Анализ двадцати исследований позволил сделать вывод о том, что прием антибиотиков в течение первого года жизни повышает риск развития астмы на 50%[394]. В ходе большинства исследований была обнаружена зависимость от дозы: чем больше антибиотиков принимает человек в детстве, тем выше у него вероятность развития астмы в более позднем возрасте. Как мы уже видели, результаты одного датского исследования подтвердили наличие аналогичной закономерности в случае воспалительных заболеваний кишечника. Чем больше антибиотиков принимает человек в начале жизни, тем выше у него риск развития воспалительных заболеваний кишечника впоследствии.
Если оставить в стороне эксперименты Хаффнэгла, первые исследования, направленные на изучение воздействия антибиотиков на микробиоту, позволяли заключить, что после возвращения человека к обычному образу жизни она быстро восстанавливается. Однако по мере развития технологий ученые получили возможность глубже анализировать происходящее и начали замечать довольно драматичные долгосрочные изменения. В одном случае ученые встретились с пациентами через два года после прохождения недельного курса клиндамицина. Разнообразие видов бактероидов по-прежнему оставалось ограниченным[395]. Другие исследователи обнаружили, что многократное повреждение микробиоты имеет кумулятивный эффект. Лес Детлефсен и Дэвид Релмен из Стэнфордского университета обратили внимание на то, что один курс ципрофлоксацина (антибиотика широкого спектра действия) приводит к незначительному изменению микробного сообщества, однако после второго нарушения это сообщество сохраняется в другой конфигурации, а некоторые виды бактерий полностью исчезают[396]. «Создается впечатление, будто полезные бактерии “помнят”, что плохого происходило с ними в прошлом, — сказал Релмен. — Клинические признаки и симптомы проявляются в последнюю очередь». Конечный результат был сопоставим с тем, чтобы вырубить сосновый лес один раз, понаблюдать за тем, как он растет заново, а затем снова полностью вырубить его и получить в итоге дубовые заросли, среди которых нет ни единой сосны.
Оказалось, что восстановление микробиоты зависит от еще одного важного фактора — доступа к утраченным бактериям. После введения мышам смеси из разных антибиотиков разнообразие их микробного сообщества оставалось ограниченным. Однако, когда ученые помещали мышей, не получивших антибиотиков, к мышам, которым давали антибиотики, у мышей первой группы микробиота восстанавливалась[397]. Создавалось впечатление, что восстановление микробиоты после нарушения зависит от повторного посева из резервного источника микробов.
Этот вывод вызвал новые опасения. Если мы, подобно мышам, нуждаемся в других людях для постоянного повторного посева микробов и восстановления микробиоты после вмешательства, то широко распространенное истощение микробного разнообразия будет иметь непредсказуемые последствия. Проблема не только в том, что некоторые люди постепенно сокращают и, возможно, навсегда меняют свое микробное сообщество; проблема в том, что это делают все. «На мой взгляд, повсеместное распространение антибиотиков в обществе в целом с большой вероятностью сыграет свою роль в развитии заболеваний, обусловленных иммунной дисрегуляцией, — сказал мне Дэн Литтмен. — Я считаю, что микробиота всей человеческой популяции развитых стран изменилась в результате приема антибиотиков».
Повсеместное распространение убийц микробов
Первый антибиотик (пенициллин) стал широко доступным после Второй мировой войны, за одно-два десятилетия до начала эпидемии аллергии. В 1992 году, когда эта эпидемия достигла апогея, дети и подростки проходили в среднем один курс антибиотиков за год, во многих случаях — для лечения таких легких заболеваний, как воспаление среднего уха или ушная инфекция[398]. Это было в два раза больше, чем количество антибиотиков, которое в среднем принимал ребенок в 80-х годах. За тот же период увеличилось количество антибиотиков широкого спектра действия, таких как цефалоспорины и фторхинолоны — лекарственные препараты, воздействие которых на микробное сообщество напоминало скорее кувалду, чем скальпель.
На пороге нового тысячелетия в связи с опасениями по поводу резистентности к антибиотикам количество назначений антибиотиков снизилось в два раза[399]. Возможно, неслучайно эпидемия аллергии также замедлилась к началу нового тысячелетия.
Однако секрет, пребывавший у всех на виду, заключался в том, что большинство антибиотиков принимали вовсе не люди. В США примерно 70% антибиотиков приходились на долю животных[400]. В некоторых случаях антибиотики давали животным для того, чтобы сдерживать развитие инфекционных заболеваний, но в основном малые дозы антибиотиков использовали для ускорения роста животных. Вопрос о том, как часто эти вещества попадали в продукты питания, остается неисследованным.
