Эффект микробиома

Эта книга посвящена микроскопическим событиям, происходящим во время родов. Данные современных научных исследований обнаруживают, что эти события могут оказывать влияние на здоровье человека на протяжении всей последующей жизни и даже определять будущее нашего вида. Для объяснения этого громкого заявления необходимо представить одно из самых активно исследуемых в настоящее время понятий – микробиом человека.

Если вы хотите открывать для себя удивительные факты всякий раз, когда мы будем глава за главой делиться новейшими научными открытиями, то смело пропускайте следующие несколько страниц. Но если вас поджимает время (например, в связи с предстоящими в скором времени родами), на ближайших нескольких страницах вы сможете получить максимум сжатой информации по теме.

За последние годы были опубликованы тысячи научных работ, рассматривающих общность микроорганизмов, живущих на поверхности человеческого тела и внутри него. Появилось несколько сотен статей в СМИ, множество телевизионных программ, даже несколько документальных фильмов, в том числе наша картина «Микророждение». Эта книга основана на данных, собранных в период всестороннего исследования, которое мы проводили для нашего фильма; в книгу включены выдержки из записанных интервью с двенадцатью ведущими специалистами в этой области.

Что такое микробиом?

Как мы расскажем в первой главе книги, микробиом человека включает в себя триллионы микроорганизмов, живущих на поверхности и внутри человеческого тела. Это бактерии, грибы, вирусы, простейшие и археи. Они обитают на нашей коже, в желудочно-кишечном тракте, мочеполовой системе, во рту, носу, легких и во влагалище у женщин.

Наиболее полно изучена популяция микробов в кишечнике. Это сообщество микробов играет очень важную роль: они поддерживают нормальное функционирование организма и защищают человека от болезней. (В связи с тем, что микробиом по большей части состоит из бактерий, мы иногда будем использовать в книге слова «микробы» и «бактерии» во взаимозаменяемом значении.)

Ученые обнаружили, что критически важным моментом для закладывания микробиома человека является короткий промежуток времени: непосредственно перед родами и сразу после появления на свет ребенка. Соприкосновение с микробами, вероятно, происходит уже на поздних сроках беременности, заселение кишечника активно происходит и во время грудного вскармливания, однако главное событие для закладывания микробиома человека – это роды. Удивительным образом микроскопические процессы в самые первые минуты жизни определяют здоровье человека до конца его дней.

Во второй главе книги профессор Мартин Блейзер, директор программы «Микробиом человека» университета Нью-Йорка и автор книги «Плохие бактерии, хорошие бактерии» (Missing Microbes), расскажет, как плод развивается в матке в почти стерильных условиях. Это означает, что во время родов происходит первый и главный контакт ребенка с миром микробов. Во время прохождения по родовому каналу тело младенца полностью покрывается бактериями матери: они попадают ребенку в глаза и уши, в нос и рот; ребенок также заглатывает некоторое количество микробов.

Первые бактерии, попавшие в кишечник новорожденного, начинают колонизировать его и размножаться. Особые сахара грудного молока – олигосахариды – не перевариваются ферментами человеческого организма, их единственная роль – стать пищей для недавно посеянных в кишечнике новорожденного микробов. Этот естественный процесс посева и питания позволяет оптимально настроить микробиом кишечника родившегося человека.

Сеять и питать – две восхитительные стороны процесса закладки микробиома.

Современные исследования показывают, что этот процесс посева и питания, вероятно, является критически важным для развития иммунной системы ребенка. Данные научных работ отводят первым кишечным поселенцам роль инструкторов для иммунной системы, помогающих отличать друзей от врагов (иными словами, к каким бактериям организму следует формировать толерантность, а какие необходимо атаковать). Вмешательство в этот процесс может вылиться в некорректную настройку иммунной системы, тогда организм будет нападать на дружественные бактерии и позволит размножаться патогенным. Вмешательства в процесс настройки иммунной системы в первые моменты жизни закладывают основы для возможных проблем со здоровьем ребенка в будущем.

