Карин Мёллинг - Вирусы: Скорее друзья, чем враги

Микробиомы идентичных близнецов, так же как и матери и ребенка, имеют гораздо больше сходства, нежели микробиомы других людей. И все же, несмотря на такое разнообразие, существует «общая» популяция микробиома кишечника, которая составляет около 50% от общего количества (3,3 млрд) бактериальных генов, населяющих наш организм. Флора пищеварительного тракта новорожденного передается ему от матери во время родов через матку и влагалище. Первоначальный микробиом сохраняется несколько лет и, хотя в детском, подростковом и более позднем возрасте он претерпевает изменения, в определенной степени может оказывать влияние всю жизнь. Первый микробиом называется «пионерский вид». В отличие от этого дети, появившиеся на свет в результате кесарева сечения, сначала контактируют с микробиомом на коже матери (или же няни, или врача), который отличается от микробиома родовых путей. Микробы из окружающей среды с предполагаемыми больничными микробами приобретают все большее значение. Недоношенные дети часто появляются на свет при помощи кесарева сечения и поэтому подвергаются особой опасности. Согласно недавно проведенным исследованиям, у детей, появившихся на свет в результате кесарева сечения, выше риск развития аллергии или астмы в более поздние годы. Флора здоровых матерей защищает новорожденных от рисков внешней среды. В некоторых больницах и некоторые матери предпочитают кесарево сечение, поскольку такие операции могут быть плановыми. Наиболее показательный пример – это практика, принятая в Юго-Восточной Азии, где в ряде стран в 90% родов применяется кесарево сечение. Таким образом, заболеваемость аллергией в таких странах, как Китай, может существенно вырасти. Целесообразность использования бактериальных суспензий во время родов в качестве профилактики больше не вызывает сомнения, и орошение вагинальными бактериями матери или стандартными бактериями при первой встречей с миром уже не теоретическое положение, а реальность!

Повторюсь: известный микробиом защищает нас от инородного микробиома. Нельзя сказать, что полезные микробы защищают нас от вредных микробов, поскольку микробы, вредные для одних, оказываются полезными для других. Давайте вспомним: если во время отпуска за рубежом пить воду, которую пьет местное население, можно заболеть.

Как долго организм приспосабливается к перевариванию непривычной для себя пищи? Природа проводит на нас эксперимент, который называется «непереносимость лактозы». Около 10 000 лет назад большая часть людей, населявших Европу и Африку, жили охотой и собирательством. Со временем их образ жизни изменился, они начали заниматься земледелием, приручили животных, и их пища стала более разнообразной: например, они начали пить молоко. Для переваривания коровьего молока потребовалась мутация. Даже в настоящее время у 15% европейцев нет такой мутации – например, у меня, – и они не могут переваривать молоко. Как это ни забавно, но я со своей непереносимостью молока представляю первоначальный «дикий тип», а люди с переносимостью молока – мутанты. У людей, живущих на севере Европы, такая мутация есть, и молоко у них переваривается, что способствует выработке витамина D при недостатке солнечного света (например, в Скандинавских странах). У 75% населения планеты отмечается неспособность переваривать молоко. Адаптация организма к перевариванию молока произошла путем мутации примерно 10 000 лет назад. А моих предков эта мутация не коснулась. Существуют таблетки от непереносимости лактозы – вытяжка из коровьих желудков, содержащая недостающий фермент – лактазу. Но мне они не очень помогают. Информация по непереносимости лактозы распространяется медленно. В течение непродолжительного времени голодающему африканскому населению поставлялось сухое молоко, но вреда от него оказалось больше, чем пользы, поскольку у населения Африки наблюдается непереносимость лактозы и нет недостатка в солнечном свете.

Есть сведения, что у китайцев непереносимость лактозы, тем не менее недавно этот продукт стал важным, широко используется и импортируется в Китай из других стран, и в самом Китае наращивается производство молока. Самый неожиданный поворот в этом сценарии – новая мода в питании, и люди покупают безлактозное молоко безо всякой необходимости, причем даже те, у кого нет непереносимости лактозы, – просто удивительно. Безусловно, такие продукты стоят дороже! То же самое происходит с глютеном – компонентом пшеницы. Непереносимость глютена, глютеновая болезнь развивается при определенных условиях, но и многие здоровые люди покупают хлеб без глютена. Это заставляет меня задуматься о влиянии хорошей рекламы.

Как долго организм приспосабливается к новым пищевым привычкам? Одна случайная мутация произошла 10 000 лет назад – явление довольно редкое. Можно ли ускорить этот процесс? Возможно, мутации не так уж необходимы. Японцы употребляют в пищу морские водоросли, которые европейцы не способны столь же успешно переваривать. Можем ли мы создать ген «суши»? На самом деле несколько таких генов уже обнаружено! Эти гены были получены из водорослей и абсорбируются бактериями кишечника, поэтому бактерии приспособились к перевариванию суши. Механизм горизонтального переноса генов – наиболее эффективный способ «научиться» чему-нибудь новому и сделать это быстро. Зачастую носителями являются фаги, поэтому они и выступают в роли посредников при горизонтальном переносе генов к новым хозяевам. Это показательный пример, демонстрирующий, что вирусы/фаги – наши «учителя» с точки зрения генетики и они же являются двигателями эволюции.

Еще более пугающим проявлением такого рода горизонтального переноса генов (ГПГ) является перенос генов устойчивости к антибиотикам. Гены токсинов также переносятся фагами, с чем связан самый крупный пищевой скандал в Германии, вызванный энтерогеморрагическим штаммом кишечной палочки (EHEC). Представляют ли они реальную угрозу? Нет, но только до тех пор, пока бактериями, находящимися в испражнениях животных, не украшают ваш салат. А как насчет гена шоколада, который, как представляется, есть у швейцарцев? Можно ли его приобрести? Выше уже говорилось о том, как произошла мутация, обусловившая устойчивость к лактозе.

«Вирусы могут быть полезными» – это утверждение нужно пояснить. Вирусы могут кооперироваться или соперничать друг с другом, и они зачастую используют такие возможности в своих собственных интересах. Горизонтальный перенос генов может осуществляться в любом направлении, гены могут встраиваться в клетку, и они же могут транспортироваться из клетки. Происходит ли перенос в первом из вышеназванных направлений чаще? Кроме того, существуют «вирусы-помощники», и один вирус может помогать другому. Дефектные вирусы могут использовать белковую оболочку недефектного вируса, присутствующего в той же клетке; они делят одну оболочку. «Полезные» вирусы могут даже исправлять генетические дефекты клетки, однако следует отметить, что вирусы зачастую оказываются полезными не только для клетки-хозяина, но также и для самих себя – если вирус повышает шансы клетки на выживание, тогда и у вируса появляется больше потомства. Но если с помощью вирусов удалить супрессоры опухоли, клетки живут дольше, гарантируя вирусам многочисленное потомство. Самый целесообразный вариант, если выгоду получают и клетка, и вирус – правильнее было бы назвать это мутуализмом. К «полезным» вирусам относятся даже вирусы герпеса, аденовирусы, фаги и вирусы растений. Аденовирусные инфекции могут защитить от роста опухоли, а вирусы герпеса способны быть супрессорами ВИЧ или бактерий. Состояние больного лейкемией мальчика улучшилось после того, как он заразился ветряной оспой. Подобная так называемая «вирусотерапия» имеет практически столетнюю историю и основана на острых ярко выраженных иммунологических защитных реакциях организма, спровоцированных каким-либо агентом; вместе с тем они эффективны (и не проявляют специфичность) против других заболеваний. В результате неожиданно отмечались случаи излечения.