Существовали протоколы, которые должны были обеспечить отсутствие антибиотиков в мясных и молочных продуктах. Одно из главных правил гласило: животноводы должны прекращать кормление животных антибиотиками за достаточное количество времени до забоя. Проблема была в том, что в работе Службы контроля качества пищевых продуктов при Министерстве сельского хозяйства США (агентства, которое должно было обеспечивать реализацию этих правил) имелись, по словам самих ее сотрудников, «серьезные недостатки».
В разгромном докладе управления генерального инспектора за 2010 год был приведен перечень многочисленных неудач: испорченные туши все равно используются в производстве продуктов питания; многократные нарушители игнорируют многочисленные предупреждения; нет никакой возможности определить источник испорченного мяса в сложной сети животноводов, владельцев площадок для откорма скота и торговцев мясом[401]. В докладе был сделал вывод о том, что национальная программа США по проверке наличия остатков химических веществ в пищевых продуктах «не справляется с миссией мониторинга остаточного содержания вредных веществ в продуктах питания».
Не спасало даже вегетарианство. От трех четвертей до половины антибиотиков, которые потребляли животные, в конечном счете выходили вместе с фекалиями и мочой[402]. Этот навоз использовался для удобрения почвы под сельскохозяйственные культуры. Поначалу он обычно находится в ямах, в которых, как утверждали сторонники этого метода, микробы быстро расправлялись с любыми остатками антибиотиков. Однако изучавшие этот вопрос ученые обнаружили, что антибиотики стойко переносят этот процесс и попадают на возделываемую землю в целости и сохранности. А продовольственные культуры охотно поглощают их.
В ходе экспериментов салат-латук абсорбировал из зараженной почвы антибиотики флорфеникол, левамизол и триметоприм. Морковь поглощала диазонин, энрофлоксацин и флорфеникол[403]. Основные культуры — пшеница, кукуруза, ячмень и картофель — впитывали ветеринарные антибиотики при их наличии[404]. И это далеко не полностью отражало масштаб проблемы.
Продукты очистки сточных вод также использовались в качестве удобрения. Более половины шлама, извлеченного из водоочистных сооружений в США, оказывалось на полях[405]. Жидкая масса человеческих нечистот содержала даже более широкий диапазон лекарственных препаратов, чем обычный навоз: антидепрессанты, противомикробные препараты, химические соединения из ароматизирующих веществ и мыла, гормоны из противозачаточных средств — в общем, все то, что принимали люди. Продовольственные культуры впитывали все эти вещества. Соя, которую удобряли твердыми отходами биологического происхождения, охотно поглощала такие антибактериальные препараты, как триклозан и триклокарбан[406]. Капуста, выращенная на гидропонике, абсорбировала антибактериальные препараты сульфаметоксазол и триметоприм.
Все эти препараты повсеместно проникали в окружающую среду[407]. Их следы обнаружены даже в водных путях, удаленных от навозных ям и мест сброса сточных вод. Примерно в четверти из 139 рек, проверенных в 30 американских штатах, был найден триметоприм. Пятая часть рек (но уже других) содержала эритромицин, линкомицин и сульфаметоксазол. В ходе недавнего обследования станций очистки питьевой воды было обнаружено достаточно большое содержание десяти разных противомикробных препаратов. В то же время осадки, сформировавшиеся в водных путях по всей стране в 70-х годах, содержали большое количество противомикробного препарата триклозана — распространенного ингредиента антисептиков для рук и некоторых видов зубной пасты[408]. Это вещество не только непосредственно воздействует на микробное сообщество, но в процессе разложения еще и образует диоксин — потенциально токсичное вещество, которое связывается с рецепторами гормонов, накапливаясь в улитках, лягушках, рыбе и дождевых червях везде, где оно присутствует.
Если коротко изложить эту длинную и неутешительную историю, мир был полон созданных человеком веществ, меняющих микробиом. Единственным утешением было то, что концентрация этих веществ в большинстве случаев была незначительной. Например, в эксперименте с морковью кожура содержала 10% официальной максимально допустимой суточной дозы. А на станциях очистки питьевой воды содержание этих веществ было еще менее значительным, на несколько порядков ниже терапевтического уровня. Тем не менее воздействие этих препаратов имело далеко идущие последствия. У чаек, акул и других диких животных появились бактерии, устойчивые к антибиотикам