Новорожденный растет и развивается постепенно, так же постепенно в течение первых месяцев и лет жизни развивается и его микробиом, пока он не переходит в стабильное состояние в определенный момент времени в раннем детстве.

Что происходит с ребенком, рожденным методом кесарева сечения?

В четвертой главе мы расскажем о новейших разработках, изучающих вопрос, каким образом (с помощью микробов из влагалища матери) можно частично восстановить микробиом ребенка, рожденного методом кесарева сечения. Рожденный в результате кесарева сечения ребенок не проходит по родовому каналу, и первыми микробами, с которыми он взаимодействует, оказываются бактерии из воздуха и предметов в операционной, а не из влагалища матери. Источником бактерий для такого ребенка становится кожа присутствующих в операционной людей: матери, отца, хирурга, анестезиолога, акушерки, медсестры.

Доктор Родни Д. Дитерт, автор книги «Человеческий суперорганизм» (Human Superorganism), характеризует микробиом ребенка, рожденного методом кесарева сечения, как неполноценный. В своей работе 2012 года «Полноценный я» (The Completed Self) доктор Дитерт описывает, что такие дети имеют высокий риск недополучить весь набор микроорганизмов, который необходимо приобрести в узкий временной промежуток, окружающий рождение [1].

В своей следующей работе 2015 года, удостоенной премии, доктор Дитерт идет дальше и утверждает, что дети, не получившие оптимального посева микробиома в первые минуты жизни, «приобретают функциональный эквивалент врожденного порока развития» [2].

Во время кесарева сечения возможны эпигенетические изменения. Как нам станет известно из шестой главы книги, воздействие определенных факторов окружающей среды может включать и выключать гены. В настоящее время ученые исследуют вопрос, является ли метод рождения (посредством операции или вагинально) одним из таких факторов. Возможно ли, что в отсутствие стресса, давления и выброса гормонов, происходящих во время вагинальных родов, некоторые гены не включаются или не выключаются в нужное время?

Если исследования подтвердят истинность этого предположения, то появятся новые вопросы: каковы будут последствия для здоровья ребенка, рожденного методом кесарева сечения, а также для последующих поколений?

Каковы последствия для индивидуального и всеобщего здоровья?

Будь то изменения в микробиоме кишечника, эпигенетические факторы во время родов, комбинация обоих процессов или какая-либо другая причина, научные данные показывают, что дети, рожденные посредством кесарева сечения, подвержены более высокому риску развития определенных заболеваний в будущем. В их числе астма, диабет 1-го типа, целиакия (заболевание кишечника, связанное с непереносимостью глютена) и лишний вес. Это примеры неинфекционных заболеваний, таких, которые не передаются от человека к человеку. По мнению доктора Дитерта, они могут быть лишь верхушкой айсберга. Доктор Дитерт утверждает, что если ребенок имеет одно неинфекционное заболевание в раннем возрасте, возрастает риск развития других заболеваний позже, в том числе сердечно-сосудистых, аутоиммунных, проблем с кишечником и даже рака. Неинфекционные заболевания уже представляют собой убийцу номер один в мире, и, как мы увидим в восьмой главе, к 2030 году расходы на их лечение могут обанкротить мировую систему здравоохранения.

Но есть еще кое-что. Согласно гипотезе доктора Блейзера об исчезающей микробиоте, современная «чума», поражающая индустриальные нации, может быть связана с уменьшением бактериального разнообразия в нашем кишечнике. Применение антибиотиков, современное питание и образ жизни, а также увеличение числа кесаревых сечений – все эти факторы вносят вклад в сокращение числа бактерий. Как мы увидим в восьмой главе книги, самый пессимистичный сценарий доктора Блейзера – это «антибиотиковая зима», когда все мы станем легко восприимчивыми не только к современным неинфекционным заболеваниям, но и к инфекционным. То, как мы живем сегодня, повышает вероятность новых пандемий.

Подобный прогноз выглядит удручающе, однако открытия в сфере микробиома и эпигенетики, мы надеемся, происходят как раз вовремя, чтобы повернуть процесс вспять. Новое понимание дает нам возможность выбрать иной путь развития. Будущее находится в руках не только ученых, оно и в наших с вами руках.

