Jonathan Eisen: Meet your microbes

Translator: Morton Bast Reviewer: Thu-Huong Ha

Переводчик: Irina Zhandarova Редактор: Aliaksandr Autayeu

I'm going to start with a little story.

Я начну с небольшой истории.

So, I grew up in this neighborhood. When I was 15 years old,

Я вырос недалеко отсюда, в этом районе. Когда мне было 15 лет,

I went from being what I think was a strapping young athlete,

я, будучи молодым человеком крепкого телосложения,

over four months, slowly wasting away until

начал постепенно худеть, и через четыре месяца

I was basically a famine victim

я стал выглядеть, как истощённый голодом,

with an unquenchable thirst.

и испытывал неутолимую жажду.

I had basically digested away my body.

Проще говоря, мой организм переваривал сам себя.

And this all came to a head when I was on a backpacking trip,

И это всё достигло критической стадии, когда я был в походе.

my first one ever actually, on Old Rag Mountain

Это был мой первый в жизни поход, поход на гору Олд Раг, в западной Вирджинии.

in West Virginia, and was putting my face into puddles

Я наклонялся лицом к лужицам с водой

of water and drinking like a dog.

и пил её, как собака.

That night, I was taken into the emergency room

В ту ночь меня отвезли в пункт скорой помощи

and diagnosed as a type 1 diabetic in full-blown ketoacidosis.

и поставили диагноз — сахарный диабет первого типа с резко выраженным кетоацидозом.

And I recovered, thanks to the miracles of modern medicine,

Я поправился благодаря чудесам современной медицины,

insulin and other things, and gained all my weight back and more.

инсулину и другим препаратам, и я набрал весь свой потерянный вес, и даже больше.

And something festered inside me after this happened.

После того как это случилось, я никак не мог это забыть.

What I thought about was, what caused the diabetes?

Меня мучил вопрос, что вызвало диабет?

You see, diabetes is an autoimmune disease

Дело в том, что сахарный диабет — это аутоиммунное заболевание,

where your body fights itself, and at the time people thought

при котором организм борется с самим собой. В то время предполагали,

that somehow maybe exposure to a pathogen

что воздействие болезнетворного микроорганизма,

had triggered my immune system to fight the pathogen

активирующее иммунную систему к борьбе с ним,

and then kill the cells that make insulin.

потом может каким-то образом вызвать гибель клеток, вырабатывающих инсулин.

And this is what I thought for a long period of time,

Именно так я и думал в течение длительного времени,

and that's in fact what medicine and people have focused on quite a bit,

и на этом, собственно, и была довольно долго сосредоточена медицина:

the microbes that do bad things.

что микроорганизмы причиняют вред.

And that's where I need my assistant here now.

А сейчас мне нужна моя помощница.

You may recognize her.

Возможно, вы её узнали.

So, I went yesterday, I apologize, I skipped a few of the talks,

Итак, вчера — прошу прощения, я пропустил пару выступлений —

and I went over to the National Academy of Sciences building,

я был в здании Национальной академии наук,

and they sell toys, giant microbes.

и там продают игрушки в виде гигантских микробов.

And here we go!

Вот они!

So you have caught flesh-eating disease if you caught that one.

Если вы сейчас поймали одного, то заразились плотоядной инфекцией.

I gotta get back out my baseball ability here.

Придётся вспомнить старые добрые времена, когда я играл в бейсбол.

(Laughter)

(Смех)

So, unfortunately or not surprisingly, most of the microbes

Итак, к сожалению, но не удивительно — большинство микробов,

they sell at the National Academy building are pathogens.

продаваемых в здании Национальной академии, являются болезнетворными.

Everybody focuses on the things that kill us,

Все зациклены на том, что нас убивает,

and that's what I was focusing on.

и я тоже был сосредоточен на этом.

And it turns out that we are covered in a cloud of microbes,

Но оказывается, на нашем теле обитает огромное количество микроорганизмов,

and those microbes actually do us good much of the time,

и на самом деле эти микроорганизмы в основном приносят нам пользу,

rather than killing us.

