Джонатан Айзен Джонатан Айзен Знайте своїх мікробів для обговорення на TED Субтитри та розшифровка TED
Почну з невеликої історії. Я виріс у цьому районі. Коли мені було 15, я став енергійним молодим спортсменом лише за чотири місяці, повільно поглинаючи себе, практично жертвою голоду з постійною спрагою. Я майже перетравив все своє тіло. Все завершилось, коли я був у поїздці на рюкзаках, у своїй першій поїздці на гору Олд Раг у Західній Вірджинії, і я засунув обличчя в калюжі і пив, як собака.
Тієї ночі мене відвезли до травмпункту і поставили діагноз: діабетик 1 типу із гострим кетоацидозом. Я одужав, завдяки чудесам сучасної медицини, інсуліну та інших методів лікування, відновив всю свою початкову вагу і навіть більше.
І щось усередині мене давило мене після всього цього. Мені було цікаво, що спричинило діабет? Ви знаєте, що діабет - це аутоімунне захворювання, при якому організм бореться сам із собою, і тоді люди думали, що, можливо, якийсь вплив на збудника хвороби спричинив мою імунну систему до боротьби із збудником, а потім вбиває клітини, що виробляють інсулін. Це те, про що я думав давно, і це насправді те, на що медицина та люди були зосереджені в значній мірі - мікроби, які роблять погані вчинки. Тому мені зараз потрібна медсестра. Можливо, ти її впізнаєш.
Отже, я поїхав учора, вибачте, втратив кілька виступів, зайшов до будівлі Національної академії наук, де продають іграшки, величезні мікроби. І. там! Ви зв’язалися з м’ясоїдною хворобою, якщо спіймали її. Мені потрібно відновити свої навички бейсболу.
Тож, на жаль, не дивно, що більшість мікробів, що продаються у будівлі Національної академії, є патогенними. Усі зосереджуються на тому, що нас вбиває, і саме на цьому я зосереджувався. І виявляється, ми вкриті хмарою мікробів, і ці мікроби насправді приносять нам користь більшу частину часу, а не вбивають нас. Я це знаю давно. Люди за допомогою мікроскопів розглядали мікроби, які нас покривають. Я знаю, що ти не звертаєш на мене уваги, але .
Мікроби, які нас покривають, якщо подивитися на них через мікроскоп, ви побачите, що насправді ми маємо в 10 разів більше мікробних клітин, ніж клітини людини. У мікробах більше маси, ніж маса нашого мозку.
Ми буквально підтримуємо екосистему, заражену мікроорганізмами. На жаль, якщо ви хочете дізнатись про мікроорганізми, просто поглянути на них через мікроскоп недостатньо. І саме так я чув про секвенування ДНК. Один з найкращих способів поглянути і зрозуміти мікроби - це подивитися на їх ДНК. І ми робимо це протягом 20 років, використовуючи секвенування ДНК, збираючи зразки з різних місць, включаючи людське тіло, читаючи секвенування ДНК, а потім використовуючи секвенування ДНК, щоб сказати нам, що є мікроби в певних місцях.
Що дивно, але коли ви використовуєте технології, наприклад, дивлячись на людей, ми не просто вкриті морем мікробів. На нас тисячі і тисячі різних типів мікробів. Ми маємо мільйони мікробних генів в мікробіомі людини, які нас покривають. Це мікробне різноманіття відрізняється між людьми, і те, що люди думали про ці 10, може, 15 років, полягає в тому, що, ймовірно, ці мікроби, ця безліч мікробів всередині і над нами, і їх різноманітність між собою, може бути відповідальним. для відмінностей у здоров’ї між нами.
І це повертає нас до історії діабету, про яку я вам розповідав. Зараз люди вважають, що одним із пускових механізмів діабету 1 типу є не боротьба з патогеном, а спроба боротьби, спричинена відсутністю спілкування з мікробами, що живуть у нас і на нас. І, певним чином, мікробна спільнота всередині мене і на мені зникла, і це викликало своєрідну імунну відповідь, яка змусила мене вбити клітини, що виробляють інсулін у моєму тілі.