Что мы можем сделать?

Распространять информацию из этой книги. Поддерживать новые исследования. Требовать повышения квалификации медицинских работников. И начать жить в большей гармонии с нашими микробами (это предмет нашего следующего кинопроекта).

Эта книга рассказывает о самых современных взглядах на то, как оптимально сеять и питать микробиом ребенка, чтобы максимально укрепить иммунную систему. На наш взгляд, эта информация необходима для всех будущих родителей, врачей, акушерок, преподавателей акушерства и даже для подростков, которые станут родителями завтра.

Кто мы?

Мы – это Алекс и Тони, семейная пара кинорежиссеров, встретившаяся двадцать лет назад в Лондонской киношколе. Нас притянула друг к другу мечта снимать совместные фильмы, в частности, психологические триллеры. Мы объединили усилия и создали кинокомпанию Alto Films Ltd («Ал» – от Алекс, «то» – от Тони).

В 2006 году мы сняли первый совместный фильм – фильм ужасов, которым заинтересовался Голливуд: он показал наш фильм во многих странах мира. Мы без промедления выпустили свой следующий продукт – нашу дочку Виллоу. Именно ее рождение при помощи экстренного кесарева сечения изменило наш взгляд на жизнь и разожгло неожиданную страсть к теме чуда появления человека на свет.

Три наших следующих фильма раскрывали разные аспекты деторождения в XXI веке: роль доулы (доула – помощник женщины во время беременности, родов и послеродового ухода) в фильме «Доула!» (Doula!, 2010, 60 мин.) [3], вопрос прав человека в родах в «Свободе рождения» (Freedom for Birth, 2012, 60 мин.) [4] и научный подход к процессу родов в картине «Микророждение» (Microbirth, 2014, 60 мин.) [5].

«Микророждение» – это научный документальный фильм, рассматривающий роды в новом контексте, через линзу микроскопа. Картина получила Гран-при на фестивале медико-биологических документальных фильмов в Праге в 2014 году и сейчас распространяется во многих странах.

Как мы подобрали команду экспертов?

Представьте себе классический фильм с ограблением. Некто нацелился заполучить драгоценный бриллиант, но не может утащить его своими силами. Ему необходима помощь команды экспертов. То же произошло и с нами.

В нашем кино с ограблением мы, будучи режиссерами и авторами, представляем собой главных героев. Наша цель – изучить отдаленные последствия способов, которыми появляются на свет современные люди. Это и есть наш драгоценный алмаз.

Вдохновение для нашего приключения мы поймали совершенно случайно в июне 2011 года. Выражаясь языком кино, вот наша предыстория.

ПОСТЕПЕННО ПОЯВЛЯЕТСЯ ИЗОБРАЖЕНИЕ:

ОТЕЛЬ ХИЛЛСАЙД, СЕВЕРНАЯ АНГЛИЯ, ДЕНЬ

Свет заходящего солнца освещает отель в готическом стиле, приютившийся на склоне горы с видом на небольшой прибрежный городок.

СМЕНА КАДРА:

ОТЕЛЬ ХИЛЛСАЙД ВНУТРИ, КОНФЕРЕНЦ-ЗАЛ, ДЕНЬ

ТИТРЫ:

КОНФЕРЕНЦИЯ ПО НОРМАЛЬНЫМ РОДАМ – 2011, ГРЭЙНДЖ-ОВЕР-СЭНДЗ, АНГЛИЯ

Под ярким светом софитов два человека сидят друг напротив друга в небольшой комнате, это интервьюер ТОНИ ХАРМАН и интервьюируемый СУ ДОУН, профессор акушерства в университете Центрального Ланкашира.

АЛЕКС УЭЙКФОРД нажимает на кнопку записи на маленькой видеокамере и кивает ТОНИ ХАРМАН, чтобы та начала интервью.

ТОНИ ХАРМАН:

– Расскажите, пожалуйста, о вашем текущем исследовательском проекте.

