Ознакомительная версия. Доступно 12 страниц из 56
серповидноклеточного признака. Вместо полноценной серповидноклеточной анемии, которая вызывает серьезные проблемы со здоровьем, 25 % жителей Западной Африки — носители серповидноклеточного признака, который влечет за собой лишь половину генетических нарушений полноценной болезни. Хотя серповидноклеточный признак вызывает мало симптомов, он радикально сокращает вероятность попадания простейших рода Plasmodium в эритроциты человека и, соответственно, не дает заболеть малярией. Это яркий пример того, как заболевание в прямом смысле может стать адаптивным или полезным изменением с точки зрения человеческой эволюции. Недостатки серповидноклеточного признака отступают на второй план по сравнению с преимуществом в виде снижения уровня заболеваемости малярией.
Однако польза этих адаптаций зависит от контекста. Выходит, что относительные преимущества серповидноклеточного признака в тех областях, где малярия мало распространена, например, в Западной Европе, исчезают, и вместо этого люди остаются лишь с недостатками этого признака. Наиболее яркий пример такого изменения контекста — значительный рост заболеваемости диабетом среди населения Индийского субконтинента. В истории эволюции человека способность поддерживать высокий уровень сахара в крови при плохой доступности пищи определенно являлась селективным преимуществом. Это достигалось за счет развития резистентности к гормону, контролирующему уровень сахара в крови, — инсулину. Сегодня инсулинорезистентность является важным компонентом в развитии диабета второго типа, который в пять раз более распространен среди этнографического населения Индии. Эта болезнь ведет к тяжкому бремени страданий и смерти. Генетика также влияет на риск развития распространенных бактериальных инфекций вроде пневмонии, погубившей Кристофера.
В процессе эволюции человека способность поддерживать высокий уровень сахара в крови при дефиците пищи было преимуществом для выживания.
Вариация в риске развития инфекционных заболеваний важна, но вариация в иммунном ответе на заболевание имеет еще большее значение. Люди совершенно по-разному реагируют на присутствие в организме чужеродных микробов.
В ходе смелой серии экспериментов, проведенной в 2014 году, американские исследователи ввели в здоровых добровольцев липополисахариды, основной компонент клеточных стенок грамотрицательных бактерий. У большинства испытуемых последствия этого были незначительными: лишь слегка повысилась температура. Некоторые волонтеры почувствовали себя плохо, как при сильной простуде. Однако у небольшого числа добровольцев стали проявляться ранние признаки сепсиса. Тяжелая болезнь Сэм в результате пищевого отравления — наглядный пример этой вариации. Хотя сам возбудитель вызвал сильный иммунный ответ, возможно, именно генетическая предрасположенность Сэм привела к таким последствиям.
Оставленные без наблюдения, эти люди, скорее всего, умерли бы в результате реакции своего тела на инфекцию. Это исследование имело большое значение, поскольку оно дало нам представление о том, как оказать помощь людям в группе наивысшего риска. Оно также было важно в отношении клинических испытаний, позволив протестировать новые методы лечения на людях, которые больше всего в них нуждались. К сожалению, оно было проведено слишком поздно, поскольку новые многообещающие препараты успели отойти на второй план из-за нехватки персонализированной медицины в клинических испытаниях, особенно касающихся тяжелых инфекций. Таким образом, нам оставалось лечить большинство пациентов, включая Кристофера и Сэм, только одной группой лекарств — антибиотиками.
* * *
В 1928 году ученый Александр Флеминг в ернулся из семейного отпуска в родной Шотландии в свою лабораторию в лондонской больнице Сент-Мери. Он приехал на несколько недель раньше и, открыв тяжелую деревянную дверь лаборатории, оказался в довольно неопрятном помещении, уставленном многочисленными чашками, в которых он выращивал бактерии для своего исследования. Позднее это оказалось самым полезным беспорядком в истории. Проверив колонии распространенных кожных бактерий Staphylococcus aureus, он заметил, что образцы заражены плесенью Penicillium notatum. Вместо того чтобы разрушить серию экспериментов, этот неожиданный поворот навсегда изменил мир медицины. Вокруг скоплений плесени были чистые области, где Staphylococcus aureus не произрастал.
