Больше года Сидни Снайдер какала до 30 раз в день. Ей назначили агрессивный курс из трех разных антибиотиков для лечения более ранней желудочной инфекции, но лекарства сделали свое дело слишком хорошо. Антибиотики уничтожили огромную часть микрофлоры ее кишечника, и в образовавшемся бактериальном вакууме возникла новая проблема: Clostridium difficile, также известная как C. diff.
Этот штамм бактерий известен тем, что вызывает мучительные и даже смертельные кишечные инфекции. Боль и разрушения, которые C. diff внесла в ее жизнь, заставили Снайдер бросить работу, и она даже переехала в Санта-Фе в надежде, что жизнь "без стресса в этом городе с хорошей атмосферой" поможет ей выздороветь. Но, по ее словам, "это не лечит C. diff, так что это не помогло".
Как правило, успешное лечение диффузной инфекции C. diff, по иронии судьбы, является именно тем, что ее вызвало: антибиотики широкого спектра действия. Снайдер прошла через четыре отдельных раунда такого лечения, но каждый из них только ухудшал состояние. Наконец, специалист по инфекционным заболеваниям предложил ей стать кандидатом на пересадку фекальной микробиоты, в просторечии известную как пересадка кала, или FMT.
Идея заключается в том, чтобы пополнить микробиом кишечника широким разнообразием бактерий, которые конкурируют с C. diff за ресурсы, не позволяя этому виду размножаться бесконтрольно. Процедура включает в себя введение обработанного образца кала от здорового донора в кишечник пациента, обычно через колоноскопию. Для Снайдер эта процедура оказалась спасительной: по ее словам, через несколько дней после пересадки у нее впервые за год не было диареи.
Когда в 2013 году Снайдеру была проведена процедура FMT, она была новой и запретной. Теперь, более пяти лет спустя, процедура оказалась настолько успешной в лечении инфекций C. diff - по некоторым оценкам, с эффективностью до 90%, - что исследователи проверяют ее потенциальную терапевтическую ценность при других заболеваниях желудочно-кишечного тракта. На первом месте стоят воспалительные заболевания кишечника, такие как болезнь Крона и язвенный колит, в которых ключевую роль могут играть кишечные бактерии. Однако до сих пор попытки лечения этих заболеваний с помощью FMT были безрезультатными, а уровень ремиссии (когда болезнь становится неактивной) составляет около 25 процентов.
Некоторые исследователи считают, что ключ к успеху может лежать в кале донора. Оказывается, когда речь идет о лечении определенных заболеваний, не все какашки одинаковы. Выяснение того, что делает стул превосходным, может помочь ученым выявить этих так называемых "суперкакашек" и повысить вероятность успеха лечения.
Поиск лучших в мире какашек
Исследования показывают, что дисбиоз, или дисбаланс определенных семейств бактерий, может играть частичную, если не основную, роль в развитии и тяжести болезни Крона и язвенного колита. Кроме того, несколько недавних исследований показали, что чем разнообразнее микробиом донора кала, то есть чем больше количество различных видов бактерий, живущих в кишечнике, тем выше вероятность успешного лечения реципиента. В одном случае только 9 из 38 пациентов с язвенным колитом получили улучшение после лечения, но 7 из этих 9 пациентов получили трансплантат от того же донора.
В совокупности эти открытия заставили Джастина О'Салливана, молекулярного биолога из Оклендского университета в Новой Зеландии, и других авторов выдвинуть идею о "супердоноре", микробиом которого содержит правильное сочетание микробов для превращения больного кишечника в здоровый.
"При некоторых заболеваниях... кажется, что изменение разнообразия микробиома коррелирует с этими синдромами. Это действительно интересно, потому что может оказаться, что в некоторых из этих случаев микробиом действительно является причиной заболевания", - говорит О'Салливан. "[Если] мы восстановим микробиом до так называемого здорового состояния, это может облегчить или предотвратить развитие заболевания".
Алан Мосс, доцент медицины в Медицинском центре Beth Israel Deaconess, который проводит ЧМТ, согласен с этой идеей. "Основываясь на нескольких наблюдениях, профиль [доноров с] успешными результатами выглядит иначе, чем профиль доноров с, возможно, не очень успешными результатами", - говорит он. Однако он поспешил добавить, что ученые еще не провели официальной проверки этой теории. "Все, что у нас есть сейчас, - это наблюдения, которые показывают, что да, возможно, разнообразие лучше, но это не доказано".
Итак, что делает какашку супер?
Чтобы стать донором фекалий, необходимо иметь превосходный кишечник. В OpenBiome, единственном американском банке кала, который предоставляет образцы для большинства трансплантаций, требования включают очевидное: отсутствие в семейной истории воспалительных заболеваний кишечника или рака толстой кишки, отсутствие частых проблем с желудком, таких как вздутие, запор или диарея, и отсутствие недавнего употребления антибиотиков. Но они также проводят скрининг на аутоиммунные и психические заболевания, такие как депрессия, тревожность, астма и аллергия, которые потенциально связаны с микробиомом.