Тож я хочу сказати вам за кілька хвилин - це те, що люди навчились, використовуючи методи секвенування ДНК, особливо для вивчення безлічі мікробів, що живуть у нас та нас. Я хочу розповісти вам історію про особистий проект. Мій перший досвід вивчення мікробів людського тіла був після промови, яку я прочитав через дорогу в Джорджтауні.
Я виступив із промовою, і на лекції був декан Медичного факультету Джорджтауна, який після промови прийшов до мене і сказав, що вони проводять дослідження з трансплантації клубової кишки у людей. Він хотів, щоб я подивився мікроби після трансплантації.
Тому я почав працювати з цією людиною, Майклом Заслоффом і Томасом Фішбейном, щоб розглянути мікроби, які заселили цю клубову кишку після того, як вона була пересаджена реципієнту. Я можу розповісти вам усі подробиці цього мікробного дослідження, яке я проводив, але причина, за якою я хочу розповісти вам цю історію, - це щось дивовижне, яке вони зробили на початку цього проекту. Вони взяли донорську клубову кишку, в якій повно мікробів у донора, і у них є бенефіціар, який може мати проблеми зі своїм мікробним співтовариством, скажімо, хвороба Крона, і вони стерилізували донорну клубову кишку. Вони очистили всі мікроби, а потім поклали в бенефіціара. Вони зробили це, тому що це була звична практика в медицині, хоча це, очевидно, не була доброю ідеєю.
На щастя, під час цього проекту хірурги-трансплантологи та інші люди вирішили ігнорувати звичну практику. Ми маємо робити інакше. В основному вони вирішили залишити частину мікробної спільноти в клубовій кишці. Вони залишили мікроби донора, і теоретично це допомогло б тим, хто отримав цю трансплантацію клубової кишки.
І це дослідження я знав. Останніми роками спостерігається значне розширення використання ДНК-технологій для вивчення мікробів у людей та на них. Існує щось під назвою Human Microbiome Project, яке відбувається у Сполучених Штатах та MetaHIT в Європі та багато інших проектів.
І коли люди проводили різноманітні дослідження, вони, наприклад, дізналися, що коли дитина народжується, під час вагінального вигнання, вона колонізується мікробами від матері. Існують фактори ризику, пов’язані з кесаревим розтином, деякі фактори ризику можуть бути пов’язані з неправильною колонізацією, коли дитину витягують з матки матері, а не через родові шляхи. Різноманітні інші дослідження показують, що безліч мікробів, які живуть всередині нас і допомагають нам розвивати імунну систему, допомагають боротися з патогенами, допомагають метаболізму та визначають швидкість обміну речовин, ймовірно, визначають наш запах, можливо, навіть змінюють нас. поведінку різними способами.
Таким чином, ці дослідження задокументували або запропонували різноманітні важливі функції мікробної спільноти, цієї непатогенної хмари, яка живе всередині нас і поза нами. Багато хто з вас знає, що одна область, яку я кидав у натовп, - це те, що я б назвав "гермофобією". Люди одержимі чистотою, чи не так? У нас в кухонних ящиках є антибіотики, люди постійно миють кожну їх частинку, ми закачуємо антибіотики в їжу, у наші громади, приймаємо надмірно антибіотики.
Знищення патогенних мікроорганізмів - це добре, якщо ви хворі, але ми повинні розуміти, що коли ми вводимо хімікати та антибіотики у наш світ, ми також вбиваємо безліч мікробів, що живуть у нас або нас. Довели, що надмірне вживання антибіотиків, особливо у дітей, пов’язане з факторами ризику ожиріння, аутоімунних захворювань та різними проблемами, які, ймовірно, спричинені руйнуванням мікробної спільноти.
Тож мікробна спільнота може деградувати, хочемо ми цього чи ні, або вбиваємо його антибіотиками. Але що ми можемо зробити для його відновлення? Я впевнений, що багато хто з присутніх чули про пробіотики. Пробіотики можна використовувати для відновлення мікробної спільноти всередині вас або поза ним. Вони, безумовно, були ефективними в деяких випадках. Існує постійний проект в UC Davis, де пробіотики використовуються для лікування та запобігання некротизуючому ентероколіту у недоношених дітей. Немовлята, народжені раніше терміну, мають справжню проблему зі своїм мікробним співтовариством. Можливо, пробіотики можуть допомогти запобігти розвитку цього жахливого некротичного ентероколіту у цих недоношених дітей.