а не вред.

And so, we've known about this for some period of time.

Мы знаем об этом уже довольно давно.

People have used microscopes to look at the microbes that cover us,

Населяющие нас микроорганизмы изучают с помощью микроскопов,

I know you're not paying attention to me, but ...

я знаю, вы не обращаете на меня внимания, но...

(Laughter)

(Смех)

The microbes that cover us.

Эти населяющие нас микроорганизмы:

And if you look at them in the microscope,

если исследовать их под микроскопом,

you can see that we actually have 10 times as many cells

выясняется, что количество обитающих в теле человека микроорганизмов

of microbes on us as we have human cells.

в 10 раз больше, чем количество человеческих клеток.

There's more mass in the microbes than the mass of our brain.

Масса этих микроорганизмов превышает массу нашего головного мозга.

We are literally a teeming ecosystem of microorganisms.

Мы представляем собой экосистему, которая буквально изобилует микроорганизмами.

And unfortunately, if you want to learn about the microorganisms,

К сожалению, для их изучения

just looking at them in a microscope is not sufficient.

недостаточно просто исследовать их под микроскопом.

And so we just heard about the DNA sequencing.

Как раз только что мы слушали о том, как секвенируют ДНК, т. е. устанавливают последовательность звеньев в молекуле ДНК.

It turns out that one of the best ways to look at microbes

Оказывается, один из лучших способов изучать микроорганизмы

and to understand them is to look at their DNA.

и понять их — это исследование их ДНК.

And that's what I've been doing for 20 years,

Именно этим я и занимаюсь в течение 20 лет:

using DNA sequencing, collecting samples from various places,

секвенирую ДНК, собираю образцы из различных мест,

including the human body, reading the DNA sequence

включая организм человека, расшифровываю последовательности ДНК,

and then using that DNA sequencing to tell us about

а затем соотношу полученную при секвенировании ДНК информацию

the microbes that are in a particular place.

с местами обитания микроорганизмов.

And what's amazing, when you use this technology,

Удивительно при использовании этой технологии

for example, looking at humans, we're not just covered

применительно к людям то, что нас не просто населяет

in a sea of microbes.

огромное количество микроорганизмов.

There are thousands upon thousands of different kinds of microbes on us.

В нашем теле обитает несчётное множество различных их видов.

We have millions of genes of microbes in our human

Человеческий микробиом (совокупность микроорганизмов, населяющих человека)

microbiome covering us.

содержит миллионы микробных генов.

And so this microbial diversity differs between people,

И поскольку это микробное разнообразие отличается между людьми,

and what people have been thinking about in the last 10,

в последние 10-15 лет появилась теория,

maybe 15 years is, maybe these microbes,

что возможно, эти бесчисленные микроорганизмы,

this microbial cloud in and on us,

обитающие внутри и снаружи нашего тела, которые у разных людей отличаются,

and the variation between us, may be responsible

могут быть причиной различий между нами

for some of the health and illness differences between us.

в плане здоровья и болезни.

And that comes back to the diabetes story I was telling you.

Вернёмся к истории с диабетом, которую я вам рассказывал.

It turns out that people now think that one of the triggers

Сейчас учёные считают, что одним из факторов,

for type 1 diabetes is not fighting a pathogen,

инициирующих диабет 1 типа, является не борьба с болезнетворным агентом,

but is in fact trying to -- miscommunicating with the microbes

а нарушение взаимодействия между микроорганизмами,

that live in and on you.

которые нас населяют.

And somehow maybe the microbial community that's

Возможно, каким-то образом микробное сообщество,

in and on me got off, and then this triggered some sort

обитавшее в моем организме, исчезло, и это вызвало определённый

of immune response and led to me killing the cells

иммунный ответ и привело к гибели клеток,

that make insulin in my body.

вырабатывающих инсулин.

