Bifidobacterium — не автоматично хороша бактерія

Попросіть когось назвати бактерію — і почуєте E. coli, або Salmonella, або щось прочитане колись на етикетці курки. Майже ніхто не називає ту, що приходить першою. За кілька днів після народження, у немовляти на грудному вигодовуванні, рід під назвою Bifidobacterium захоплює товсту кишку так ґрунтовно, що може становити понад 90 % бактерій, які там живуть ¹.

На цьому варто спинитися. Один рід, один орган, одне вікно життя — і така частка населення, якої не сягає жоден інший кишковий мікроб. Тож розберімо його так, як розбирали б ліки: що це таке, де воно є, що, за доказами, воно робить для нас і — та частина, що зазвичай випадає з реклами, — що воно робить проти нас.

Що це насправді

Bifidobacterium — рід грампозитивних анаеробних бактерій із високим вмістом Г+Ц і роздвоєною, «біфідною», формою клітини, які зброджують цукри через біфідний шунт на ацетат і лактат (приблизно 1,5 моль ацетату і 1 моль лактату на моль глюкози) і живуть переважно в кишковій мікробіоті ссавців та інших тварин, причому група B. asteroides типова для комах, а група B. pullorum — для птахів ¹².

Два слова в цьому реченні роблять більшу частину роботи. Анаеробні: повітря для цих організмів — проблема, і саме тому вони квітнуть у глибині товстої кишки і тому втримати їх живими поза тілом — виробнича задача, а не гасло. Біфідні: назва походить від bifidus, роздвоєний, — саме роздвоєна форма клітин, які Тіссьє знайшов 1900 року в калі немовлят на грудях, і дала їм назву Bacillus bifidus ¹.

Де вона живе в тілі

Головна адреса — товста кишка. Але не єдина. Біфідобактерії трапляються в цілій низці ніш, прямо чи опосередковано пов'язаних із кишківником тварин: у товстій кишці людини, в ротовій порожнині людини, у кишківнику комах, навіть у стічних водах ². Ротова знахідка — не дрібничка; ми до неї повернемося, бо саме там рід перестає бути однаково приязним.

Що вона робить для нас

Три механізми, і до кожного додано дослідження.

Вона їсть те, чого не можемо ми. Олігосахариди людського молока — третій за кількістю твердий складник грудного молока, і новонароджена людина не засвоює їх як поживу взагалі ³. Це не дитяча їжа. Це їжа для мікроба, і мати виробляє її попри все. Біфідобактерії — понад усе Bifidobacterium longum subsp. infantis — мають ферменти, щоб ці цукри розібрати, і саме тому грудне молоко будує середовище, у якому цей рід квітне, а його конкурентів переграно ⁴. Еволюція поклала в молоко неперетравний цукор не випадково.

Вона робить ацетат, а ацетат боронить стінку кишківника. Це найчистіший механістичний результат у галузі. Працюючи з гнотобіотичними мишами і смертельною моделлю зараження ентерогеморагічною E. coli O157:H7, Фукуда та колеги показали, що певні штами біфідобактерій уберегли тварин від смерті, що захист ішов поряд із підвищеним виробленням ацетату і що перехід шига-токсину з просвіту кишківника в кров був заблокований ⁵. Зверніть увагу на засторогу вголос: миші, один збудник, конкретні штами. Це показує, що механізм може працювати. Це не показує, що так робить ваш йогурт.

Вона говорить з імунною системою через свої метаболіти. Годована олігосахаридами людського молока, а не звичайною лактозою, B. infantis виробляє помітно більше індол-3-молочної кислоти, метаболіту триптофану; у концентрації 1–10 мМ ця сполука приглушувала активацію NF-κB, спричинену ЛПС, у лінії клітин макрофагів і зменшувала викликане TNF-α та ЛПС зростання інтерлейкіну-8 у лініях клітин кишкового епітелію ⁶. Знову ж таки: культура клітин, а не люди. Але тут названо молекулу, а це більше, ніж спромоглася більшість тверджень про «підтримку імунітету».

