Лечение пробиотиками

В начале восьмидесятых годов Кристиан Роос, тогда еще молодой врач, долго ломал голову над упорными рецидивами стрептококкового тонзиллита, от которого страдали многие его пациенты в больнице Гётеборгского университета. Некоторые из них приходили на прием несколько раз в год, и он вновь и вновь видел белые пятнышки, рассыпанные на ярко‑красном горле и миндалинах. Роос знал, что примерно у четверти из нас пиогенный стрептококк сохраняется в носоглотке даже после того, как лечение антибиотиками сокращает его численность в достаточной степени, чтобы остановить активную форму инфекции. Эта живучесть микроба отчасти объясняла, почему у некоторых людей сохраняется предрасположенность к повторному развитию инфекции. Но по‑прежнему неясно было, почему одни люди надолго остаются носителями этих живучих микробов, а другие полностью излечиваются от них.

Не могло ли это объясняться тем, что у пациентов, предрасположенных к тонзиллиту, стрептококк сталкивался с менее сильными конкурентами, чем у более здоровых людей? В 1985 году Роос возглавил отоларингологическую клинику Больницы Лундбю в Гётеборге, где у него было больше возможностей для поисков ответа на этот вопрос. Работая в Лундбю, Роос еще чаще сталкивался с интересовавшей его распространенной инфекцией. Не менее важно было то, что проводимые в его клинике регулярные медосмотры давали ему возможность изучать мазки, взятые из горла не только больных, но и здоровых людей.

И действительно, Роос обнаружил, что, в то время как в горле у большинства людей в массе присутствовали безвредные альфа‑стрептококки, у переносчиков пиогенного стрептококка их обычно было мало или вообще не было. Может быть, “хороший” стрептококк непосредственно сдерживал размножение своего вредного родственника? Случай одной семьи, судя по всему, подтверждал подозрения Рооса. После того как у младшего ребенка развилась хроническая кожная инфекция, вызываемая пиогенным стрептококком, его мать начал регулярно мучить тонзиллит. Анализ образцов показал, что у них обоих инфекцию вызывал один и тот же подтип стрептококка, несмотря на то что у мальчика тонзиллита никогда не было. Разница, как выяснил Роос, состояла в том, что в горле у мальчика в массе обитали альфа‑стрептококки, в то время как у его мамы их совсем не было.

Роос и несколько его коллег занялись изучением тех многочисленных разновидностей стрептококков, которые живут в горле здоровых людей. К 1995 году они разработали аэрозоль для горла, содержащий несколько таких микробов. В ходе предварительного испытания нового средства пациенты, страдавшие стрептококковым тонзиллитом, после прохождения курса антибиотиков в течение недели ежедневно обрабатывали себе горло либо этой пробиотической смесью, либо безвредным, но и бесполезным солоноватым водным раствором. В течение следующих девяти недель только у одного из 51 пациента, пользовавшегося пробиотиком, стрептококковый тонзиллит развился повторно, в то время как из 61 пациента, применявшего плацебо, инфекция вернулась к 14 – разница на порядок. По результатам более масштабного исследования, в котором участвовали 342 пациента в течение десяти с лишним недель, разница оказалась не столь значительной, но статистически достоверной: среди тех, кто опрыскивал себе горло живыми альфа‑стрептококками, менее 20 % впоследствии повторно заболели тонзиллитом, в то время как среди тех, кто пользовался солоноватым раствором, этот показатель составил 30 %. Кроме того, в конце исследования среди пациентов, пользовавшихся пробиотиком, оказалось вдвое меньше носителей неактивного пиогенного стрептококка, чем среди пользователей плацебо.

Ожидая и надеясь, что найдется фармацевтическая компания, которая заинтересуется выпуском его пробиотического аэрозоля, Роос задумался о том, не может ли недостаток защитных бактерий быть также одной из причин повторяющихся ушных инфекций, от которых страдает так много маленьких детей. Эти инфекции вызывают бактерии, живущие в носоглотке, случайно попадающие в полость среднего уха и застревающие там. Зная, что одни бактерий носоглотки вызывают больше неприятностей в ушах, чем другие, Роос занялся изучением состава бактерий живущих в горле здоровых детей. В ходе этих исследований его команда собрала коллекцию из шести сотен разновидностей альфа‑стрептококков и проверила их способность подавлять бактерий четырех разновидностей, чаще всего вызывающих воспаления среднего уха у детей: пневмококка (Streptococcus pneumoniae), гемофильной палочки (Haemophilus influenzae) и несколько менее патогенных пиогенного стрептококка (.Streptococcus pyogenes) и Moraxella catarrhalis.

