Вырваться из этого круга поможет только более качественная и быстрая диагностика. Уже разработана технология так называемой полимеразной цепной реакции (ПЦР), которая позволяет относительно быстро и с высокой достоверностью выявлять ряд патогенных микроорганизмов. Она особенно полезна в тех случаях, когда нужно отличить бактериальную инфекцию от вирусной, против которой антибиотики бессильны (вирусы имеют другую природу, чем бактерии, так что, если вы подхватили вирус, вам нужны соответствующие противовирусные препараты). Будем надеяться, что в ближайшем будущем эта технология перекочует из научно-исследовательских лабораторий в больницы.
Если у вас бактериальная инфекция, то для ответа на вопрос, насколько опасен данный штамм и устойчив ли он к антибиотикам, потребуется культивирование, антитела и анализ ДНК. Это займет несколько дней, а к тому времени может быть слишком поздно. Новые, более быстрые технологии, такие как лазерная масс-спектрометрия (использующая выгорание образца и очень точное взвешивание на молекулярном уровне) и усовершенствованное секвенирование ДНК, могут ускорить этот процесс и спасти многие жизни. Эти технологии уже на горизонте: пока что они имеются только в научно-исследовательских лабораториях, но уже через несколько лет можно будет провести клинические испытания и получить одобрение FDA. Пусть эти технологии не были доступны для моей дочери в начале ее жизни, но я настроен оптимистично: к тому времени, когда она вырастет, медицина станет гораздо умнее. Если мы сумеем использовать антибиотики только при необходимости и очень селективно, мы не только пролонгируем полезное действие антибиотиков, но и нанесем меньший ущерб своим микробиомам.
К тому времени, когда вы будете читать эти строки, мы будем знать о микробиоме уже гораздо больше, чем сейчас, когда пишется эта книга. Скорость, с которой развивается наука о микробах, столь же удивительна, как и те открытия, которые она совершает: открытия, которые обещают переосмыслить и углубить понимание того, как работают наши тела – и даже наш разум.
За какие-то несколько лет мы прошли путь от простой констатации того факта, что в нашем теле больше микробных клеток, чем человеческих, до открытия, что количество их генов во много раз превышает количество наших. И сейчас мы двигаемся еще дальше – к осознанию того, что скоро при помощи микробов мы сможем объяснить почти все неразгаданные до сих пор загадки нашего здоровья и наших болезней. Лишь в последние пару лет благодаря резкому удешевлению технологий каждый человек получил возможность при желании определить свое место на микробной карте и узнать, как он связан с другими людьми. Сегодняшний день – это необычайно интересное время для изучения микробов, и все, что нужно, чтобы начать это изучение, – взять у себя мазок ватной палочкой.
Новый передний край науки изучения микробов находится за пределами нашего организма. Мы начинаем исследовать всемирную связь микробов. Те же технологии, которые позволяют нам расшифровать микробиом человека, можно приложить к изучению домашних животных, скота, диких животных и планеты в целом. Вооруженные этими новыми знаниями, мы можем рассматривать микробов как сеть, соединяющую здоровье людей и животных и окружающую среду, – и, возможно, в конце концов мы сможем понять, как улучшить микроскопические экосистемы, в которых живем мы и которые живут в нас.
Нас ждет много интереснейших потенциальных прорывов. Вот чего можно ожидать:
• будут разработаны основанные на вашем микробиоме тесты, которые предскажут, как вы будете реагировать на те или иные обезболивающие и сердечные препараты и искусственные подсластители;
• мы будем лучше понимать, как наше тело, в том числе его микробы, реагирует на диеты и физические упражнения и что лично вы должны сделать, чтобы стать более здоровым;
• мы будем лучше понимать, как работает фекальная трансплантация: можно ли использовать кал любого человека, или нужно тщательно подбирать донора для каждого пациента? И можно ли использовать фекальную вытяжку в виде пилюль? (Хорошо-хорошо, я понимаю, что такая перспектива может вдохновить только микробиолога.)
А на горизонте уже маячат еще более провокационные вопросы:
• Можем ли мы создать микробные сообщества, которые будут предотвращать ожирение у людей, подобно тому, как мы уже умеем предотвращать его у мышей?
• Можем ли мы создать микробные сообщества, которые будут жить у нас на коже и отпугивать комаров? (У Аманды к этой проблеме свой, поистине шкурный, интерес.)