СУ ДОУН:

– Я начинаю рассматривать, как способ рождения может быть связан с неблагоприятными последствиями для здоровья в будущем. Мы считаем, что одним из возможных механизмов может быть эпигенетический механизм.

ТОНИ ХАРМАН почесывает голову и раздумывает, что бы такого умного сказать в ответ.

ТОНИ ХАРМАН:

– Эм… Э… Эпи… – что?

СУ ДОУН:

– Эпигенетика – наука, изучающая экспрессию генов. Вероятно, то, каким способом женщина рожает, может включать или выключать определенные гены в организме ее ребенка. Если не происходит нормального физиологического процесса родов, то у ребенка могут происходить эпигенетические изменения, влияющие на состояние его здоровья в будущем.

ТОНИ ХАРМАН приподнимается. Ее глаза загораются.

СМЕНА КАДРА:

Внутри автомобиля, ночь

Ливень хлещет по лобовому стеклу. АЛЕКС УЭЙКФОРД за рулем. ТОНИ ХАРМАН на пассажирском сидении.

ТОНИ ХАРМАН:

– Из дюжины интервью, что мы сняли сегодня, какое показалось тебе наиболее значимым?

АЛЕКС УЭЙКФОРД:

– Профессор Доун и эпигенетика.

ТОНИ ХАРМАН:

– Ты хоть слово понял?

АЛЕКС УЭЙКФОРД:

– Нет. (Пауза.) Но мне кажется, мы только что нашли свой бриллиант.

ИЗОБРАЖЕНИЕ ПОСТЕПЕННО ИСЧЕЗАЕТ.

Но на тот момент бриллианту нужно было подождать, так как мы были в процессе съемок фильма о нарушении прав человека в родах.

(Быстрая перемотка вперед в осень 2012 года.)

Мы только что выпустили «Свободу рождения» (Freedom for birth) и страстно желали вернуться к своему бриллианту. Мы хотели снять фильм, который бы раскрывал волнующую нас тему, был бы важным в мировом масштабе и который укладывался бы в наш скромный бюджет.

Мы вспомнили первоначальное интервью с профессором Су Доун и размышляли о создании фильма, посвященного развитию невероятной истории эпигенетики. Профессор Доун познакомила нас с другими научными сотрудниками недавно сформированной международной исследовательской группы по изучению эпигенетического влияния родов (EPIIC – Epigenetic Impact in Childbirth international research group). Мы были воодушевлены, ощущая себя на пороге невероятных открытий.

Мы организовали интервью с американскими профессорами Сью Картер и Аликой Белл, приехавшими в Великобританию на конференцию по вазопрессину (одному из гормонов, участвующему в родах наравне с окситоцином). Мы задали им вопрос: «Что самое удивительное в отношении эпигенетики, что происходит в родах?» Их глаза искрились, когда они заявили: «Самое удивительное в отношении эпигенетики, что происходит в родах, это… Мы не знаем».

Сейчас мы уже понимаем, что для ученого «мы не знаем» является поистине восхитительным моментом, означающим, что впереди ждут новые открытия. Новые вопросы, требующие ответа. Новые направления для финансирования исследований.

Для нас, авторов фильма, «мы не знаем» означает, что фильма не будет. Или, по крайней мере, что эта сфера изучения настолько нова, что нет достаточного материала для фильма. Пока. Для эпигенетики в родах время на тот момент еще не пришло. Нам нужно было найти новый бриллиант и новый вопрос. Если нащупать правильный вопрос, он откроет за собой множество других вопросов, и мы окажемся в центре эпопеи по поиску ответов.

В это время профессор Ханна Дален из университета Западного Сиднея (Австралия), будучи в числе основателей проекта EPIIC, предложила нам взглянуть на последние исследования, связывающие микробиом со способом рождения. Тогда мы впервые услышали слово «микробиом». Мы забили его в поисковой строке Google и стали искать видеозаписи.

