Разрушители. Грибки и грядущая пандемия

На протяжении большей части существования человечества наш микробиом помогал держать в узде потенциально инвазивные микробы – особенно те, которые уже поселились в организме. Большинство из этих микробов – бактерии, которые по численности и разнообразию превосходят грибы. На это есть веская причина: температура нашего тела. Многие бактерии процветают при 37 °C – нормальной температуре человека, – но для многих грибов, предпочитающих температуру от 12 до 30 °C, наше тело подобно Долине Смерти¹³. Нам, млекопитающим, становится просто слишком жарко, но это тепло, подобно здоровому микробиому, защищает нас от болезнетворного вторжения. Впрочем, в последнее время некоторые ученые стали опасаться, что наш так называемый температурный барьер начинает нас подводить.

* * *

Более десяти лет назад Артуро Касадевалл, микробиолог и иммунолог из Школы общественного здравоохранения Блумберга им. Джона Хопкинса, опубликовал работу, в которой высказал мнение, что относительная непереносимость повышенной температуры тела для грибков, возможно, способствовала появлению млекопитающих. Это явление он назвал «грибковым фильтром»¹⁴. «Существование млекопитающих абсурдно, – говорит он. – Нам приходится так много есть. Большинство людей едят четыре или пять раз в день, и количество пищи превышает то, которое потребляют большинство других животных на планете. Большая часть съеденной пищи уходит на поддержание температуры нашего тела»¹⁵. Мы – высокоэнергетические животные, и Касадевалл утверждает, что, казалось бы, для нас должен был быть выбран не самый благоприятный обмен веществ. Примерно 66 миллионов лет назад млекопитающие не были доминирующим видом, а почти 200 миллионов лет до этого Землей правили гигантские зауроподы, стегозавры и тероподы вроде Tyrannosaurus rex. Затем в планету врезался астероид, и удар привел к вымиранию почти 80 % всех видов животных: от динозавров до морских беспозвоночных.

Постастероидный период, по словам Касадевалла, «был связан с массовым процветанием грибов, о чем мы знаем благодаря ископаемым. Вероятно, выжившие животные могли подвергаться воздействию грибковых спор и потенциальных патогенов»¹⁶. Известняк, сланец и песчаник, образовавшиеся из многовековых отложений, хранят свидетельства не только о том, что когда-то было костями. Окаменелости, отпечатанные в этих слоях, – это воспоминания о червях, растениях, насекомых и микроскопических частичках жизни: от пыльцы растений до грибковых спор. Миллиардов и миллиардов спор. После катаклизма Земля, скорее всего, была завалена мертвыми и умирающими растениями и животными – пир для грибов. Гипотетически никакой второй эры рептилий и не могло быть, потому что более восприимчивые виды оказались заражены грибками, а выжить смогли только теплокровные. Возможно, именно поэтому бактерии и вирусы, которые, как правило, переносят человеческий «парник», обычно являются более серьезными патогенами по сравнению с грибками.

Касадевалл считает, что изменение климата ставит под сомнение одну из важных систем, защищающую нас от грибков. Более теплая окружающая среда может позволить некоторым из них выработать более высокую температурную устойчивость. Если грибок сможет преодолеть температурный барьер, то люди и другие млекопитающие могут стать носителями новых грибковых инфекций. Дрожжи, которые обычно растут в болотах или на яблонях, могут эволюционировать, чтобы жить в козах, летучих мышах или людях.

В 2010 году Касадевалл и Моника Гарсия-Солаче написали в соавторстве статью для научного журнала¹⁷. Они предположили, что более высокие температуры изменят и, вероятно, увеличат географический ареал грибков, вызывающих заболевания, а также приведут к отбору новых грибковых патогенов с более высокой устойчивостью к теплу тела. В 2019 году, менее чем через десять лет, Касадевалл и его коллеги предположили, что появление C. auris может быть первым примером нового грибкового патогена человека, вызванного изменениями климатических условий¹⁸. По его словам, проблема заключается в том, что по мере того, как мы будем вступать в век более высоких температур, некоторые грибки будут адаптироваться, прорываясь через грибковый фильтр. «Сейчас большинство грибков в окружающей среде просто не в состоянии пережить температуру наших тел, но, если некоторые из них адаптируются, мы можем стать открытыми для новых патогенов. Именно это я и утверждал в отношении C. auris»¹⁹.

