканов и пауков

Mycobacterium tuberculosis — возбудитель человеческого туберкулеза. В Европе и Северной Америке между 1600 и 1800 гг. от этой болезни погибал каждый пятый взрослый житель [96]. С давних времен этот микроб сопровождал человека, и не только людей современного типа, но и наших вымерших родичей и предков. Полагают, что самая опасная форма этого патогена возникла примерно в то время, когда Homo sapiens начал расселяться за пределы Африки (приблизительно тогда же появились первые настоящие дома, и люди, жившие бок о бок, стали чаще кашлять друг на друга). Вместе с человеком расселялась и туберкулезная микобактерия. Когда были приручены козы и коровы, мы передали бактерию им, и в их телах, встретившись с другой, непохожей на человеческую, иммунной системой, Mycobacterium tuberculosis эволюционировала, дав начало новым видам — Mycobacterium caprae у коз и Mycobacterium bovis у крупного рогатого скота. От нас туберкулезная микобактерия распространилась на мышей, образовав вид, сумевший перехитрить их иммунную систему. Еще одна самостоятельная форма развилась у тюленей, тоже получивших этот патоген от человека. Вместе с тюленями болезнь достигла берегов Америки и там, не позднее чем в 700 г. н. э., стала поражать американских аборигенов, у которых со временем образовалась своя специализированная форма Mycobacterium [97].

Во всех перечисленных случаях бактерии быстро эволюционировали, вырабатывая новые признаки, позволяющие им выживать в организмах новых хозяев и распространяться в их популяциях. Иммунные системы тюленей, коров и коз значительно отличаются от человеческой. Тут бактериям требовались особые приемы. Отдельные линии микробов смогли их выработать. Человеческая форма патогена приспособилась к различным популяциям Homo sapiens (поскольку болезнь смертельно опасна даже для молодых людей, человеческие популяции тоже до некоторой степени адаптировались к специфичному для них патогену). Mycobacterium tuberculosis стал хрестоматийным примером того, как протекает эволюционный процесс, не менее элегантным, чем классическая история об эволюции формы клюва у дарвиновых вьюрков.

Первая серьезная победа над туберкулезом была одержана только в 1940-е, когда были созданы первые антибиотики. Однако в наши дни многие штаммы Mycobacterium tuberculosis выработали устойчивость к большинству антибиотиков. То, что когда-то считалось смертельным оружием, теперь кажется не страшнее игрушечной сабли. Устойчивые штаммы стали широко распространяться (что было вполне предсказуемо). Все это говорит о том, что нам следует хорошенько разобраться в происхождении микобактерий. Ничто не мешает нетуберкулезным видам микобактерий из вашей душевой насадки адаптироваться к организму человека, как это случилось с Mycobacterium tuberculosis . Сначала они могут массово размножиться в водопроводных трубах, а потом — что уже более тревожно — в нашем организме.

Пока же в группу риска по инфекционным заболеваниям, вызываемым нетуберкулезными микобактериями, попадают люди с ослабленным иммунитетом, нетипичной структурой легких, а также страдающие муковисцидозом. У этих категорий бактерии группы NTM могут вызвать симптомы, напоминающие симптомы воспаления легких, а также кожные и глазные инфекции. К сожалению, риск распространения микобактериальных нетуберкулезных инфекций в США с каждым днем растет, хотя заболеваемость сильно варьирует географически. В отдельных штатах, таких как Флорида и Калифорния, инфекции встречаются часто, а, скажем, в Мичигане — редко. Это объясняется различиями в численности и представленности отдельных видов бактерий. Например, микобактерии из Флориды, судя по всему, относятся к одному виду, а микобактерии из Огайо — к другому, и это может иметь определенное значение [98]. Кроме того, микобактерии, вызывающие инфекции, обычно принадлежат тем же видам и штаммам, что обнаруживаются в душевых насадках, при этом они отличаются от тех, что находятся в почве и других естественных местообитаниях [99].

Зная все то, о чем я только что вам рассказал, я без труда догадался, что подразумевал Ной под предстоящим исследованием. Во время сотрудничества по изучению 40 домов города Роли у нас с ним выработался эффективный способ совместной работы, который мы неоднократно применяли. Но окончательно меня покорила его фраза про «загадку душевых насадок». Я коротко ответил на его электронное письмо, в двух словах выразив согласие выступить координатором проекта по обследованию душевых леек по всему миру [100]. Так началось самое масштабное на сегодняшний день исследование экологии душей и душевых насадок. Мое согласие было основано на доверии. Я был уверен, что если Ной чем-то очень увлечен, то в девяти случаях из десяти это действительно очень интересно [101]. Никогда не слышал, чтобы кто-то обсуждал значение доверия в науке, но именно на нем строится повседневная работа в моей лаборатории. Современная наука в значительной степени базируется на социальных связях, ее прогресс зависит от формирования социальных групп исследователей, основанных на взаимном доверии. Все иначе, если доверия нет или доверительные отношения не успели сложиться. В таких случаях сотрудничество налаживается медленнее, люди больше раздумывают, принимая решения, и уж тем более вряд ли станут откликаться на странные предложения, поступающие глубокой ночью. Ною я доверял и поэтому решил прислушаться к его дикой идее. С ним на пару я уже реализовал около полудюжины разнообразных проектов (мы изучали углубления на теле жуков, содержимое человеческих пупков, микробы из 40 домов в Роли, потом из 1000 домов, потом был проект из области судебной микробиологии и некоторые другие). Все эти проекты (порой, как видно уже из самого перечня, весьма нетривиальные) мы довели до победного конца.

Илл. 5.1.На карте показана частотность легочных заболеваний, вызываемых нетуберкулезной микобактерией, в США в период 1997–2007 гг. у лиц старше 64 лет. Среди штатов с наибольшим распространением микобактериальных инфекций в пересчете на душу населения — Гавайи, Флорида и Луизиана. Во многом это напоминает историю Сноу, составившего карту заболеваемости холерой, только для нас картирование случаев инфицирования, связанных с NTM и Mycobacterium , стало ключом к микобактериальной загадке. (Данные взяты из статьи J. Adjemian, K. N. Olivier, A. E. Seitz, S. M. Holland, and D. R. Prevots, «Prevalence of Nontuberculous Myco bacterial Lung Disease in U. S. Medicare Beneficiaries», American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 185 [2012]: 881–886.)

До этого, в 2014 г., я завершил сбор данных для одного исследования, которое проводил совместно с коллегами из Дании. По нашей просьбе датские дети брали пробы воды из кранов и питьевых фонтанчиков, расположенных в их школах. Так что кое-какие сведения о живых организмах в питьевой воде я уже имел, хотя они не распространялись на душевые насадки. В воде датских водопроводов мы встретили тысячи разных видов бактерий, что показывают аналогичные исследования в Соединенных Штатах, да и вообще по всему миру. Кроме того, и мы, и другие ученые находили в водопроводной воде амеб, нематод и даже мелких длинноногих рачков. Впрочем, биомасса всех этих живых существ, как правило, невелика. В водопроводной воде не так уж много чего-то, что можно расценивать как источник питания (даже для бактерии). В этом отношении ее можно назвать «жидкой пустыней», так что многие виды пытаются там выжить, но безуспешно. Другое дело — биопленки, образующиеся в душевых насадках.