По оценкам Центра по контролю за заболеваниями, ежегодно в Соединенных Штатах до полумиллиона человек заболевают из-за Clostridioides difficile. Этот микроб охотится на людей с ослабленной иммунной системой и кишечными бактериями, измененными в результате приема антибиотиков - именно на таких пациентов, чей организм не может выдержать возникающую диарею и кишечные заболевания.
Новое исследование генома бактерии позволяет предположить, что C. difficile эволюционирует в два вида. И один из них создан специально для нападения на больницы.
"Исследование показывает, как патоген C. difficile эволюционирует в ответ на западную сахарную диету и обычные больничные дезинфицирующие средства", - говорит Нитин Кумар, старший биоинформатик из Института Wellcome Sanger, один из авторов статьи.
Кумар и его коллеги собрали в общей сложности 906 различных штаммов (или вариантов) C. diff, обитающих в организме человека, животных и окружающей среде, и секвенировали их ДНК. Сравнивая полученные геномы, они обнаружили, что около 70 процентов штаммов, собранных у пациентов больниц, имеют общие генетические черты.
Эта группа, известная сейчас как C. difficile clade A, "находится на грани превращения в другой вид", - говорит Кумар. Чтобы принадлежать к одному виду, объясняет он, разные штаммы бактерий должны иметь более 95 процентов общей ДНК. Штаммы C. difficile клады А находятся как раз на этой границе, разделяя 94-95 процентов своей ДНК с другими подтипами этого вида.
Появившийся микроб обладает свойствами, которые делают его идеальным для жизни в больницах: он устойчив к антибиотикам, его трудно убить с помощью больничных дезинфицирующих средств, и он пожирает простые сахара, характерные для современной западной диеты (особенно для диеты, полной прозрачных жидкостей и мягкой пищи после операции).
Возраст штаммов, составляющих C. difficile клада A, оценивается в 76 000 лет, они намного старше современной больничной системы, в которой они процветают, но новое исследование показывает, что они начали проявлять себя в конце 1600-х годов. Примерно в это же время начали зарождаться традиции современной медицины. Таким образом, по мере развития нашей больничной системы бактерии развивались вместе с ней. Теперь они готовы рассматривать наши послеоперационные тела как недвижимость.
"Я думаю, что мы хорошо знакомы с концепцией [эволюции бактерий]", - говорит Карлос Фигероа-Кастро, врач, изучающий C. difficile в Медицинском колледже Висконсина, но не участвовавший в данном исследовании. Хотя идея о том, что бактерии приспосабливаются, чтобы процветать в человеческой среде, не нова, использование генетических инструментов для изучения их эволюции может предложить новые варианты лечения, говорит он, например, изменение рациона питания людей, подверженных C. difficile клада А, на рацион с низким содержанием простых сахаров и углеводов или даже создание целевых лекарств, которые могут поддерживать кишечные бактерии во время лечения антибиотиками.
Кейси Териот, микробиолог, изучающий C. difficile в Университете штата Северная Каролина, согласна с этим. По ее словам, это исследование дает еще одно доказательство того, что, поскольку C. difficile эволюционировал, чтобы воспользоваться преимуществами наших современных кишечников, сделать эти кишечники менее гостеприимными для патогенов - это способ предотвратить инфекцию. Целевые терапевтические и диетические меры могут спасти уязвимых пациентов от хронических и изнурительных проблем с желудком и, возможно, защитить нас от других бактериальных бед.