Касадевалл предполагает, что гриб, который может расти при температуре до 36 °C в жаркие дни, со временем эволюционирует и сможет выживать при 37 °C, то есть в нашем диапазоне. Возможно, для естественного отбора хватит всего одного градуса. Известно, что грибы быстро адаптируются к температуре, а это значит, что каждый по-настоящему жаркий день, по словам Касадевалла, становится ходом в рисковой игре, в которой тебе либо везет, либо ты теряешь все. «Мы утверждаем, что тревожная сигнализация уже сработала, и это не ошибка, – говорит Касадевалл. – Другими словами, грибок, который вчера был готов к работе, заражал другие виды, возможно, насекомых или рептилий, но не был способен выдержать тепло человеческого тела, сегодня как-то приспособился. Теперь у нас огромная проблема. Стоит, однако, отметить, что этому могут быть и другие объяснения, – признает Касадевалл, – но в данный момент у нас их нет».

Когда в 2006 году C. auris впервые был обнаружен в ухе японского пациента, образец был отправлен в архив. Исследователи, занимавшиеся определением дрожжей, которые способны заразить человека, сделали это, чтобы в дальнейшем изучить новую инфекцию и определить, как на нее можно воздействовать²⁰. Однако в том же году грибок был обнаружен у группы пациентов уже в Южной Корее – все страдали хроническими ушными инфекциями. Затем в 2009 году стало известно, что C. auris проник в кровоток одного пожилого пациента и двух младенцев также в Южной Корее. Выжил только один. Стало очевидно, что «ушной» грибок смертельно опасен²¹. К 2016 году Центр по контролю и профилактике заболеваний рассматривал C. auris уже как серьезную угрозу, поэтому рекомендовал больницам и другим учреждениям долгосрочного ухода в США быть начеку. К тому времени штаммы, похоже, уже путешествовали от одного пациента к другому, из одного медицинского учреждения в другое. Согласно одной из гипотез, грибок смог заразить слуховой проход, поскольку в нем естественным образом прохладнее, чем в остальных частях тела. Он сделал первый шаг в более терпимую среду и оказался в «парнике», то есть в нашем теле.

* * *

В 2019 году Брендан Джексон, медицинский эпидемиолог из Центра по контролю и профилактике заболеваний, вместе с другими учеными агентства опубликовал работу под названием «О происхождении вида: что влияет на рост Candida auris?»²². Группа исследователей выявила четыре генетически различных вида C. auris, которые возникли «почти одновременно» в Восточной Азии, Южной Азии, Африке и Южной Америке. Большинство случаев заболевания в Соединенных Штатах, вероятно, происходило из южноазиатской популяции. Следующая работа, которую опубликовала другая группа, добавила к уже имеющейся еще одну популяцию – иранскую, поскольку заражение пошло от пациента из этой страны²³. Ученые предположили, что существуют четыре местонахождения опасных «залежей», или четыре отдельные группы, которые произошли от общего предка. Это значит, что, возможно, имеется большее число видов C. auris. Такое открытие можно сравнить с другим, не менее поразительным: в конце 2019 года появилось сразу несколько различных вариантов вируса SARS-CoV-2, вызывающего COVID-19, и они произошли не от одного штамма, который эволюционировал с течением долгого времени.

Когда только появились сообщения о C. auris как о новом грибке, способном вызвать заболевания у людей, Джексон отнесся к этой информации скептически. Он подумал, что, возможно, это псевдовспышка, неправильно диагностированный дрожжевой грибок, который существовал в течение многих лет, а потом был обнаружен благодаря усовершенствованию технологии выявления заболеваний. Но данные из более ранней публикации, в которой были рассмотрены более 10 тысяч образцов Candida, собранных в период с 1996 по 2009 год, ни в одном из которых C. auris не был обнаружен, быстро заставили Джексона отнестись к ситуации с большим вниманием²⁴.

