Медицина может вернуться в «тёмные века: Ученые рассказали, каких эпидемий следует ждать в ближайшее время

Бактерии, вызывающие тяжелые формы энтероколита, приспособились к жизни в больницах, благодаря ему они все чаще вызывают вспышки трудноизлечимой диареи в их стенах.



О перспективах распространения этого микроба и его новом статусе пишут ученые в журнале Nature Genetics.



«Наше исследование указывает на то, что эта бактерия сейчас расщепляется на два отдельных вида, один из которых приспособлен к распространению по больницам. Этот подвид микробов существует уже тысячи лет, однако только сейчас возникли те особенности медицины и диеты, которыми он способен пользоваться, — рассказывает Нитин Кумар (Nitin Kumar) из Института Сангера в Хинкстоне (Великобритания).



В последние годы перед медиками все шире и острее становится проблема появления так называемых «супербактерий — микробов, стойких к действию одного или нескольких антибиотиков.



Среди них есть как редкие возбудители инфекций, так и очень распространенные и опасные патогены, такие как золотистый стафилококк (Staphilococcus aureus) или пневмококк (Streptococcus pneumoniae). Возникла реальная опасность того, что все антибиотики потеряют свою эффективность и медицина вернется в «темные века.



Главные «инкубаторы таких микробов — больницы и животноводческие фермы, где лекарства используются для ускорения роста мясных пород скота. И там, и здесь сосредоточены большие количества и потенциальных носителей инфекции, и самих бактерий, и антибиотиков, заставляющих их эволюционировать и не дающих «обычным бактериям вытеснить менее плодовитых супер-микробов.



Кумар и его коллеги открыли крайне необычный пример того, как в этот процесс вмешиваются не только антибиотики, но и другие «продукты существования цивилизации — «неестественная диета и необычно высокое сосредоточение людей, изучая вспышки диареи, периодически возникающие во многих западных госпиталях и российских больницах.



Главным «виновником всех подобных проблем традиционно выступают микробы вида Clostridium difficile, близкие родичи гораздо более опасных и смертоносных бактерий, столбнячной палочки, а также возбудителей ботулизма (Clostridium botulinum) и газовой гангрены (Clostridium perfringens).



Существует несколько подвидов этого микроба, некоторые из которых могут вызывать тяжелые желудочно-кишечные инфекции, выделяя два типа токсинов, провоцирующих боли в животе и понос.



В большинстве случаев болезнь заканчивается через несколько дней, однако иногда бактерии проникают в толстую кишку и вызывают мощные воспаления, что приводит к развитию тяжелых форм энтероколита, опасных для жизни пациента.



Если микроб успел «окопаться в кишечнике, уничтожить его достаточно проблематично, так как Clostridium difficile сама по себе устойчива к действию большинства антибиотиков и склонна к образованию спор. Эти споры позволяют микробу выживать при путешествии через желудок новых жертв, что способствует его быстрому распространению.



Кумар и его коллеги провели первую масштабную генетическую «перепись среди этих микробов, пытаясь понять, как возникли недавние вспышки энтероколита в США и Британии, и выяснить, отличались ли их возбудители от других подвидов Clostridium difficile. 



Для ответа на этот вопрос ученые собрали пробы микробов в самых разных уголках цивилизации и природы, начиная с больниц и заканчивая собачьими будками и стойлами лошадей, извлекли из них клостридий и полностью расшифровали их геномы. В общей сложности, ученым удалось собрать образцы свыше девяти сотен штаммов этой бактерии в трех десятках стран мира. 



Как оказалось, самые заразные штаммы Clostridium difficile заметно отличались от других подвидов этого микроба не только по устройству своей ДНК, но и по тому, где они встречались. Оказалось, что почти все эти бактерии были найдены в госпиталях, где недавно были вспышки тяжелых форм диареи или энтероколита.



Изучение генома этих микробов показало, что они близки к отделению от общего древа эволюции с остальными клостридиями и формированию нового вида, специализирующегося на больничных инфекциях. 



В пользу этого, как показали опыты на мышах, говорит то, что данные микробы приобрели новые варианты генов, отвечающих за переваривание сахаров и формирование спор. Первые помогают им питаться глюкозой и фруктозой, которые присутствуют в «больничной еде в больших количествах, а вторые — сопротивляться действию обеззараживающих средств, которые используют в медицинских учреждениях.



Что интересно, эти бактерии появилась не сейчас и даже не в прошлом веке. Они возникли, как показывают расчеты ученых, более 75 тысяч лет назад, и с тех пор эволюционируют вместе с человечеством, приспособляясь к новым условиям среды.



Это, как отмечают ученые, интересно само по себе, так как сам факт существования подобной формы Clostridium difficile означает, что культурное и технологическое развитие человечества послужили «локомотивом реальной биологической эволюции другого живого существа. Это означает, что для борьбы с больничной диареей необходимо не активнее дезинфицировать помещения, а менять стиль жизни и наборы гигиенических средств.