Fusobacteriota

«Бактерия рака кишечника» живёт во рту. И это нормально

Да, это нормально. Fusobacteriota — тип бактерий, целая ветвь бактериального древа: веретенообразные, кислород не любят, в норме живут во рту и скрепляют зубной налёт в единое сообщество. Большинство сидит тихо. С раком толстой кишки связана лишь одна маленькая ветвь вида Fusobacterium nucleatum: в опухолях её находят гораздо чаще, а один её белок включает в клетках сигнал «расти».

Ей место во рту? — женщина поздним вечером вытирает руки у раковины в ванной
Тип
Fusobacteriota
Syn.
Fusobacteria
NCBI
txid32066

Попросите кого-нибудь назвать бактерию, которая живёт у него во рту, — услышите «стрептококк» или увидите пожатие плечами. Fusobacterium не назовёт почти никто. А между тем, если сегодня вечером соскоблить налёт с одного зуба и положить под микроскоп, вы, скорее всего, увидите именно их: длинные тонкие палочки, заострённые с обоих концов, как веретено. Fusus по-латыни и есть «веретено». Больше в названии ничего нет — и это, пожалуй, самое честное, что об этой группе сказано, потому что всё остальное, что о ней пишут, либо слишком ласково, либо слишком страшно.

Что такое Fusobacteriota

Fusobacteriota — это тип бактерий. Живут без кислорода (в присутствии воздуха им плохо), по форме в большинстве своём веретено, а самые известные человеку члены типа принадлежат к роду Fusobacterium, жителю рта.

Тип — очень широкая ветвь бактериального древа, выше класса, порядка, семейства и рода. Так что это не «один микроб». Это целый сук, а Fusobacterium nucleatum, вид, о котором пишут все газеты, — одна веточка на нём. Держите этот масштаб в голове: почти вся путаница вокруг этого организма — от того, что веточку принимают за сук.

Иллюстрация: веретеновидная бактерия лежит балкой между скоплениями круглых клеток в рифе зубного налёта, свет идёт снизу

Где она живёт

Прежде всего во рту. Не только на языке и не только на зубах, а по всей постройке: в зубном налёте, в бороздке между десной и зубом, на миндалинах, в глотке. Когда Дьюхёрст с коллегами составляли первую выверенную карту микробиома рта человека для Journal of Bacteriology, они разложили 619 видов бактерий рта по 13 типам и отдельно разобрали 36 043 прочтения одного бактериального гена, по которому бактерии узнают «в лицо», — и Fusobacteria, как тогда писалось имя, была одним из этих тринадцати типов 2.

Ниже рта картина меняется. В нижних отделах кишечника здорового человека Fusobacterium nucleatum — редкая гостья 9. Она попадается в кишечнике, в плаценте, в крови, в гнойниках — но как путешественница, а не как жилец. Вот это различие — здесь дома, там в гостях — и есть ключ ко всей истории. Запомните его: именно потому, что в здоровом кишечнике её почти нет, её избыток в опухолях и бросился учёным в глаза.

Что она делает для нас

Две вещи, и я хочу быть точным в том, насколько каждая из них доказана.

Она скрепляет сообщество налёта. Зубной налёт — не мазок. Он собирается по очереди: сначала первые поселенцы, последними — те, кто живёт без кислорода, и расстояние между клетками разных видов решает, кто вообще сможет расти 3. Fusobacterium nucleatum сидит в середине этой очереди и цепляется к необычно широкому кругу соседей — её описывают как строителя биологических мостов, которые держат многовидовую плёнку на зубе. Способность эта отчасти объясняется поверхностным белком-«липучкой» Fap2, который перестаёт работать, если рядом есть сахар галактоза 11. Устойчивое, упорядоченное сообщество — это и есть здоровый рот. Уберите связующее звено — и получите не более чистый рот, а другой и менее предсказуемый.

Похоже, она подключает собственный антибиотик десны. В работе, опубликованной в Infection and Immunity, вытяжка из клеточной стенки F. nucleatum за 2–4 часа включала в клетках десны человека выработку бета-дефензина 2 — противомикробного вещества, которое десна делает сама. Вытяжка из Porphyromonas gingivalis, известного возбудителя болезней дёсен, этого не делала. В той же работе бета-дефензин 2 нашли в 14 из 15 образцов здоровой, невоспалённой десны 4. Сами авторы прочли это так: обычные жители слизистой помогают ей держать оборону.

