Андерс Фомсгорд - Вирусы. Откуда они берутся, как передаются людям и что может защитить от них [litres]

Промышленное освоение районов, лежащих на территории вечной мерзлоты, может спровоцировать неудачное столкновение человека с неизвестными пока формами жизни.

Как я уже говорил в предисловии к этой книге, вирусы находятся повсюду и оказывают огромное влияние на всю нашу экосистему. Поэтому, возможно, не так уж и странно обнаруживать все новые и новые возбудители вокруг нас. Совсем недавно, например, были открыты вирусы-гиганты. А ведь они существовали параллельно с нами, не будучи обнаруженными! Вирусы являются наиболее многочисленной формой жизни, а точнее, наиболее многочисленной группой агентов на Земле. Было подсчитано, что в кубическом миллиметре воды мировых океанов содержится более 10 9, то есть больше миллиарда вирусных клеток, а во всей биосфере Земли – 10 31(единица с 31 нулем, то есть 10 тысяч миллиардов миллиардов) таких частиц! Согласитесь, все-таки это невероятно огромное число! Однажды кто-то подсчитал, что, если разместить все вирусы друг за другом в ряд, получится цепочка длинной в 42 световых года. Они повсюду: в морях, озерах, земле, внутри и вокруг всего живого, начиная от бактерий, амеб и водорослей и заканчивая растениями, животными и человеком. Учитывая даже самые последние открытия в области вирусологии, мы обнаружили лишь бесконечно малую толику всего многообразия вирусов нашей планеты. При этом остается неясным, кого и как инфицируют более 90 % открытых вирусов. Любой живой организм может быть заражен патогеном этого типа. Существуют те, которые поражают бактерии, – их называют бактериофагами или просто фагами. Они могут переносить между бактериями новые гены, тем самым наделяя новыми свойствами следующие клетки. Передаваемые гены могут, например, производить ядовитые вещества (токсины), опасные для людей. А еще бактериофаги способны делать бактерии устойчивыми к антибиотикам. Это происходит постоянно в тех местах, где эти препараты применяются в большом количестве, – например, в больницах или на свинофермах. Бактерии, устойчивые к антибиотикам, рассматриваются как предвестники потенциальной медицинской катастрофы нашего времени. Ведь мы можем оказаться в ситуации, когда лечение этими средствами опасных для жизни бактериальных инфекций окажется неэффективным. Это может быть фатально. Хотим мы того или нет, бактериофаги регулируют распространение своих хозяев, а также их метаболизм, токсичность и чувствительность к антибиотикам.

Вирусы являются наиболее многочисленной формой жизни, а точнее, наиболее многочисленной группой агентов на Земле.

Когда лекарства оказываются бесполезными в борьбе с бактериями (возможно, из-за межбактериальной передачи фагами свойств резистентности), приходится пробовать альтернативные, зачастую весьма нестандартные способы лечения. Например, сталкивать разные виды бактерий в своего рода микробиологической войне. Одним из таких необычных методов является трансплантация фекальной микробиоты пациентам с угрожающей жизни диареей, вызванной мультирезистентной бактерией Clostridie difficile, которая встречается в большинстве больниц и поражает пациентов с ослабленным иммунитетом. Это типичный пример госпитальной инфекции. Зачастую она становится последней каплей, сражающей больного наповал – он либо получает пожизненную хроническую диарею, либо умирает.

Трансплантация кишечной микробиоты – это дипломатический термин для обозначения процедуры пересадки фекалий и кишечной микрофлоры от здорового донора в ЖКТ больного. Цель заключается в том, чтобы обеспечить более сбалансированную кишечную флору и потеснить бактерий Clostridie difficile. В то время как антибиотики оказываются мало эффективными, фекальная трансплантация действительно помогает. Эта процедура оказывает потрясающий эффект: однократная пересадка свежих или замороженных и высушенных фекалий полностью излечивает 85–90 % больных. После двух процедур выздоравливают почти все. Правда, при применении данного метода существует риск передачи пациенту болезнетворных микроорганизмов от клинически здорового донора.

После недавнего обсуждения в прессе экспериментов по пересадке кишечной флоры от худых мышей толстым и наоборот, после чего худые мыши толстели, а толстые худели, в обществе появилась тенденция покупки-продажи экскрементов в надежде обрести какое-то желаемое качество от индивида, который им обладает. Насколько широко распространено это явление, каким образом происходит передача и в каких масштабах, насколько эффективны эти действия, а также передаются ли вместе с экскрементами различные заболевания – во всем этом было бы интересно разобраться подробнее.

Недавние исследования продемонстрировали, что трансплантация полностью очищенных от бактерий фекалий имеет тот же самый терапевтический эффект. Таким образом, крошечных вирусов, бактериофагов, просачивающихся в фильтр от полезных микроорганизмов, оказывается вполне достаточно, чтобы сформировать здоровую микрофлору кишечника, а значит, вовсе не обязательно заселять в ЖКТ сами бактерии. Достаточно подселить туда стерильных отфильтрованных бактериофагов. Несомненно, это гораздо более приемлемая альтернатива, не связанная с обозначенными выше побочными эффектами. Кроме того, это очередной убедительный пример того мощного влияния, которое вирусы оказывают на нашу микрофлору, а тем самым и на нас самих.

Уже достаточно давно было установлено, что большинство фагов уничтожают «своих» бактерий, заражая их и размножаясь внутри, а значит, они могут быть использованы в качестве альтернативы антибиотикам. В 1917 году во время Первой мировой войны некоторые военные врачи лечили больных дизентерией отфильтрованными фекалиями, содержащими эти микроорганизмы (хотя, конечно, в то время еще не знали об их существовании). И эта искусственно развязанная биологическая война в кишечнике приносила удивительные плоды. Косметическая фирма L’Oreal даже разработала на основе фагов специальные таблетки для лечения дизентерии. Однако метод «фаговой терапии» угас с открытием антибиотиков. Возможно, подобное лечение вновь обретет популярность с появлением все большего количества бактерий, резистентных к антибиотикам и бросающих вызов современному здравоохранению.

Совсем недавно ученые обнаружили, что у бактерий также имеется некое подобие иммунной системы для борьбы с атакующими их фагами. Это CRISPR-Cas-система (от англ . clustered regularly interspaced short palindromic repeats – короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами), которая состоит из множества фрагментов ДНК фагов, оставшихся от предыдущей инфекции. Бактерия сохраняет их и встраивает в собственную ДНК. Если она снова сталкивается с таким же типом фагов, фрагменты их генома будут соответствовать записи, содержащейся в «архиве». Таким образом она вовремя распознает атакующий объект и сможет ему противостоять. Когда патогенный фрагмент ДНК бактерии совпадает с генами фага, внутри клетки активизируется определенный фермент (под названием Cas), который разрезает чужеродный элемент, а тем самым уничтожает и фага. В данный момент ведутся активные попытки применения этих новых открытий как для разработки суперсовременных методов вирусной диагностики, так и для лечения различных генетических заболеваний. Открытие CRISPR-Cas, несомненно, является большим прорывом в области генной терапии, но в то же время может нанести серьезный удар по фаготерапии.