And so what I want to tell you about for a few minutes is,

И в оставшееся время я хочу рассказать вам о том,

what people have learned using DNA sequencing techniques

что мы узнали, используя методы секвенирования ДНК

in particular, to study the microbial cloud

для изучения микроорганизмов,

that lives in and on us.

обитающих внутри и снаружи нас.

And I want to tell you a story about a personal project.

И я хочу рассказать вам историю о личном проекте.

My first personal experience with studying the microbes

Мой первый личный опыт изучения населяющих человека микроорганизмов

on the human body actually came from a talk that I gave,

начался с лекции, которую я давал

right around the corner from here at Georgetown.

прямо за углом этого здания, в Джорджтауне.

I gave a talk, and a family friend who happened to be

Там присутствовал друг семьи, который оказался

the Dean of Georgetown Medical School was at the talk,

деканом в Джорджтаунской медицинской школе,

and came up to me afterwards saying, they were doing

и после выступления он подошёл ко мне и сообщил, что они

a study of ileal transplants in people.

проводят исследование по пересадке подвздошной кишки у людей.

And they wanted to look at the microbes after the transplants.

Они хотели исследовать микроорганизмы после пересадки.

And so I started a collaboration with this person,

И так я начал с ним сотрудничать,

Michael Zasloff and Thomas Fishbein, to look at the microbes

с Майклом Заслоф и с Томасом Фишбейном, и изучать микроорганизмы,

that colonized these ilea after they were transplanted into a recipient.

населяющие подвздошную кишку после того, как она была пересажена реципиенту.

And I can tell you all the details about the microbial study

Я могу рассказать вам все подробности о микробиологических исследованиях,

that we did there, but the reason I want to tell you this story

которые мы тогда проводили, но причина, по которой я хочу рассказать вам эту историю —

is something really striking that they did at the beginning

это действительно поразительная вещь, которую они сделали

of this project.

в начале этого проекта.

They take the donor ileum, which is filled with microbes from a donor

Они брали донорскую подвздошную кишку, содержащую микроорганизмы донора,

and they have a recipient who might have a problem

и у них был реципиент, у которого, возможно, имелась проблема

with their microbial community, say Crohn's disease,

с микробным сообществом — скажем, болезнь Крона.

and they sterilized the donor ileum.

Они освобождали донорскую подвздошную кишку от микроорганизмов,

Cleaned out all the microbes, and then put it in the recipient.

они удаляли из неё все микроорганизмы, а затем пересаживали её реципиенту.

They did this because this was common practice

Они так делали, потому что это было стандартной практикой

in medicine, even though it was obvious

в медицине, хотя было очевидно,

that this was not a good idea.

что это не очень хорошая идея.

And fortunately, in the course of this project,

Но к счастью, в ходе этого проекта

the transplant surgeons and the other people

проводящие пересадку хирурги и другие участники

decided, forget common practice. We have to switch.

решили забыть о стандартной практике. Они решили её изменить.

So they actually switched to leaving some of the microbial

Они стали оставлять часть микробного сообщества

community in the ileum. They leave the microbes with the donor,

в подвздошной кишке. Теоретически микроорганизмы донора

and theoretically that might help the people who are

могли бы помочь людям, которым

receiving this ileal transplant.

пересаживали эту подвздошную кишку.

And so, people -- this is a study that I did now.

Вот такое исследование я тогда сделал.

In the last few years there's been a great expansion

В последние несколько лет наблюдается значительное расширение

in using DNA technology to study the microbes in and on people.

в применении ДНК-технологий к изучению микроорганизмов, населяющих тело человека.

There's something called the Human Microbiome Project

Проект «Микробиом человека»

that's going on in the United States,

запущен в Соединённых Штатах,

and MetaHIT going on in Europe, and a lot of other projects.

в Европе — MetaHIT, и есть ещё много других проектов.

And when people have done a variety of studies,

После проведения ряда исследований

they have learned things such as, when a baby is

мы узнали, например, что когда ребёнок

born, during vaginal delivery you get colonized by the

появляется на свет через естественные родовые пути,

microbes from your mother.

он получает микроорганизмы от своей матери.