Первым в списке появилась ссылка на видео на YouTube с неким доктором Мартином Блейзером, автором книги «Плохие бактерии, хорошие бактерии» (Missing Microbes), директором проекта «Микробиом человека» в университете Нью-Йорка. То видео потрясло нас до глубины души. И мы задались вопросом: «Что же общего у микробиома с родами?»

Позднее мы познакомились с документом, опубликованным доктором Родни Р. Дитертом, автором книги «Человеческий суперорганизм» (Human Superorganism), профессором иммунотоксикологии Корнеллского университета. В этой работе, озаглавленной «Полноценный я», доктор Дитерт рассматривает связь между способом рождения и повышением риска развития у человека в будущем определенных проблем со здоровьем. Этот момент стал для нас моментом озарения.

Тогда мы приняли ключевое решение: общаться напрямую с учеными. Мы хотели услышать напрямую от них об открытиях, совершаемых в их области. Нам хотелось, чтобы наука была выше придирчивой критики, чтобы никто не смог поставить под сомнение квалификацию, опыт и репутацию кого бы то ни было из наших экспертов.

Мы отправили профессору Дитерту электронное письмо с просьбой дать нам интервью. Он немедленно ответил согласием. Это стало моментом, когда мы решили посвятить себя проекту всем сердцем, вложить в него свои деньги и несколько лет жизни.

Несколько месяцев спустя, когда профессор Дитерт нарисовал свое «Кесарево древо болезней» на доске в пустом лекционном зале (см. стр. 133), у нас пробежал мороз по коже. Мы вдруг поняли, что то, чем мы занимаемся, гораздо значительнее, чем мы могли предположить вначале. Речь шла не только о рождении. Мы говорили обо всей траектории человеческого здоровья.

Двумя другими ключевыми фигурами нашей команды экспертов стали микробиологи: упомянутый ранее доктор Мартин Блейзер и доктор Мария Глория Домингез Белло, оба из университета Нью-Йорка. Их лаборатории находятся рядом, на верхнем этаже госпиталя ветеранов на Манхэттене. На входе в здание нас обыскали на предмет оружия и с пристрастием допросили о контрольных вопросах, после чего, наконец, дали разрешение войти в святая святых. Пока нас сопровождали по извилистым коридорам, мимо оснащенных сигнализацией дверей, мы не без волнения поглядывали на многочисленные знаки биологической опасности. Было впечатление, что мы попали на секретные объекты, вход на которые воспрещен рядовым гражданам. Вспоминая времена в киношколе, когда мы мечтали вместе снимать триллеры, мы чувствовали себя так, как будто сами попали в декорации научно-популярного триллера, основанного на реальных событиях. Мы ощущали привилегию быть в этом месте, и это давало дополнительный стимул верить, что то, что мы сейчас узнаем, имеет глобальное значение.

Нам попалась на глаза статья о канадском исследовании бактериальных «отпечатков пальцев» новорожденных, родившихся в результате кесарева сечения [6]. В статье говорилось о том, что дети, рожденные оперативно, имеют другой микробный профиль, чем дети, прошедшие по естественным родовым путям. Мы связались с одним из авторов работы, профессором Анитой Козирски и через несколько месяцев приземлились у подножия канадских Скалистых гор, чтобы взять у нее интервью в Эдмонтоне (Альберта).

Нам нужны были эксперты в генетике и эпигенетике, и мы нашли их в лице доктора Жаклин Тейлор, доцента Йельского университета, и профессоров Сью Картер и Алики Белл, с которыми мы уже беседовали ранее.

Мы начали формировать международную сеть экспертов, преодолевая для этого тысячи миль. Мы соединяли воедино их знания и рисовали картину рождения, которая сильно отличалась от общепринятой. От той, с которой мы начали свой путь.

Для формулировки врачебного взгляда на проблему мы пригласили доктора Нину Моди, профессора неонатологии, опубликовавшую (совместно с коллегой по исследовательской работе доктором Мэттью Хайдом) документ о связи кесарева сечения и повышения риска ожирения [7]. Следующим членом команды экспертов стал почетный профессор Филип Стир, акушер-гинеколог и бывший редактор Британского журнала акушерства и гинекологии.