"Наши доноры проходят довольно строгий отбор; общий процент прохождения составляет чуть менее 3 процентов", - говорит Мажди Осман, директор клинических программ в OpenBiome. "Мы всегда шутим, что стать донором кала в OpenBiome сложнее, чем поступить в Гарвард".
В настоящее время, помимо тщательного медицинского обследования, ученые точно не знают, что они ищут в доноре, что затрудняет идентификацию супер-стула. Ни один штамм бактерий не обеспечивает здоровье кишечника. Фактически, целые семейства бактерий присутствуют у одного, казалось бы, здорового человека и отсутствуют у другого. Единственное, что объединяет здоровые кишечники, - это разнообразие: чем больше штаммов бактерий, тем лучше.
Другой ключ к разгадке исследователи получили, изучив, чего не хватает в нездоровых кишечниках. Люди с язвенным колитом часто испытывают недостаток в короткоцепочечной жирной кислоте, называемой бутиратом. Пищеварительный тракт человека не может извлекать питательные вещества из клетчатки, поэтому она попадает в толстую кишку невредимой. В этот момент бактерии окончательно расщепляют ее, в процессе чего образуются короткоцепочечные жирные кислоты. Эти жирные кислоты выполняют ряд полезных функций в кишечнике, в частности, бутират помогает укрепить кишечную стенку и остановить воспаление. В одном исследовании пациенты с язвенным колитом, у которых после ФМТ уровень бактерий, вырабатывающих бутират, был выше, чем у тех, у кого он был ниже.
Следуя этой линии мышления, Мосс недавно попытался провести испытание FMT для лечения болезни Крона, для которого были отобраны лучшие из лучших из банка OpenBiome, содержащего образцы от 40 до 50 доноров в любой момент времени. Это относительно небольшой размер выборки, но эти счастливчики уже прошли через строгий 3-процентный отбор OpenBiome, что означает, что примерно 1550 человек не прошли первоначальный отбор. Из этой группы Мосс отобрал доноров с высоким уровнем короткоцепочечных жирных кислот (включая бутират), большим разнообразием бактерий и противовоспалительными сигналами, такими как цитокины, которые, как показали исследования, играют роль в иммунном ответе и последующем воспалении, связанном с воспалительными заболеваниями кишечника. Только образцы трех человек соответствовали критериям Мосса. Результаты исследования еще не опубликованы, но он надеется, что его исследование и другие подобные ему помогут исследователям раз и навсегда узнать, существуют ли супер-пуперы и как их найти.
Как улучшить качество какашек
Учитывая все это внимание к суперкакашкам, вам, возможно, интересно, что вы можете сделать для укрепления здоровья своего кишечника. Дэниел Макдональд, научный директор Американского проекта "Кишечник", не считает, что есть какие-либо доказательства того, "что вы можете предпринять конкретные действия и повысить уровень того или иного микроба в вашем кишечнике". Но он говорит, что употребление большого количества растений и клетчатки, вероятно, полезно.
Проект "Американский кишечник" - это финансируемая толпой гражданская научная инициатива, осуществляемая Калифорнийским университетом в Сан-Диего. Любой желающий может прислать образец своих какашек и 99 долларов, а в ответ получит сводку о типах присутствующих микробов и их соотношении с остальным населением. Изучив 10 000 присланных образцов, Макдональд обнаружил, что микробиом людей, которые едят более 30 различных видов растений в неделю, сильно отличается от микробиома людей, которые едят всего несколько растений, особенно это касается бактерий, вырабатывающих короткоцепочечные жирные кислоты.
Что касается так называемых пробиотических продуктов, таких как йогурт, кимчи и комбуча, исследователи говорят, что они могут временно повысить уровень одной или двух определенных бактерий, но как только пища выводится из организма, микробы тоже исчезают. "Большая часть пробиотиков - это маркетинг", - говорит Мартин Блейзер, микробиолог из Медицинской школы Рутгерса. Некоторые исследователи, в том числе и Блейзер, считают, что более важным фактором, определяющим ваш микробиом, может быть ваша ранняя среда - место вашего рождения, способ рождения (через родовой канал или путем кесарева сечения) и микробиом вашей матери, который передается вам.
Существует так называемый "эффект основателя", - говорит Блейзер. Если вы резко измените свой рацион, ваш микробиом изменится, но вопрос в том, изменился ли он фундаментально или только на поверхности? Большинство из нас считает, что он изменился на поверхности, а не фундаментально".
Что может привести к более активному исследованию того, что представляет собой суперкакашка, так это привлечение большего числа людей к участию в исследовании путем нормализации разговоров о пищеварении и стуле. После пересадки фекальной микробиоты для лечения инфекции C. diff, Снайдер - теперь преподаватель искусства - посвятила себя дестигматизации кишечных заболеваний, пересадки фекалий и какашек в целом. Она завела аккаунт в Instagram, посвященный этой теме, и выставила художественную выставку "Poojazzle", на которой были изображены ее какашки, в Школе медицины Кека при Университете Южной Калифорнии для коллективного обсуждения опыта пациентов в области искусства.
"Это было похоже на то, что у меня есть миссия, и я хочу, чтобы люди узнали об этом и дестигматизировали какашки", - говорит она.