There are risk factors associated with cesarean sections,

При кесаревом сечении существуют факторы риска,

some of those risk factors may be due to mis-colonization

и некоторые из этих факторов риска могут быть связаны с «неправильными» микроорганизмами,

when you carve a baby out of its mother

которых получает ребёнок, когда его искусственно вытаскивают из матери

rather than being delivered through the birth canal.

и он не проходит через естественные родовые пути.

And a variety of other studies have shown that the

Целый ряд других исследований показывает,

microbial community that lives in and on us

что микробное сообщество, которое населяет наш организм,

helps in development of the immune system,

способствует развитию иммунной системы,

helps in fighting off pathogens, helps in our metabolism,

помогает в борьбе с болезнетворными агентами, участвует в обмене веществ

and determining our metabolic rate, probably

и определяет интенсивность нашего обмена веществ,

determines our odor, and may even shape our behavior

возможно, определяет наш запах и, может быть, даже влияет на наше поведение

in a variety of ways.

самыми различными способами.

And so, these studies have documented or suggested

Таким образом, эти исследования подтвердили или указали

out of a variety of important functions for the microbial community,

на целый ряд важных функций, которые выполняет микробное сообщество,

this cloud, the non-pathogens that live in and on us.

эти бесчисленные непатогенные микроорганизмы, обитающие в нашем теле.

And one area that I think is very interesting,

Я нахожу очень интересной одну тему,

which many of you may have now that we've thrown

и у многих из вас, возможно, это есть, после того как мы разбросали среди вас микробов —

microbes into the crowd, is something that I would call "germophobia."

я бы назвал это «микробофобией».

So people are really into cleanliness, right?

Мы ведь любим стерильность, правда?

We have antibiotics in our kitchen counters,

Мы держим антибиотики в кухонном шкафчике,

people are washing every part of them all of the time,

постоянно моем каждую часть тела,

we pump antibiotics into our food, into our communities,

закачиваем антибиотики в нашу пищу и среду,

we take antibiotics excessively.

да ещё и пьём их в огромных количествах.

And killing pathogens is a good thing if you're sick,

Убивать патогенные микроорганизмы стоит, если вы заболели,

but we should understand that when we pump chemicals

но мы должны понимать, что когда мы накачиваем химикатами

and antibiotics into our world, that we're also killing

и антибиотиками нашу среду, при этом мы также убиваем

the cloud of microbes that live in and on us.

и населяющих нас микроорганизмов.

And excessive use of antibiotics, in particular in children,

Было показано, что чрезмерное использование антибиотиков, особенно у детей,

has been shown to be associated with, again, risk factors

связано, опять же, с риском ожирения,

for obesity, for autoimmune diseases, for a variety

аутоиммунных заболеваний и самых разных болезней,

of problems that are probably due to disruption

которые, вероятно, возникают из-за нарушения

of the microbial community.

микробного сообщества.

So the microbial community can go wrong

Итак, микробное сообщество может нарушиться,

whether we want it to or not,

хотим мы этого или нет,

or we can kill it with antibiotics,

или мы можем убить его с помощью антибиотиков,

but what can we do to restore it?

но что мы можем сделать, чтобы восстановить его?

I'm sure many people here have heard about probiotics.

Я уверен, что многие здесь слышали о пробиотиках.

Probiotics are one thing that you can try and do to restore

Пробиотики — одна из возможностей, которую можно попробовать, чтобы восстановить

the microbial community that is in and on you.

обитающее в нашем организме микробное сообщество.

And they definitely have been shown to be effective in some cases.

И в некоторых случаях пробиотики определённо показали свою эффективность.

There's a project going on at UC Davis where people are using

В Калифорнийском университете в Дэвисе проводится проект, в ходе которого

probiotics to try and treat, prevent,

пробиотики применяются для лечения и предотвращения

necrotizing enterocolitis in premature infants.

некротизирующего энтероколита у недоношенных детей.

Premature infants have real problems with their microbial community.