• Можно ли использовать микроорганизмы не только для диагностики, но и для лечения широкого круга заболеваний, к которым, как мы теперь знаем, они имеют самое прямое отношение?
Нам предстоит еще долгий путь в мир микробов, и на этом пути нас ожидает множество открытий. Мы уже очень хорошо умеем определять, какие микроорганизмы присутствуют в конкретной экосистеме, но мы еще очень мало знаем о том, чем именно они занимаются, как общаются между собой или с нами. Мы также не знаем, какими могут быть непредвиденные последствия нашего вмешательства, будь то использование антибиотиков с целью избавиться от вредных бактерий или введение в организм новых видов микробов (при изменении диеты, контактах с новыми людьми или животными, окружающей средой в целом). Сегодня проблема во многом состоит в том, что мы изменяем свой микробиом каждый день, однако делаем это произвольно и нецеленаправленно. Огромные возможности науки о микробах по-настоящему откроются, когда мы поймем, что нужно делать, чтобы достичь желаемого эффекта в существующей внутри нас экосистеме.
Чтобы приблизиться к ответу на эти вопросы, сотни ученых участвуют в проектах “Микробиом человека”, “Микробиом Земли” и “Нутро Америки” (American Gut) вместе с тысячами добровольцев, которые поддерживают эти исследования и денежными пожертвованиями, и предоставлением своих биологических материалов.
Проект “Микробиом человека” (так же, как и известный проект “Геном человека”) направлен на составление генетического реестра здорового микробиома и отклонений, которые характерны для определенных заболеваний. Проект “Нутро Америки” (American Gut) стремится расширить этот реестр, повышая разнообразие путем привлечения огромного количества участников, больных и здоровых. Проект “Микробиом Земли” надеется выйти за пределы человеческого организма и изучить микробные сообщества в экосистемах нашей планеты.
Все три проекта – это не только новаторские концепции, но и практические предприятия: они нацелены на то, чтобы мы поскорее смогли перейти от описания к предписанию, от научных статей к рецептам. Предстоящие исследования создадут не просто подробную карту микрофлоры человека, но также нечто вроде микробного GPS – руководства, которое подскажет, где мы находимся, куда хотим попасть и как туда добраться.
Приложения
“Нутро Америки” (American Gut)
Вы хотите узнать больше подробностей о собственном микробиоме? Определить свое место на подробной карте микрофлоры? Тогда у меня для вас есть предложение.
В 2012 году, вскоре после Дня благодарения (когда очень многие по необходимости вспоминают о том, что у них есть кишечник), мы с микробиологом Джеффом Личем основали проект, который назвали “Нутро Америки” – American Gut[140]. Он открывает для широкой публики возможности тех технологий, которые мы уже прежде использовали в проекте “Микробиом человека”.
Прорыв, который произошел в последние годы в технологии ДНК-секвенирования, во много раз удешевил этот метод. Проект осуществляется в рамках “гражданской науки”, то есть с привлечением широкого круга добровольцев, которые необязательно должны иметь специальную подготовку. И сегодня мы можем предложить вам, заинтересованному гражданину и любознательному естествоиспытателю, возможность за весьма скромную плату принять участие в захватывающем исследовании. Пожертвовав проекту 99 долларов или более, вы можете проанализировать образец вашего микробиома. Если вы пожертвуете большую сумму, то вам будет доступна услуга, которую мы назвали “Неделя фекалий”. Цель проекта – разобраться, какие микробиомы существуют в каждом человеке.
Насколько нам известно, American Gut – наиболее крупный из краудфандинговых проектов “гражданской науки”. На момент написания этих строк в нем участвуют уже тысячи людей. Все данные становятся известны широкой публике – разумеется, на условиях анонимности каждого участника и максимально возможной защиты неприкосновенности частной жизни, – так что заинтересованные исследователи, преподаватели и просто любознательные люди могут воспользоваться этими данными. В отличие от обычных исследований, результаты которых очень долго, иногда годами, лежат под спудом в ожидании публикации, в нашем проекте все данные публикуются немедленно, что позволяет нам обнаруживать все новые виды различных взаимосвязей, и все они становятся предметом следующего, углубленного и тщательно контролируемого, исследования.