В 1996 году Роос составил на основе пяти бактерий с наилучшими защитными свойствами аэрозоль для носа, который он давал родителям маленьких детей, страдавших хроническими ушными инфекциями. В ходе исследования, проведенного на 108 маленьких пациентах, половине из них в течение десяти дней ежедневно впрыскивали в нос этот пробиотический аэрозоль, а другой половине – солоноватую воду. По прошествии трех месяцев почти у половины детей, получавших пробиотик, ушные инфекции прекратились. При этом среди детей, получавших плацебо, данный показатель составил меньше четверти.

Хотя за пределами Скандинавии о Роосе и его исследованиях тонзиллита мало кто слышал, распространение высокоустойчивых к антибиотикам ушных инфекций привело к тому, что после публикации его данных в British Medical Journal в январе 2001 года о “микробном аэрозоле” для носа трубила пресса по всему миру. В 2000 году Американская академия педиатров отчасти признала свое поражение в борьбе с ушными инфекциями с помощью антибиотиков. Исследования, проводившиеся в то время, подтверждали, что антибиотики плохо помогают против этих инфекций и отчетливо делают детей предрасположенными к устойчивым к антибиотикам респираторным и кишечным инфекциям”.

Тем не менее со стороны фармацевтических корпораций Роос не встретил особого интереса к производству защитного пробиотического средства от ушных инфекций. Он признаёт, что проблема здесь может быть в коммерческой выгоде. В отличие от таких препаратов, как Culturelle и FemDophilus, продаваемых в качестве “пищевых добавок”, пробиотические аэрозоли для медицинского применения пришлось бы провести сквозь строй дорогостоящих клинических испытаний, которые доказали бы их безопасность и эффективность. Прежде чем вкладывать миллионы долларов в такое средство, инвесторы хотят быть уверены, что получат эксклюзивные права на его распространение. “Но несмотря на то, что мы вполне можем запатентовать нашу конкретную смесь микроорганизмов, – говорит Роос, – ничто не помешает кому‑нибудь другому взять и составить немного другую смесь из каких‑то представителей сотен с лишним защитных штаммов, встречающихся у людей в горле”.

Еще на одном фронте – борьбы с кишечными инфекциями – за последние несколько лет произошел крутой поворот в отношении к использованию пробиотиков для профилактики и лечения колитов, вызываемых Clostridium difficile. Еще в 2001 году американские гастроэнтерологи по‑прежнему считали такие методы шарлатанством, несмотря на их ширящееся применение в Европе и Австралии. Но вскоре началось распространение смертоносных, гиперпатогенных штаммов С. difficile. Проведенный в 2006 году повторный анализ результатов тридцати с лишним клинических испытаний с использованием плацебо в качестве контроля, многие из которых проводились в Европе, подтвердил, что по крайней мере два из имеющихся в продаже пробиотиков, Lactobacillus GG и “пекарские дрожжи” Saccharomyces boulardii, помогают предотвращать вызываемые С. difficile инфекции, если принимать эти пробиотики непосредственно после курса антибиотиков. Кроме того, было показано, что дрожжевой пробиотик можно использовать как эффективное средство для лечения пациентов, уже страдающих от вызываемой С. difficile инфекции, сокращающее почти вдвое число случаев возобновления инфекции после стандартного лечения такими антибиотиками, как метронидазол или ванкомицин.

Еще более эффективное средство против вызываемых С. difficile колитов будет, возможно, получено на основе нетоксичных штаммов того же микроба, пока протестированных только на животных. Эти безвредные разновидности С. difficile были взяты из коллекции штаммов, которую составил микробиолог из Северо‑западного университета Дейл Гердинг, идентифицировавший в 2005 году гиперпа‑ тогенный штамм, убивавший госпитализированных пациентов по всей Северной Америке и Великобритании. Гердинг отобрал из своей коллекции три нетоксичных штамма на том основании, что они часто встречались в образцах стула госпитализированных пациентов, не заболевавших поносом или колитом, находясь в окружении людей, страдавших от этих расстройств. В 2002 году Гердинг показал, что в результате впрыскивания хомячкам любого из этих трех безвредных штаммов более 90 % из них оказываются защищены от впрыскиваемых им впоследствии токсичных штаммов. Поскольку С. difficile не становится постоянным обитателем кишечника, маловероятно, что безвредные штаммы при этом конкурируют с токсичными. Гердинг полагает, что они могут играть роль живой вакцины, повышая уровень защитных антител, которые впоследствии предотвращают развитие инфекций. С 2006 года Гердинг работает на биофармацевтическую компанию ViroPharma (базирующуюся в Экстоне, штат Пенсильвания), тестируя свои защитные штаммы на людях.