У недоношенных детей имеются серьёзные нарушения микробного сообщества.

And it may be that probiotics can help prevent

Возможно, пробиотики могут помочь предотвратить

the development of this horrible necrotizing enterocolitis

развитие этого ужасной болезни, некротического энтероколита,

in these premature infants.

у недоношенных детей.

But probiotics are sort of a very, very simple solution.

Но пробиотики являются самым элементарным решением.

Most of the pills that you can take or the yogurts that you can eat

Большая часть содержащих пробиотики препаратов или йогуртов с добавлением пробиотиков

have one or two species in them, maybe five species in them,

содержит всего один или два вида микроорганизмов, максимум — пять видов,

and the human community is thousands upon thousands of species.

а организм человека населяет огромное количество видов.

So what can we do to restore our microbial community

Что же можно сделать, чтобы восстановить наше микробное сообщество,

when we have thousands and thousands of species on us?

все эти тысячи и тысячи видов?

Well, one thing that animals seem to do is,

Одна из вещей, которую, по-видимому, делают животные —

they eat poo -- coprophagia.

они едят экскременты. Это называется копрофагией.

And it turns out that many veterinarians,

Оказывается, многие ветеринарные врачи,

old school veterinarians in particular,

особенно ветеринары старой школы,

have been doing something called "poo tea,"

делают «напиток» из экскрементов,

not booty, but poo tea, to treat colic and other

чтобы лечить колики и другие заболевания

ailments in horses and cows and things like that,

у лошадей, коров и других животных.

where you make tea from the poo from a healthy

Они делают «напиток» из экскрементов здорового животного

individual animal and you feed it to a sick animal.

и дают его больному животному.

Although, unless you have a fistulated cow with a big hole in its side,

Хотя если только у коровы не наложена фистула с большим отверстием,

and you can put your hand into its rumen,

так что можно залить этот «напиток» прямо в её желудок,

it's hard to imagine that the delivery of microbes

такое введение микроорганизмов

directly into the mouth and through the entire

напрямую через рот и через верхний отдел

top of the digestive tract is the best delivery system,

пищеварительного тракта — не лучшая система доставки.

so you may have heard in people they are now doing

Возможно, вы слышали, что теперь и людям

fecal transplants, where rather than delivering

вводят чужие фекалии, чтобы вместо введения

a couple of probiotic microbes through the mouth,

пары пробиотических микророганизмов через рот

they are delivering a community of probiotics,

доставить целое сообщество пробиотических

a community of microbes from a healthy donor,

микроорганизмов от здорового донора

through the other end.

через противоположное отверстие.

And this has turned out to be very effective in fighting

И это оказалось очень эффективным методом

certain intransigent infectious diseases

лечения некоторых хронических инфекционных заболеваний,

like Clostridium difficile infections that can stay

например, инфекций, вызываемых бактерией Clostridium difficile,

with people for years and years and years.

которые могут мучить людей годами.

Transplants of the feces, of the microbes from the feces,

Было показано, что введение больным людям фекалий или микроорганизмов из фекалий,

from a healthy donor has actually been shown to cure

взятых от здоровых доноров, вылечивает

systemic C. dif infections in some people.

системную инфекцию Clostridium difficile.

Now what these transplants, these fecal transplants, or

Такие методы лечения — введение чужих фекалий

the poo tea suggest to me, and many other people

и «напитков» из экскрементов — позволили мне предположить,

have come up with this same idea, is that

и к той же мысли пришли и многие другие,

the microbial community in and on us, it's an organ.

что микробное сообщество, обитающее внутри и снаружи человека, является отдельным органом.

We should view it as a functioning organ, part of ourselves.

Нам следует рассматривать его как функционирующий орган, как часть нас самих.

We should treat it carefully and with respect,

Нам следует относиться к нему бережно и с уважением,

and we do not want to mess with it, say by C-sections

не нарушать его работу, скажем, кесаревым сечением,

or by antibiotics or excessive cleanliness,

антибиотиками или чрезмерной стерильностью,

without some real good justification.