Що вона робить проти нас

Ось де чесна енциклопедична стаття розходиться з етикеткою.

Один вид спричиняє карієс. Bifidobacterium dentium виділили з карієсних зубів, і прочитання її геному Bd1 — єдиної кільцевої хромосоми з 2 636 368 пар основ і 2 143 передбаченими відкритими рамками зчитування — показало пристосування саме до такого життя: витривалість до кислоти, прилипання до тканин і обмін сполук із людської слини ⁹. Те, що показують їхні дані, варто переказати за духом їхніми ж словами: межа між коменсалом і пристосуванцем вузька.

Пробіотичні штами можуть потрапити в кров. У трьох недоношених немовлят із дуже малою вагою при народженні, які отримували пробіотик із живою B. longum, розвинулася бактеріємія з цим організмом, а біохімічний, мас-спектрометричний і молекулярний аналіз показав, що ізоляти з крові та штам із капсули — це те саме ¹¹. Це не гіпотетичний ризик; штам простежили. Як часто? В одному відділенні інтенсивної терапії новонароджених, яке понад десять років застосовувало багатоштамові пробіотики, сталося 12 випадків бактеріємії з організмом із продукту на 2 109 немовлят, які його приймали, — 0,6 %, — і жодної смерті жодному з них не приписали ¹⁰. Мало, справжнє і замкнене у вразливій групі.

Користь куди менш загальна, ніж реклама. Дослідження PiPS розподілило 1 315 дуже недоношених немовлят на B. breve BBG‑001 або плацебо ⁷. Некротичний ентероколіт стався у 9 % групи пробіотика і 10 % групи плацебо (скоригований відносний ризик 0,93), і за сепсисом чи смертністю значущої різниці теж не було ⁷. А коли 51 рандомізоване дослідження, що охоплювало 11 231 недоношене немовля, розібрали окремо по штамах, а не звалили докупи, смертність значуще знижували лише 3 із 25 вивчених пробіотичних схем ⁸. Зсипати всі штами в один графік — це лестити родові. Розібрати їх — уже ні.

Назва, стара і нова

Рід — це Bifidobacterium Орла-Єнсена 1924 року; його типовий вид, Bifidobacterium bifidum, уперше описав Тіссьє 1900 року, а Орла-Єнсен переніс до нового роду ¹⁴. Сама назва роду відтоді була сталою.

Змінилася адреса над ним. Тип, який десятиліттями друкували як Actinobacteria, дійсно оприлюднили під назвою Actinomycetota 2021 року, коли одним заходом офіційно назвали 42 типи прокаріотів ¹³, — і саме Actinomycetota NCBI Taxonomy тепер показує для Bifidobacterium. Усередині роду таксономія теж зрушила: повногеномні філогеномні методи застосували, щоб переглянути класифікацію біфідобактерій і виявити очевидні помилки класифікації, зроблені старішими однозначковими прийомами ¹². Якщо старіший текст називає це організмом Actinobacteria, він не помиляється щодо біології — лише щодо теперішньої назви.

Що варто забрати із собою

Bifidobacterium — найясніший випадок спільної еволюції в людському мікробіомі, на який можна вказати пальцем: два види формують одне одного в часі, і мати виробляє цукор, якого сама використати не може, для мікроба, з яким її дитина ще не зустрілася. Ось це тверде. Не тверде — стрибок від «цей рід важить» до «цей продукт працює», бо користь у дослідженнях належить конкретним штамам, у конкретних людей, у конкретних дозах. Рід — це родина; штам — це один її названий член, і той член, що допомагає одній групі, — не той, якого випробували в іншій. Коли етикетка називає рід, а не штам, вона розповідає вам про біологію, яку позичила, а не про результат, який заробила.