Клин клином

g начале пятидесятых, когда Хайнц Айхенвальд и Генри Шайнфилд впервые применили считавшийся тогда сомнительным подход, основанный на “конкурентном исключении”, они осмелились преднамеренно впрыскивать младенцам клетки золотистого стафилококка, хотя и принадлежащие к сравнительно безвредному штамму этого печально известного микроба. Теперь мы уже точно знаем, что использованный ими штамм 502А позволил спасти жизни многим десяткам, а возможно и сотням новорожденных – пусть даже только потому, что в детских палатах родильных домов тогда свирепствовал высокопатогенный и устойчивый к антибиотикам штамм 80/81.

Но и совсем недавно, в начале девяностых, по крайней мере один врач продолжал использовать штамм 502А для борьбы со стойкими и высокопатогенными стафилококками. Расселл Стил переоткрыл этот штамм вскоре после того, как в 1978 году начал работать в Медицинской школе Арканзасского университета в городе Литл‑Рок. “Иммунологи в те времена были редкой птицей, – вспоминает он. – Предполагалось, что я должен знать, почему люди вообще заболевают. Поэтому местные дерматологи стали передавать мне самых трудных пациентов, с которыми они сталкивались”. Среди этих пациентов были целые семьи, месяцами, а иногда и годами страдавшие от желтых нарывов и кроваво‑красных гнойников, вызываемых стафилококковой кожной инфекцией. Поиски данных о таких инфекциях в литературе привели Стила к Шайнфилду, который посоветовал ему заказать ампулу со штаммом 502А в национальном хранилище Американской коллекции культур в Роквилле (штат Мэриленд).

В отличие от “целины” на теле новорожденных, с которыми работал Шайнфилд, кожа пациентов Стила была уже прочно заселена стафилококками. Поэтому он начал лечение с обстрела микробов тяжелой артиллерией, прописав пациентам антибиотики для внутреннего употребления, специальные мази и дважды в день душ с таким мощным антисептиком, как гексахлорофен. После этого он впрыскивал в ноздри каждому из пациентов ощутимую дозу взвеси штамма 502А. Чтобы оценить эффективность метода, Стил сравнивал состояние 20 семей пациентов, которым впрыскивали этот штамм, с состоянием 20 других, которым после тех же обеззараживающих процедур впрыскивали стерильный раствор. Через шесть месяцев из участников исследования осталось 32 семьи (некоторые пациенты переехали, а некоторые принимали в течение этих шести месяцев антибиотики для лечения других инфекций). У 15 из 17 семей, членам которых впрыскивали штамм 502A он успешно поселился на коже, и ни у кого из этих пациентов уже не развивались ни нарывы, ни сыпь, ни гнойники. При этом из 15 семей контрольной группы у и наблюдались рецидивы инфекции.

Дерматологи из города Литл‑Рок лишились своего помощника и его необычного метода лечения в 1992 году, когда Стил стал сотрудником Школы медицины Университета штата Луизиана и занялся медицинской практикой в работающей при университете больнице в Новом Орлеане. Несколько лет спустя к нему вновь обратились дерматологи, на этот раз за помощью в борьбе с отвратительными инфекциями, вызываемыми у школьников, особенно членов спортивных команд, устойчивым к метициллину золотистым стафилококком. Когда Стил поделился с ними историями о лечении штаммом 502А, они были готовы попробовать его метод. Но об их планах вскоре проведали больничные юристы. “Не успел я опомниться, как администрация заявила, что это поставит под угрозу репутацию учреждения”, – упоминает Стил.

Надо признать, что возможность преднамеренного сражения человека золотистым стафилококком, даже безвредным штаммом, вызывает беспокойство не только у юристов. “Не думаю, что на этой планете есть такой штамм золотистого стафилококка, лечение которым я мог бы со спокойным сердцем прописать пациенту, – говорит микробиолог из Колумбийского университета Фрэнк Лоуи, один из лучших в мире специалистов по опасным свойствам данного микроба. – Нельзя забывать о том, что в арсенале этого вида имеется слишком много потенциально опасного оружия. Было показано, что даже штамм 502А может вызывать заболевания”. Более безопасный подход, утверждает Лоуи, состоял бы в том, чтобы найти потенциального конкурента среди не столь опасных видов стафилококков, таких как повсеместно обитающие на коже Staphylococcus epidermidis и S. warneri.

