«Цюрихский случай» фекальной передачи
Однажды коллега из Цюрихского университета вошла в мой офис и попросила узнать на международных конференциях, какая терапия может проводиться для пациентов, инфицированных Clostridium difficile (C. diff). Она лечилась от C. diff и проходила третий курс антибиотика (ванкомицина) в высокой дозировке. Но как только курс заканчивался, у нее снова начиналась сильная диарея. За два года до этого она лечилась у стоматолога, и ей в челюстную кость занесли бактериальную инфекцию. Антибиотики плохо проникают в костную ткань, и метаболизм в ней протекает довольно медленно. Поэтому для лечения использовали активную терапию. Потребовалось провести несколько курсов антибиотиков в высокой дозе, а продолжительность лечения составила несколько месяцев. Это привело к гибели микрофлоры кишечника, выжила и продолжала развиваться только одна бактерия – C. diff. И хотя это звучит иронично, единственный способ избавиться от этой устойчивой к антибиотикам бактерии заключался в том, чтобы вновь использовать какой-нибудь специфический антибиотик. Оставался только один эффективный антибиотик – ванкомицин.
Памятуя об этом случае, в 2008 г. я приехала в Париж в Институт Пастера, где за сто лет до этого были открыты фаги, на Международный конгресс по вирусам микроорганизмов. На этом мероприятии не было ничего нового, и ни в докладах, ни в стендовых (постерных) докладах ничего не было сказано о C. diff – просто никаких надежд получить интересующую меня информацию. Позже меня пригласили на Всемирный саммит по вирусологии в Пусане (Корея), где присутствовало рекордно низкое число участников, что вызывало чувство досады. Тем не менее немногочисленные участники оказались как никогда сплоченными и углубленно обсуждали интересующие их вопросы. Во время завтрака я затронула постоянно волновавший меня вопрос о терапии против C. diff. Мой коллега тут же упомянул статью из The New York Times и пообещал прислать информацию. А ответ на мой вопрос был следующим: фекальная передача (ФП), то есть перенос кала.
Вернувшись в Цюрих, я сделала подборку сообщений из базы PubMed – самого значимого в мире архива научной литературы по биологии, медицине и т.д. К ФП прибегают с 1950 г., а в научной литературе опубликованы результаты более чем 200 соответствующих исследований, проведенных примерно в 10 странах. К настоящему времени несколько сот пациентов прошли ФП. Даже больным коровам проводили ФП еще 300 лет назад, для чего использовали кал здоровых коров. Это называлось «трансфаунация». Коровы были первыми, на ком опробовали ФТ, – ужасающая картина. В Китае в свое время в терапевтических целях использовали «желтый суп», в состав которого входили ферментированные фекалии человека, и происходило это 3000 лет назад. Бедуины в лечебных целях ели фекалии своих верблюдов.
Для проведения ФП используют клизму – своего рода шприц – и вводят фекалии через задний проход или в кишечник через назальную трубку. Донорами кала обычно бывают родственники пациентов, которые предоставляют чайную ложку фекалий, – этого вполне достаточно. Их разводят, фильтруют и вливают в организм пациента. Чтобы избежать трансмиссии вирусов, в частности вируса гепатита или ВИЧ, нужно предварительно провести несколько диагностических тестов кала донора. Токсины, присутствующие в кале реципиента, подтверждают наличие инфекции, индуцированной C. diff. Некоторые группы исследователей разработали опросник для пациентов, который можно скачать в интернете. Вышеупомянутая пациентка из Цюриха сразу же выразила желание и готовность пройти такую терапию. Она осознавала, что в результате замены ее уничтоженных микроорганизмов новыми, полученными из кала здорового человека, в ее кишечнике появится несколько тысяч различных типов бактерий – фагов, вирусов и архей, чего невозможно было бы добиться, начиная все с нуля. Только в 2010 г. стали известны результаты проекта «Микробиом человека», свидетельствующие о том, что в кишечнике человека примерно 1,5 кг бактерий, а их общее число равно 1014, при этом существует более 1000 видов бактерий. Нам они нужны для переваривания некоторых продуктов питания. Нарушение функций этого сообщества бактерий провоцирует развитие целого ряда заболеваний. Микробы, бактерии, археи, грибы и вирусы мирно сосуществуют, а не находятся в состоянии постоянной «войны». Откуда же должны появиться такие бактерии после угнетающего действия антибиотической терапии? В пробиотических препаратах или йогуртах содержится 5–10 видов бактерий, чего совершенно недостаточно. Мои коллеги с медицинского факультета Цюрихского университета отказались проводить такую терапию. Они не восприняли мои слова всерьез и даже посоветовали помалкивать, поскольку я не врач, хотя и работала на этом факультете. Но пациентка настаивала. Она заявила, что в противном случае сделает это в домашних условиях! Она это где-то вычитала. К счастью, в Швейцарии и других странах, скажем в Австралии, США или Скандинавии, достаточно докторов. Итак, мы наконец-то убедили своих швейцарских коллег. Всего через неделю после начала лечения эта пациентка позвонила мне и сказала, что хорошо себя чувствует – и это после многих лет мучений.