за исключением случаев, когда это действительно необходимо.

And what the DNA sequencing technologies are allowing people to do now

Современные технологии секвенирования ДНК позволяют

is do detailed studies of, say, 100 patients who have Crohn's disease

тщательно исследовать, скажем, 100 пациентов с болезнью Крона

and 100 people who don't have Crohn's disease.

и 100 человек без болезни Крона,

Or 100 people who took antibiotics when they were little,

или 100 человек, которые в детстве принимали антибиотики,

and 100 people who did not take antibiotics.

и 100 человек, которые их не принимали.

And we can now start to compare the community of microbes

Мы можем сравнивать сообщества микроорганизмов

and their genes and see if there are differences.

и их гены между этими группами и смотреть, существуют ли различия.

And eventually we may be able to understand if they're not

И со временем мы поймём, являются ли эти различия

just correlative differences, but causative.

просто проявлением болезней, или же эти различия являются причиной болезней.

Studies in model systems like mouse and other animals

Исследования на модельных системах, таких, как мыши и другие животные,

are also helping do this, but people are now using

также помогают в этом,

these technologies because they've gotten very cheap,

но сейчас ДНК-технологии стали настолько дёшевы,

to study the microbes in and on a variety of people.

что их можно использовать для изучения микроорганизмов, населяющих разных людей.

So, in wrapping up, what I want to tell you about is,

В заключение я хочу рассказать вам

I didn't tell you a part of the story of coming down with diabetes.

последнюю часть истории с диабетом.

It turns out that my father was an M.D.,

Вообще-то мой отец был врачом

actually studied hormones. I told him many times

и изучал гормоны. Я много раз говорил ему,

that I was tired, thirsty, not feeling very good.

что я устал, у меня жажда и я плохо себя чувствую.

And he shrugged it off, I think he either thought

Но он не обращал на это внимания — может быть, думал,

I was just complaining a lot, or it was the typical

что я просто постоянно жалуюсь, или вёл себя как типичный врач:

M.D. "nothing can be wrong with my children."

«Мои дети не могут болеть».

We even went to the International Society of Endocrinology

Мы даже поехали всей семьёй в Квебек

meeting as family in Quebec.

на заседание Международного общества эндокринологов.

And I was getting up every five minutes to pee,

Там я бегал писать каждые пять минут

and drinking everybody's water at the table,

и выпивал всю воду всех участников за столом, —

and I think they all thought I was a druggie.

думаю, они считали меня наркоманом.

(Laughter)

(Смех)

But the reason I'm telling you this is that

Но причина, по которой я вам это говорю —

the medical community, my father as an example,

потому что медики, так же, как мой отец,

sometimes doesn't see what's right in front of their eyes.

иногда не видят того, что находится прямо у них перед глазами.

The microbial cloud, it is right in front of us.

Микроорганизмы — они прямо перед нами.

We can't see it most of the time. It's invisible.

Они невидимы. Мы не можем видеть их невооружённым глазом,

They're microbes. They're tiny.

ведь это микроорганизмы, они же крошечные.

But we can see them through their DNA,

Но мы можем увидеть их через их ДНК,

we can see them through the effects that they have on people.

мы можем увидеть их через те эффекты, которые они оказывают на людей.

And what we need now

Сейчас нам нужно

is to start thinking about this microbial community in the context

переосмыслить всю медицину, учитывая роль

of everything in human medicine.

населяющего организм человека микробного сообщества.

It doesn't mean that it affects every part of us,

Это не значит, что это микробное сообщество влияет на все аспекты нашей жизни,

but it might.

хотя и такое возможно.

What we need is a full field guide to the microbes

Нам нужно составить всеобъемлющее руководство о микроорганизмах,

that live in and on people, so that we can understand

населяющих человека, чтобы понять,

what they're doing to our lives.

как они влияют на нашу жизнь.

We are them. They are us.

Ведь мы являемся частью их, а они являются частью нас.

Thank you.

Спасибо.

(Applause)

(Аплодисменты)