Але пробіотики - дуже просте рішення. Більшість таблеток, які ви приймаєте, або йогурти, які ви їсте, містять один, два, може, п’ять видів, а людське співтовариство складається з тисяч і тисяч видів. Отже, що ми можемо зробити для відновлення мікробної спільноти, коли у нас є тисячі і тисячі видів?
Тварини роблять одне, вони їдять кал - копрофагію. Багато ветеринарів, особливо ветеринари старих шкіл, виготовляли так званий «фекальний чай» для лікування кольок та інших хвороб у коней, корів тощо. де ви заварюєте чай з калу певної здорової тварини і годуєте нею нездорову тварину. Хоча, якщо у вас немає корови з свищем, великим отвором з одного боку, і ви не можете засунути руку їй у живіт, важко уявити, що передача мікробів безпосередньо через рот і всю верхню частину травного тракту є хороша система передачі, тому ви, можливо, чули, що деякі люди роблять трансплантацію калу, замість того, щоб передавати через рот кілька пробіотичних мікробів, вони вводять спільноту пробіотиків, спільноту мікробів від здорового донора, з іншого боку.
Доведено, що він дуже ефективний при лікуванні деяких безкомпромісних інфекційних захворювань, таких як Clostridium difficile, інфекцій, які можуть тривати у людей багато років поспіль. Показано, що трансплантація калу, мікробів з калу здорового донора повністю виліковує інфекцію Clostridium difficile у деяких людей.
Те, що припускають ці трансплантації, ці фекальні трансплантації, що фекальний чай - і багато інших людей придумали таку ж ідею - це те, що ця мікробна спільнота в нас і на нас є органом. Ми повинні вважати це функціональним органом, який є частиною нас. Ми повинні ставитись до цього обережно і з повагою, і недобре його порушувати, наприклад, шляхом кесаревого розтину, антибіотиками чи надмірним очищенням, без дійсно вагомого обґрунтування.
Які технології секвенування ДНК дозволяють людям досягти зараз, це завдяки детальним дослідженням 100 пацієнтів з хворобою Крона та 100 людей, які не мають хвороби Крона. Або 100 людей, які приймали антибіотики, коли вони були маленькими, і 100 людей, які не приймали антибіотики. Тепер ми можемо порівняти мікробні спільноти та їх гени та з’ясувати, чи є якісь відмінності. І врешті-решт ми могли зрозуміти, чи існують лише корелятивні чи причинно-наслідкові відмінності. Дослідження систем морських свинок, таких як миші та інші тварини, також нам допомагають, але зараз люди використовують ці технології, оскільки вивчати мікроби всередині та зовні різних людей стало дуже дешево.
Отже, щоб підвести межу, що я хотів сказати з цього приводу, я не розповів вам частини історії про те, як я захворів на діабет. Мій батько був лікарем і вивчав гормони. Я багато разів говорив йому, що втомився, спрагнув, що почуваюся погано. Він знизав плечима, думаючи, що я занадто стогнаю. Або це було сказане лікарями: "З моїми дітьми нічого не може піти не так". Я навіть їздив до Міжнародного товариства ендокринологів на зустріч зі своєю родиною в Квебеку. І я встаю кожні п’ять хвилин, щоб полегшити себе, і п’ю воду зі столу всім, і думаю, всі думали, що я наркоман.
Але я кажу вам це тому, що медична спільнота, наприклад, мій батько, іноді не бачить, що відбувається. Мікробна натовп знаходиться прямо перед нами. Ми не можемо її побачити. Вона невидима. Вони є мікробами. Вони маленькі. Але ми можемо побачити їх через їх ДНК, ми можемо побачити їх через вплив, який вони мають на нас.
І що нам зараз потрібно, це почати думати про цю мікробну спільноту в контексті всіх аспектів людської медицини. Це не означає, що це впливає на кожну частину нас, але могло б. Нам потрібна повна база даних про мікроби, які живуть як в людині, так і для того, щоб зрозуміти, що вони роблять із нашим життям. Ми - це вони. Вони нові.