Теперь оговорка, вслух, потому что она важнее самой находки: ни то ни другое — не обещание пользы для здоровья. Никто не показал, что чем больше Fusobacterium, тем здоровее рот, и никто не продаёт её как пробиотик — и правильно. Доказательства говорят о более узкой и более интересной вещи: этот организм — часть конструкции и часть переговоров нормального рта, а не захватчик, который пробрался внутрь.

Иллюстрация: круглые первые поселенцы образуют слой на минеральной поверхности, поперёк ложатся длинные веретеновидные клетки, к ним крепятся поздние клетки других форм — складывается упорядоченное сообщество

Что она делает против нас

Опасна не сама бактерия, а её место. Тот же организм там, где ему не положено быть, по-настоящему опасен.

Во рту он давно известен как участник пародонтита — воспаления дёсен и тканей вокруг зуба. За пределами рта обзор в Current Opinion in Microbiology перечисляет его связь с осложнениями беременности, воспалительными болезнями кишечника, аппендицитом, болезнями сердца и сосудов, инфекциями дыхательных путей и синдромом Лемьера — инфекцией горла, которая перебирается в яремную вену 10. У мышей штамм F. nucleatum со сломанным геном fap2 заселял плаценту примерно в 100 раз хуже обычного — подсказка, как она добирается туда, где ей не место 11.

Потом — толстая кишка. В 2012 году две группы опубликовали статьи в одном выпуске Genome Research, независимо и разными методами. Кастелларин с коллегами нашли Fusobacterium в ткани опухолей в избытке, читая РНК, и подтвердили это точным подсчётом ДНК у 99 человек, причём вероятность случайного совпадения там ничтожна 5. Костич с коллегами пошли от полных геномов 9 пар «опухоль — здоровая ткань», подтвердили избыток на 95 парах и увидели бактерии внутри опухолей под флуоресцентным микроскопом 6. Когда две лаборатории приходят в одну точку с разных сторон, находка обычно настоящая.

Через год появился механизм. Рубинштейн с коллегами показали, что белок-«липучка» FadA у F. nucleatum цепляется к Е-кадгерину — белку-«застёжке», которым клетки кишечника держатся друг за друга, — и включает внутри клетки сигнал «расти», тот самый, что подстёгивает клетки рака толстой кишки. Место сцепки на «застёжке» — участок длиной в 11 аминокислот, и короткий искусственный кусочек белка, копирующий этот участок, снимал весь эффект. В ткани толстой кишки пациентов с полипами и опухолями (аденомами и аденокарциномами) гена fadA было в 10–100 раз больше, чем у здоровых людей 7.

А в Science Буллман с коллегами обнаружили, что бактерия не остаётся на месте: она уходила вместе с опухолью в отдалённые метастазы в печени, переживала несколько пересадок человеческих опухолей мышам, а лечение этих мышей антибиотиком метронидазолом снижало и число бактерий, и деление раковых клеток, и рост опухоли в целом 8. Вот этот результат искажают чаще всего, поэтому скажу сразу: это были мыши с пересаженными человеческими опухолями. Это повод провести испытание на людях, а не лечение, к которому кому-то стоит прибегать.

Имя — новое и старое

До недавнего времени ранг типа вообще не подчинялся кодексу наименований бактерий, поэтому учебники десятилетиями носили неофициальные имена. Это изменилось: в 2021 году Орен и Гэррити разом опубликовали официальные названия и описания 42 типов прокариот — бактерий и их родни архей 1. Fusobacteriota — действующее имя. Fusobacteria — старое написание, и оно остаётся синонимом; в таксономии NCBI оба записаны под одной строкой, так что статья с любым из двух слов говорит об одних и тех же организмах.

Чего наука не говорит

Вот где большинство текстов об этом типе сбивается.

В 2024 году команда, писавшая в Nature, собрала 135 полных геномов F. nucleatum: 80 штаммов изо рта людей без рака и 55 штаммов, выращенных из опухолей 51 пациента с раком толстой кишки. Нашли развилку. Подвид animalis, который долго считали одним целым, на самом деле состоит из двух ветвей, и только одна из них хозяйничает в опухолях. Картина повторилась в ткани опухолей 116 пациентов и в ДНК стула 627 пациентов с раком толстой кишки против 619 здоровых 9.

Так что «Fusobacterium вызывает рак кишечника» — слишком грубо, чтобы быть правдой. Точная фраза длиннее и скучнее: одна ветвь одного подвида, несущая особые гены для выживания в кишечнике, встречается в опухолях толстой кишки гораздо чаще, вероятно, помогает им расти — и составляет малую долю той Fusobacterium, что живёт во рту у большинства людей.

