Джессика Сакс - Мікроби гарні та не дуже. Здоров’я і виживання у світі бактерій

У наш час американські хірурги імплантують десятки мільйонів штучних елементів щороку, від штифтів у зламані кістки та стентів у кровоносні судини до штучних суглобів та механічних серцевих клапанів взамін пошкоджених. І щороку понад 1,5 мільйона з них інфікуються.

На початку історії медичної імплантації хірурги думали, що достатньо лише ретельно стерилізувати пристрої, які вони встановлюють, і саджати пацієнтів на антибіотики на день чи два для додаткового страхування. Однак лави біонічно вдосконалених людей не досягли ще й мільйонної позначки, як у 1980-х роках стало очевидним: наші кровоплини не є стерильними від мікробів місцями, якими ми їх чомусь вважали.

Сьогодні ми знаємо, що бактеріальні мешканці шкіри та слизових оболонок регулярно потрапляють у потаємні куточки нашого організму, і не лише крізь відкриті рани, але й через усюдисущі прищі, запалені ясна й постійні мікротравми від проходження травним трактом твердої їжі. Для здорових, живих тканин, що можуть швидко підготувати імунну відповідь, це не становить жодних проблем. Натомість сталь, плексиглас, медичний текстиль і подібні речі пропонують привабливо інертні території, де бактерії можуть затримуватись надовго, можливо, для створення родини, а то й будівництва складних цитаделей, відомих як біоплівки.

Виявляється, отримавши такий шанс, більшість бактерій не схильні до того самотнього й млявого стилю життя, який науковці бачать у пробірках. У природі вони з готовністю організовуються в різноманітні спільноти, розподіляючи обов’язки від виробництва їжі до утилізації сміття та організації захисту. У результаті біоплівки від природи резистентні до антибіотиків – почасти через їхню здатність відгороджуватись від оточення, а почасти через те, що вони можуть собі дозволити тримати деяких своїх членів неактивними, поза впливом препаратів, націлених на ріст і функціонування.

Наліт, який утворюється на нечищених зубах, є біоплівкою, і це пояснює, чому антибактеріальні ополіскувачі для рота ніколи не замінять їх фізичного чищення щіткою. Коли ж біоплівка формується на внутрішньому імпланті, єдиним варіантом часто є хірургічне видалення. Тому щороку проводяться десятки тисяч операцій на відкритому серці та видалень штучних суглобів, причому останні спричиняють травматичне ушкодження навколишніх кісток та м’язів. І це у випадках лише очевидних інфекцій, із високою температурою, болем та дискомфортом. Багато ж, якщо не більшість імплантів рано чи пізно стають домівкою для прихованих біоплівок. Переважна більшість цих маленьких бактеріальних спільнот ніколи не викликають проблем, бо зазвичай залишаються неактивними, не викликаючи жодного безпосереднього ушкодження і здебільшого уникаючи виявлення імунною системою. Небезпека з’являється, коли імунна система все-таки «вловлює їхній запах». Тоді є два варіанти: або вона терпить присутність біоплівки, або та стає свого роду скалкою, що викликає хронічне запалення чи навіть септичний криз.

Після того як до лав біонічно вдосконалених влились десятки мільйонів людей, медичний світ почав реагувати на цю дедалі більшу небезпеку, хоча й не завжди мудро. Наприклад, коли стало ясно, що на зубних імплантах часто поселяються бактерії ротової порожнини, багато стоматологів почали призначати всім, хто має хоча б штифтик, ударну дозу антибіотиків навіть перед звичайною процедурою видалення зубного каменю. Дальші дослідження показали, що це мало що дало для зниження ризику зараження імплантів і часто викликало проблеми на кшталт діареї та коліту, пов’язаних з антибіотиками. А інші дослідження підказують, що антибіотики можуть насправді заохотити бактерії утворювати біоплівки – як захисну реакцію на хімічну атаку.

А якби імпланти самі виділяли антибіотики? Чи не зробило б це їхні поверхні забороненою територією для мікробів? Деякі біотехнологічні фірми якраз і мають цю доволі суперечливу мету. Інші ж попереджають, що такий, здавалося б, логічний підхід є небезпечним. Вони вказують на уроки, засвоєні з використання гранул антибіотиків, що імплантувались під час хірургічних операцій для запобігання післяопераційним інфекціям. Багато років тому хірурги засвоїли, що мусять видаляти ці гранули вже впродовж кількох тижнів (або використовувати біорозкладні версії), інакше ті самі вкриваються шаром стійких до лікарських засобів бактерій. Підтверджуючи ці перестороги, перший антибіотичний імплант – механічний серцевий клапан «Сілзон» – фактично підвищував ризик зараження серця в пацієнтів. Подальші тести показали, що антимікробне покриття на цьому пристрої заохочувало прикріплення до нього бактерій.