E. coli — мешканець кишківника, а не лише отруєння

Скажіть «E. coli» вголос — і більшість людей уявить відкликану пачку шпинату. Цей рефлекс зрозумілий, і він здебільшого хибний. Організм із новинного заголовка і організм у вашій товстій кишці — це той самий вид, і той, що у вашій кишці, найпевніше, тихо сидить там роками.

Що це таке

Escherichia coli — грамнегативна паличкоподібна факультативно анаеробна бактерія з родини Enterobacteriaceae, чиє головне середовище — кишківник хребетних, де вона живе в симбіозі з господарем ¹.

Тримайтеся за слова «факультативно анаеробна». Вони означають, що організм може дихати киснем, коли той є, і зброджувати, коли його немає. Майже все, що E. coli робить для вас, і майже все, що вона робить із вами, випливає з цієї гнучкості.

Де вона живе в тілі

Головно у товстій кишці — і вона там не випадковий гість. За оглядом Мартінсона і Волка 2020 року в EcoSal Plus, E. coli належить до кишкового мікробіома понад 90 % людей ². У власній серії авторів — вісім здорових дорослих здавали кал раз на два тижні від 6 місяців до 2 років, по 95 колоній на зразок — 87 % із 32 470 оцінених ізолятів були E. coli ². Вісім людей — тонка основа для твердження про цілий вид, тож тримайте його нецупко; але наскільки воно тягне, коли ми кажемо «кишкові Enterobacteriaceae», ми здебільшого кажемо E. coli.

Кількості коливаються величезно. В іншій серії, яку переказує той самий огляд, — Макберні і колеги щомісяця брали зразки у двох здорових дорослих упродовж року — Enterobacteriaceae в калі коливалися від 10² до 10⁹ КУО (колонієутворюючих одиниць) на грам ², тобто розкид на сім порядків усього в двох людей, за якими стежили в часі. Навіть на верхньому краю це популяція меншості; товстою кишкою правлять суворі анаероби. «Майже загальна» і «численна» — два різні твердження, і тримається лише перше.

Ось частина, яка людей дивує. Ви не носите сотню різних E. coli. Зазвичай одночасно присутні лише один чи два серотипи ² — довговічні мешканці, які тримаються місяцями, плюс транзитники, що проходять за дні або тижні ². Ваша E. coli у цілком реальному сенсі ваша.

Поза кишківником E. coli з'являється там, де їй нічого робити: у сечовому міхурі й сечівнику, у крові, в оболонах мозку новонародженого. Той самий вид, хибна адреса. Саме цей переїзд і становить більшу частину розділу про шкоду нижче.

Назва, стара і нова

Педіатр Теодор Ешеріх знайшов цей організм у калі немовляти й дав йому перший опис. Проте назва, яку веде далі офіційна номенклатура, — це Bacillus coli Migula 1895 року, базонім з Ухвалених списків, який Кастеллані й Чалмерс 1919 року перенесли до роду Escherichia, названого на честь Ешеріха. Назва виду відтоді стала; зрушила нещодавно адреса над нею. Тип, який довго звався Proteobacteria, тепер дійсно оприлюднений як Pseudomonadota, один із 42 типів прокаріотів, чиї назви офіційно затвердили 2021 року ¹². Статті, написані до того, вживають старе слово для тієї самої групи.

Під цим лежить іще дивніша проблема з назвами. Shigella, яку клінічна мікробіологія досі веде як власний рід із чотирма видами, генетично взагалі не окремий організм. Лан і Рівз показали, що лінії Shigella сидять усередині виду Escherichia coli, а виникли незалежно після того, як набули ту саму плазміду вірулентності ¹¹. Клінічний ярлик виживає з практичних міркувань. Родовід його не підтримує.

Що вона робить для нас

Два пункти, і з обома я хочу бути обережним.

Вона тримає аеробну нішу. E. coli — переважний аеробний організм кишківника хребетних, і вона живе там у симбіозі з господарем ¹. Механізм, який до цього зазвичай додають, — що, споживаючи сліди кисню, які просочуються зі стінки кишківника, вона допомагає тримати товсту кишку безкисневою для всіх інших, — це правдоподібний і часто повторюваний висновок із її фізіології. Сказано вголос: я не знайшов дослідження на людях, яке показувало б цю користь у людей. Вважайте це механізмом, а не доведеним ефектом.