Осознание того, что плесень способна предотвращать рост бактерий, привело к появлению первого в мире антибиотика, который вскоре стал известен как пенициллин. Эта случайная ошибка в последующие 90 лет спасла жизни около 200 млн человек по всему миру.
Поскольку медицина редко движется вперед стремительными темпами, прошло целых 14 лет, прежде чем в 1942 году Энн Миллер, 33-летняя медсестра из Нью-Йорка, стала первой пациенткой, которой дали новое лекарство. Она лежала в больнице Нью-Хейвена и была в критическом состоянии из-за инфекции, вызванной той же стрептококковой бактерией, что и у смерти Кристофера. Она подхватила инфекцию после выкидыша, но благодаря 5,5 граммам пенициллина, который доставила фармацевтическая компания Merck, она же помогала массовому производству экспериментального препарата, Энн Миллер выжила. Через 24 часа после первой дозы пенициллина ее состояние значительно улучшилось, и инфекция отступила. Впоследствии Энн стала счастливой матерью трех сыновей. Она умерла в 1999 году в возрасте 90 лет. Задержка в клиническом применении пенициллина была обусловлена сложностью перехода от мелкомасштабного исследовательского производства лекарства к большой цепи поставок. Чтобы превратить ошибку Флеминга в новый способ лечения инфекций, который мог принести пользу всему человечеству, потребовалась совместная работа триады, состоящей из Флеминга, Говарда Флори (профессора патологии из Оксфордского университета) и его коллеги Эрнста Бориса Чейна (биохимика немецкого происхождения).
Пенициллин за 90 лет спас жизнь 200 млн человек по всему миру.
Спустя 90 лет после сделанного Флемингом открытия этот класс лекарств до сих пор используется изо дня в день для борьбы с бактериальными инфекциями. На сегодняшний день существует около 15 классов антибиотиков, которые атакуют микробы одним из пяти основных способов. Многие разрушают жесткую внешнюю клеточную стенку микробов, в то время как другие полностью прекращают ее формирование. Некоторые захватывают «оборудование» по производству ДНК внутри каждой клетки или вмешиваются в финальные этапы синтеза белка. Какие-то антибиотики разрушают мембранные структуры внутри микробов, которые координируют и осуществляют сложные процессы.
Как это бывает в большинстве уличных боев, нападению противостоит сильная защита. Бактерии нашли гениальные методы дезактивации, разрушения и избегания веществ, содержащихся в антибиотиках. Поскольку бактерии производят потомство каждые четыре минуты, случайные генетические мутации быстро накапливаются. Из-за некоторых из этих мутаций действие антибиотиков может нейтрализоваться. Мы называем это развитием резистентности. Неудивительно, что такие бактерии имеют более высокие шансы на выживание и передают резистентные гены следующему поколению. Эти гены могут даже физически передаваться другим бактериям, которые ими не обладают, вместе с молекулами, называемыми плазмидами.
Бактерии производят потомство каждые 4 минуты, и в их ДНК быстро накапливаются случайные генетические мутации.
Развитие резистентности может стать проблемой для некоторых пациентов. Сначала таким людям становится лучше, но, как только антибиотики перестают действовать из-за развития у микробов резистентности, их состояние начинает ухудшаться. Эти устойчивые штаммы являются особенно серьезной проблемой в некоторых популяциях и географических областях. Хотя явление антибиотикорезистентности не ново, ситуация усугубляется тем, что за последние 30 лет было открыто лишь ограниченное число новых классов антибиотиков. В действительности лишь один: теиксобактин. Хотя этот
Ознакомительная версия. Доступно 12 страниц из 56