Анализа «на неё» для обычного человека не существует. Диеты, которая доказанно её сдвигает, — тоже. И нет ни одного доказательства, что если бить по собственному налёту сильнее обычного — сверх щётки, нити и стоматолога, — выйдет что-то, кроме разрушенного сообщества, которое в здоровом рту этот тип помогает держать вместе 3. Вывод — не страх перед бактерией. Вывод в том, что где живёт микроб, может значить не меньше, чем какой это микроб.

Главные факты

  • Имя типа Fusobacteriota официально опубликовано в 2021 году — в статье, которая разом узаконила названия 42 типов прокариот; старое написание Fusobacteria остаётся его синонимом.1
  • Fusobacteria была одним из 13 типов в первой выверенной карте микробиома рта человека — базе из 619 видов, собранной вместе с разбором 36 043 прочтений гена 16S рРНК.2
  • Вытяжка из клеточной стенки Fusobacterium nucleatum за 2–4 часа включала в клетках десны выработку бета-дефензина 2 — противомикробного вещества, которое десна делает сама; вытяжка из возбудителя Porphyromonas gingivalis этого не делала.4
  • В ткани толстой кишки пациентов с аденомами и аденокарциномами гена fadA было в 10–100 раз больше, чем у здоровых людей.7
  • Среди 135 полных геномов Fusobacterium nucleatum — 80 штаммов изо рта людей без рака и 55 штаммов из опухолей 51 пациента с раком толстой кишки — подвид animalis распался на две ветви, и только одна из них, Fna C2, хозяйничала в опухолях.9

Частые вопросы

Fusobacterium должна быть у меня во рту?

Да. Это обычный житель зубного налёта и бороздки между десной и зубом, один из 13 типов первой выверенной карты микробиома рта человека [s2]. Найти её — не диагноз.

Fusobacterium вызывает рак кишечника?

Честный ответ: связь сильная, один механизм разобран на клетках, а причина ли она у людей — не решено. В 2012 году две независимые группы нашли её избыток в ткани опухолей [s5][s6], а её белок FadA включает в клетках в пробирке сигналы, связанные с раком [s7]. Но избыток в ткани — ещё не доказательство, что она опухоль начала.

Тогда почему в заголовках её зовут бактерией рака?

Потому что заголовок грубее данных. Прочтение 135 штаммов показало: избыток в опухолях принадлежит одной ветви одного подвида, а не Fusobacterium в целом [s9]. Большая часть Fusobacterium в большинстве ртов — не эта ветвь.

Может, вывести её сильным ополаскивателем?

Ни одно исследование этого не поддерживает, и здесь ни одно не названо — потому что я не смог его найти. Fusobacterium — несущая часть нормального налёта [s3], а убирать обычного члена сообщества — не доказанный способ что-либо предотвратить. Обычный уход за зубами и стоматолог остаются путём, у которого есть доказательства.

Как этот тип назывался раньше?

Fusobacteria. Ранг типа подвели под кодекс наименований бактерий совсем недавно, и официальное имя Fusobacteriota опубликовано в 2021 году [s1]. Оба имени указывают на одни и те же организмы.

Источники

  1. Oren A., Garrity G. M., International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2021 — doi:10.1099/ijsem.0.005056
  2. Dewhirst F. E. et al., Journal of Bacteriology, 2010 — doi:10.1128/JB.00542-10
  3. Kolenbrander P. E. et al., Nature Reviews Microbiology, 2010 — doi:10.1038/nrmicro2381
  4. Krisanaprakornkit S. et al., Infection and Immunity, 2000 — doi:10.1128/IAI.68.5.2907-2915.2000
  5. Castellarin M. et al., Genome Research, 2012 — doi:10.1101/gr.126516.111
  6. Kostic A. D. et al., Genome Research, 2012 — doi:10.1101/gr.126573.111
  7. Rubinstein M. R. et al., Cell Host & Microbe, 2013 — doi:10.1016/j.chom.2013.07.012
  8. Bullman S. et al., Science, 2017 — doi:10.1126/science.aal5240
  9. Zepeda-Rivera M. et al., Nature, 2024 — doi:10.1038/s41586-024-07182-w
  10. Han Y. W., Current Opinion in Microbiology, 2015 — doi:10.1016/j.mib.2014.11.013
  11. Coppenhagen-Glazer S. et al., Infection and Immunity, 2015 — doi:10.1128/IAI.02838-14

По теме