Также нам нужен был акушерский взгляд. Наряду с профессором Ханной Дален мы поговорили с Лесли Пейдж, приглашенным профессором акушерства лондонского Королевского колледжа и нынешним президентом Королевского колледжа акушерок.

Наконец, мы хотели бы получить экспертное мнение по экономической стороне вопроса. Забирая дочь с вечеринки по поводу дня рождения школьной подруги, мы разговорились с одним из родителей, который заявил, что знает нужного нам человека. С нарастающим воодушевлением мы спросили: «Кто же это?» – «Обернитесь назад, – сказал родитель, – он стоит прямо за вашей спиной». Так мы познакомились со Стефаном Эльбе, профессором международных отношений Сассекского университета и директором Центра глобальной политики в сфере здравоохранения.

Вот и все. Мы нашли свою всемирно значимую историю и своих экспертов.

Мартин Блейзер, директор программы «Микробиом человека», профессор трансляционной медицины университета Нью-Йорка, автор книги «Плохие бактерии, хорошие бактерии» (Missing Microbes), эксперт по микробиому мирового уровня.

Мария Глория Домингез Белло, доцент медицинского факультета Нью-Йоркского университета, эксперт по изучению микробиома новорожденных.

Родни Дитерт, профессор иммунотоксикологии Корнеллского университета, автор книги «Человеческий суперорганизм» (Human Superorganism), автор комплексного анализа данных всемирных исследований, эксперт по иммунной системе человека.

Анита Козирски, профессор факультета педиатрии университета Альберты и соведущий испытатель в компании «Исследование синергии в микробиоте» (Synergie in Microbiota Research, SyMbiota), эксперт по микробиоте и развитию иммунной системы новорожденных.

Сью Картер, профессор, поведенческий нейробиолог, директор института имени Кинси и профессор биологии в университете Индианы, эксперт мирового уровня по синтетическому окситоцину.

Жаклин Тейлор, доцент сестринского дела, заместитель декана факультета инклюзии Йельского университета, эксперт по генетике и эпигенетике.

Ханна Дален, профессор акушерства университета Западного Сиднея, эксперт по эпигенетическому воздействию на человека способа рождения и по акушерскому делу.

Алика Белл, доцент факультета изучения здоровья женщин, детей и семьи Иллинойского университета в Чикаго, эксперт по эпигенетическому исследованию родов.

Нина Моди, профессор неонатологии Имперского колледжа Лондона, медицинский (научный) эксперт по новорожденным.

Филип Стир, почетный профессор гинекологии Имперского колледжа Лондона, медицинский (гинекологический) эксперт по кесареву сечению.

Лесли Пейдж, приглашенный профессор акушерства Королевского колледжа Лондона и президент Королевского колледжа акушерок; эксперт по акушерству и физиологическим родам.

Стефан Эльбе, профессор международных отношений университета Сассекса, директор Центра глобальной политики в сфере здравоохранения, эксперт по приложению современных научных данных к реальному миру.

Один из моментов, который расстраивал нас во время съемок, – это то, что по своей природе часовой документальный фильм пишется «широкими мазками». Теряются тонкие детали, 60-минутные интервью сокращаются до 30-секундных фрагментов. Сложные научные объяснения максимально упрощаются, чтобы сделать их как можно более доступными, и возможности обсуждения нюансов становятся ограниченными.

Когда мы выпустили свое «Микророждение» (Microbirth), 95 % снятого материала было оставлено за кадром (однако сохранено на десятках цифровых носителей). Написание этой книги дало нам прекрасную возможность поделиться этими не вошедшими в фильм материалами, копнуть глубже, предоставить больше информации и таким образом написать более полную картину потрясающих революционных открытий в современной науке, у которых есть потенциал действительно менять жизни людей.

Наша личная история длилась несколько лет и заставила нас дважды отправляться из Европы в Северную Америку и обратно. Сейчас мы чувствуем, что осуществили намеченное. Мы достигли своей цели, провернули свое «ограбление», и информация в этой книге – это наш «бесценный бриллиант».