Вона будує вітамін K2. E. coli несе шлях синтезу менахінону, бактеріальної форми вітаміну K ⁴. Засторога тут не дрібна: виробити менахінон у товстій кишці і всмоктати з нього придатну кількість — це різні питання, і друге вирішене куди менше, ніж натякає рекламний текст добавок.

І за одним штамом стоїть справжнє дослідження. E. coli Nissle 1917 — ліцензований пробіотик. У дослідженні Круїса та колег 2004 року в Gut 327 пацієнтів із виразковим колітом у ремісії розподілили або на Nissle 1917 (n = 162), або на стандартний месалазин (n = 165) на 12 місяців; в аналізі за протоколом загострення сталося у 36,4 % групи пробіотика (40 зі 110) і 33,9 % групи месалазину (38 зі 112) — рівна дієвість ³. Дві засторги, обидві важливі. Це була рівність із усталеними ліками, а не порівняння з плацебо. І це доказ про один штам при одній хворобі, який нічого не каже вам про E. coli у вашій власній товстій кишці.

Що вона робить проти нас

Тепер другий бік рахунку, і він важкий.

Спершу масштаб. В аналізі Глобального тягаря хвороб за 33 бактеріальними збудниками приблизно 7,7 мільйона смертей 2019 року були пов'язані з цими бактеріями — 13,6 % усіх смертей у світі ⁵. На п'ять збудників, серед яких E. coli, припало 54,9 % цієї суми ⁵. З боку стійкості картина ще різкіша: із приблизно 4,95 мільйона смертей, пов'язаних 2019 року з бактеріальною стійкістю до протимікробних засобів, E. coli була єдиним провідним збудником ⁶.

Інфекція сечовидільних шляхів — її повсякденне обличчя. Огляд Фоксман нарахував у США майже 7 мільйонів візитів до лікаря, 1 мільйон звернень до невідкладної допомоги і 100 000 госпіталізацій на рік, причому майже 1 із 3 жінок до 24 років уже мала інфекцію, що потребувала антибіотиків ¹⁰. Більшість із них — E. coli, яка проїхала кілька сантиметрів від кишківника.

Штами з шига-токсином — це ті, що спричиняють харчові отруєння. Німецький спалах E. coli O104:H4 2011 року дав понурий природний експеримент: 3 816 зареєстрованих випадків, 54 смерті і гемолітико-уремічний синдром — ускладнення нирок і крові — у 845 пацієнтів, тобто 22 % від усіх ⁸. Незвично для цієї хвороби, ті, у кого розвинувся гемолітико-уремічний синдром, були переважно дорослі — 88 % із них, медіана віку 42 роки, — і 68 % із них були жінки ⁸. Джерело простежили до паростків; серед відвідувачів ресторанів у тих, кому подали паростки, відносний ризик захворіти становив 14,2 ⁹.

І пастка лікування. У проспективному дослідженні Вонґа та колег за участю 71 дитини з проносом від O157:H7 гемолітико-уремічний синдром розвинувся у 10 дітей, а лікування антибіотиками несло відносний ризик 14,3 (95 % довірчий інтервал від 2,9 до 70,7) для його розвитку ⁷. Сказано вголос: 71 дитина — мале дослідження, а той довірчий інтервал величезний. Але напрямок узгоджується з тим, що ми знаємо про вивільнення токсину, і саме тому «просто прийми антибіотик» — хибний порух при кривавому проносі.

Як тримати обидва факти разом

E. coli — найкраще вивчений організм у біології і одна з найсмертоносніших бактерій на землі, і водночас тихий, майже загальний мешканець здорових людей. Обидва твердження правдиві, і розв'язка не в тому, що «все залежить від вашого імунітету». Розв'язка в тому, що вид — це широкий генетичний розкид. Більшість його ліній, його родових гілок, коменсальні: вони живуть у кишківнику, годуються тим, що проходить повз, і не шкодять господареві, і вони збудовані саме для такого життя. Меншість несе гени токсинів, вторгнення чи прилипання в сечових шляхах — спорядження для отруєння тканини, злому клітин або чіпляння за стінку сечового міхура, — і саме ці лінії десь-інде стають збудниками, тобто причиною хвороби ^{1 11}. Розумний висновок не в тому, щоб боятися організму всередині вас. А в тому, щоб поважати те, на що здатні кілька його родичів, коли потрапляють туди, куди не належать.