Мы собрали образцы кала у разных доноров и реципиентов на начальном этапе терапии, на более поздних временны́х точках – от нескольких месяцев до пяти лет, чтобы зафиксировать изменения в составе микроорганизмов, для чего используется современная методика – секвенирование микробиома. Данный подход позволяет получать информацию одновременно обо всех бактериях и всех прочих микроорганизмах, не делая между ними различий. В образце кала нужно выявить общее количество аминокислот, что оказалось гораздо труднее, чем ожидалось, так как это не совсем стандартная процедура для биохимической лаборатории! Последовательности, полученные из образцов, можно сравнивать с известными последовательностями микроорганизмов, хранящимися в обширных базах данных. Кроме того, мы изучали виром – все вирусы одновременно. Объем полученных данных оказался действительно гигантским. Я сама перевозила жесткий диск с несколькими сотнями мегабайт информации между Цюрихом и Берлином. Я везла его в дамской сумочке и очень следила за его сохранностью. Самые большие компьютеры Швейцарского федерального технологического института и Общества Макса Планка много дней обрабатывали эти данные. Состав флоры кишечника представлял собой смесь микрофлоры пациента и донора, а С. diffисчезла. Здоровые кишечные бактерии донора разрастаются, замещая опасные. Это нормальное защитное поведение бактерий – здоровые бактерии вытесняют опасные. При этом под «здоровыми» подразумеваются «наши» бактерии, то есть бактерии, являющиеся частью сформировавшейся экосистемы, хотя для этого явления нет универсального определения. Здоровые бактерии поддерживают наше здоровье!
В каждом образце кала мы обнаружили около 100 типов бактерий, то есть лишь десятую часть от ожидавшегося мною числа. Затем мы выявили некоторое число архей. Функции архей в нашем кишечнике не вполне понятны, но они могут играть важную роль в пищеварении. Их и ранее находили в фекалиях, что свидетельствует о том, что не все археи являются экстремофилами. Более того, мы дополнительно идентифицировали 22 вируса: 21 фаг и один – нечто вроде вируса хлореллы, гигантского вируса морских водорослей. Мы не ожидали обнаружить такой вирус, так же как и Джеймс ван Иттен, занимающийся изучением данного типа вируса, был очень удивлен, когда мы рассказали ему об этом по телефону. Это был первый случай обнаружения гигантского вируса в образце кала человека. Это заставило пациентку нервничать, хотя для этого не было никаких оснований, поскольку нет данных, что гигантские вирусы являются болезнетворными. Мы спросили ее, есть ли у нее какие-нибудь пищевые предпочтения, например суши. Она дала отрицательный ответ, но и в обычной питьевой воде из-под крана можно обнаружить этот гигантский вирус. Мы ожидали выявить в 100 раз больше фагов, а не так, как оказалось, – совсем мало. Объяснялось ли это тем, что мы подготовили образцы не в оптимальных условиях, – мы использовали методы, предназначенные для более крупных бактериальных геномов, а не для небольших геномов фага? Позднее другие исследователи показали, что в микробиоме здорового человека содержатся фаги, интегрированные в геном бактерий, и что они не ведут себя как свободные фаги, за исключением случаев, когда имеют место заболевания. Таким образом, это, возможно, еще одно свидетельство нормализованного бактериального содержимого кишечника пациента. Мы наблюдали за пациенткой в течение пяти лет, и у нее больше не возникало никаких проблем. А два курса приема антибиотиков по другим показаниям не причинили ее здоровью никакого вреда. Было проведено системное исследование с наличием контрольных групп, результаты которого в 2013 г. опубликованы голландскими исследователями. Было показано, что фекальная передача оказалась более эффективной по сравнению с терапией, упомянутой в предыдущих историях болезни, что является легитимным обоснованием для использования этого терапевтического подхода.