Примерно в то самое время, когда больничные юристы в Новом Орлеане ставили крест на планах Стила по впрыскиванию золотистого стафилококка в нос пациентам, микробиолог Ричард Халл из хьюстонского Медицинского колледжа Бейлора не мог поверить своим ушам, услышав, какую реакцию вызвала его безумная идея вводить пациентам кишечную палочку в мочевой пузырь. Колледж Бейлора тогда посетила представительница Национальных институтов здравоохранения, искавшая исследовательские проекты, финансирование которых принесло бы пользу американским инвалидам. Халл подумал о пациентах с травмами спинного мозга, лечившихся в расположенном неподалеку Институте реабилитации и исследований, при котором он состоял консультантом. Многие, если не большинство этих пациентов, нижняя часть тела которых была парализована, часто страдали от инфекций мочевого пузыря и почек, иногда даже представлявших угрозу для жизни. Причина инфекций была в постоянных катетерах, которыми пациентам приходилось пользоваться и из‑за которых им в мочевые пути попадали бактерии. Проблема осложнялась тем что неоднократное применение антибиотиков для лечения* этих инфекций способствовало постепенной выработке у возбудителей устойчивости ко многим антибиотикам.

Халл придумал способ, как можно было бы остановить такие инфекции. Хотя в норме мочевой пузырь остается стерильным, у некоторых людей, вспомнил Халл, в нем присутствуют бактерии, не вызывающие никаких заболеваний, и присутствие таких безвредных бактерий, судя по всему, не дает другим микроорганизмам туда вселяться. Халл высказал представительнице Институтов здравоохранения следующую идею: надо найти сравнительно безопасный микроорганизм, который можно было бы преднамеренно вводить в мочевой пузырь парализованным пациентам. “Она спросила: ‘А какие могут быть побочные эффекты? ’ – вспоминает Халл. – Я ответил: ‘Ну, в некоторых случаях в результате могут развиваться серьезные инфекции, даже с летальным исходом’. Я думал, что на этом разговор и закончится”. Но в ответ Халл, не веря своим ушам, услышал: “Хорошо, давайте попробуем”. Вот насколько отчаянной была потребность в средстве, которое позволило бы спасти парализованных пациентов от инфекций, высокоустойчивых к антибиотикам.

У Халла уже был на примете конкретный микроб для такого пробиотического средства. С восьмидесятых годов он переписывался с Катариной Сванборг, гинекологом из Швеции. Ей удалось выделить штамм кишечной палочки, который на протяжении многих лет обнаруживался в моче у девочки, не страдавшей совершенно никакими болезнями ни мочевых путей, ни почек. “В США врач ни за что не узнал бы, что там есть бактерии, если бы они не вызвали инфекцию, – объясняет Халл. – Но в Швеции принято в качестве стандартной профилактической меры проводить ежемесячный анализ мочи”.

Халл исследовал этого микроба, получившего называние Е. coli 83972, в лабораторных культурах и прочесал его гены чтобы убедиться, что он не наделен своеобразными молекулярными крючьями, которые позволяют некоторым штаммам кишечной палочки вызывать серьезные повреждения мочевого пузыря. После этого в ходе двух первых испытаний, проведенных в конце девяностых, урологи из хьюстонского реабилитационного центра ввели штамм 33972 в мочевой пузырь 57 парализованным взрослым пациентам. До лечения пробиотиком все эти пациенты страдали от периодически развивающихся инфекций мочевых путей. За следующий год у всех, кроме двоих, такие инфекции не наблюдались ни разу, а эти двое заразились одной и той же легкоизлечимой болезнью, вызываемой другим микробом, а не пробиотической кишечной палочкой.

В двух хьюстонских медицинских учреждениях продолжается применение в экспериментальном порядке разработанного Халлом пробиотика. Тем временем Халл и его ученики начали тестирование подхода, который может оказаться еще эффективнее: они помещают катетеры в разведенный пробиотик, давая возможность сформироваться на их поверхности защитной биопленке, и только после этого вводят катетеры пациентам. Другой, еще более амбициозный замысел Халла предполагает использование генетически модифицированной разновидности штамма 83972, лишенного любых, даже потенциальных возможностей вызывать неприятности. Создавая эту разновидность кишечной палочки, Халл удалил у нее часть гена, который в принципе мог позволить бактерии прикрепляться к почечной ткани, а также другого гена, который мог позволить ей удерживаться на стенках мочевого пузыря. По словам Халла, выведение из строя этих генов гарантирует, что микроб никогда не задержится там, где его быть не должно, при том что его способность оставаться внутри мочевого пузыря в свободном плавании нисколько не пострадает.

Совершенствуя свое создание в лаборатории, исследователи не могли устоять против искушения сделать и следующий шаг – ввести ему предельно упрощенную, непередаваемую плазмиду устойчивости. Это колечко генов устойчивости может позволить пробиотической бактерии выживать в тех нередких случаях, когда парализованный пациент проходит курс лечения каких‑то других инфекций антибиотиками. Халл еще не испытывал свои генетически усовершенствованные штаммы на пациентах: эта идея по‑прежнему кажется слишком смелой его начальству. Но он отнюдь не одинок в своем стремлении улучшать микробов с помощью методов генной инженерии.