Последующий анализ образцов, собранных в период с 2004 по 2015 год, выявил всего четыре случая и только один до 2013 года. Этот грибок еще более примечателен тем, что отдельные его «залежи» настолько разбросаны по карте мира, что мы можем гадать, откуда они взялись и почему именно сейчас активно вышли на поверхность. Чтобы понять, насколько странной является модель появления C. auris, подумайте о том, что в течение нескольких месяцев после появления SARS-CoV-2 его смогли отследить до одного региона в Китае и обнаружили, что в какой-то момент времени вирус мог перейти от летучих мышей, панголинов или других диких животных к людям²⁵. Вирус Эбола тоже возник в одном районе Центральной Африки, а затем распространился по другим регионам²⁶. Недавно появившееся грибковое заболевание Sporothrix brasiliensis, которое передается от кошек к людям (и от кошек к кошкам), было обнаружено в Бразилии, Аргентине, Парагвае и Панаме. Впервые болезнь была выявлена в Рио-де-Жанейро в 1998 году и стала диковинкой²⁷, однако затем благодаря кошкам распространилась по всей Америке. Нет ничего необычного в том, что болезнь возникает в одном месте и путешествует по миру (мутируя по мере распространения), но чтобы болезнетворный микроб одновременно появился в разных географических районах и имел разные генетические характеристики – это странно²⁸.

Новый захватчик, которым стал C. auris, в 2019 году получил неожиданного союзника в распространении, и им оказался вирус SARS-CoV-2. В то время как миллионы людей попали в больницы с диагнозом COVID-19, C. auris уже терпеливо «дремал» в палатах. Все, что ему требовалось для пробуждения, – чтобы число ослабленных пациентов стало больше, а система здравоохранения смотрела в сторону, занятая борьбой с другим опасным противником²⁹. В одной из больниц Флориды вспышка грибковой инфекции произошла во время вирусного всплеска 2020 года. Из пятнадцати выявленных случаев C. auris в двенадцати речь шла о пациентах с COVID-19. Было установлено, что вспышка произошла от одного источника, которым, возможно, стал недавно поступивший тяжелобольной пациент. Когда всплеск вирусных заболеваний спал, утихли и грибковые. По мере того как ситуация будет меняться и SARS-CoV-2 станет очередным эндемичным вирусом человека, C. auris ждет другая судьба: он не только останется угрозой, но и будет способен оказывать еще более разрушительное влияние, чем то, которое мы уже наблюдали.

* * *

C. auris представляет собой тройную угрозу: он плохо реагирует на лекарства, живуч и никуда не денется с этой планеты. Но будут и другие. К счастью, большинство из нас не настолько беззащитны, чтобы дать себя заразить. Если у нас и есть какая-то суперсила против патогенов, так это иммунная система. Каждый день мы подвергаемся воздействию тысяч различных микроскопических организмов, включая десятки грибков, в том числе и дрожжевых. Кожа – наша первая линия обороны: она является физическим барьером, укрепленным вторичной сетью бактерий, грибков и других микробов, соседствующих в нашем теле. Наши легкие похожи на сложное ветвистое дерево жизни, и всего одна клетка отделяет то, что находится внутри нашего тела, от того, что снаружи. Пожалуй, легкие являются самым уязвимым органом нашего организма. Они защищены постоянно работающим биологическим конвейером из слизи, которая перемещается по нижнему слою клеток, обильно покрытых ресничками – тонкими волосковидными структурами. Слизь действует как ворсистый валик, задерживая микроскопический мусор – в том числе споры, пыль и пыльцу, – а реснитчатые клетки перемещают всю эту грязь в сторону от легких. Когда мы чихаем или кашляем, то избавляемся от слизи, содержащей мусор. Некоторые заболевания, например муковисцидоз, не позволяют этой системе работать должным образом, в результате чего больные становятся более восприимчивыми к инфекциям из-за отсутствия этого физического барьера. Наш пищеварительный тракт также выстлан клетками, вырабатывающими слизь, которые помогают защитить нас от проникновения инфекции.