Война с микробиомом: как образ жизни делает нас аллергиками

Дома без пыли и животных, всегда чистые тела и простыни, еда в достатке. Для современного человека выйти за эти рамки — значит ухудшить условия жизни и, возможно, нанести вред здоровью. Но что если наша иммунная система в таких благополучных условиях становится похожей на беззащитную лабораторную мышку? Антрополог Тереза Макфэйл рассказывает о множестве исследований, которые длятся уже не одно десятилетие и объясняют рост аллергий по всему миру — как бунт человеческого организма против самой жизни.

У 30-летней Элизабет трое детей, и у всех аллергия. У старшей дочери реакция на пыльцу, кукурузу и орехи, у средней — непереносимость лактозы, а младшему сыну противопоказаны арахис и ячмень. Элизабет можно назвать ветераном борьбы с гиперактивной иммунной системой детей. Она создала группу поддержки для таких же родителей, участники которой делятся своими версиями того, почему их дети стали аллергиками. Элизабет считает, что всему виной антибиотики, назначенные ее малышам в раннем детстве.

В семье Элизабет ни у кого не было аллергии. Ее родители долгое время считали, что этот диагноз — выдуманная ерунда. И только когда внуки несколько раз попали в больницу с анафилаксией, стало ясно, что болезнь «настоящая». Жизнь семьи изменилась. Теперь все крутится вокруг питания детей — они никогда не едят вне дома. Их мать не доверяет процесс приготовления пищи никому. Завтраки и обеды в школу и детский сад она готовит и упаковывает сама, и даже на отдыхе нельзя расслабляться.

Исследователи аллергии расходятся во мнениях относительно определений, причин и симптомов, но в одном они единодушны: за последние несколько десятилетий проблема значительно усугубилась, и ошеломляющее число аллергиков на планете продолжает расти. Сегодня в мире 235 миллионов человек больны астмой, от 240 до 550 миллионов — пищевой аллергией. Лекарственная аллергия может поражать до 10% жителей земного шара.

Есть несколько гипотез о причине происходящего. Одна из самых распространенных — гигиеническая. Ее сторонники уверены, что люди стали «слишком чистоплотными», и это вызывает аллергию. Другие склонны считать, что всему виной питание: то, как мы выращиваем и готовим пищу, меняет микробиом, вызывая болезненные реакции. Третьи утверждают, что нашу иммунную систему раздражают химикаты и пластик. И все они правы: в основе роста склонности к аллергическим реакциям лежит современный образ жизни.

Измененный микробиом

Кэтрин Нэглер является одним из лучших иммунологов в мире. Несколько десятилетий она исследует роль микробиома кишечника в развитии пищевой аллергии у детей. Она помнит, как в конце 1980-х годов аллергия начала поражать все больше людей.

«Я сама это наблюдала, — говорит Нэглер, загружая графики на свой компьютер в офисе Чикагского университета. — Моим детям сейчас больше 20 лет, поэтому за происходящим я следила в режиме реального времени. Я помню, как в школах запретили давать детям кексы с арахисом. А в конце 80-х — начале 90-х, когда уровень пищевой аллергии вырос еще больше, Американская академия педиатрии рекомендовала беременным и кормящим матерям, а также детям до четырех лет исключить арахис и аллергенные продукты из рациона. Это был совершенно неверный совет, который только разжег огонь аллергии».

Нэглер ссылается на известное исследование «Раннее изучение аллергии на арахис», проведенное под руководством доктора Гидеона Лака из Королевского колледжа в Лондоне и опубликованное в 2015 году. Исследование показало, что десятилетия ошибочных советов не давать детям младше трех лет ничего, содержащего арахис, вероятно, привели к тому, что аллергия на этот продукт стала массовой.

В ходе исследования младенцы в возрасте 4-11 месяцев были поделены на две группы. Родители одних избегали арахиса, а другие — нет. Когда дети подросли, распространенность аллергии на арахис составила 35,3% в группе избегания и 10,6% в группе потребления. После этого диетические рекомендации были изменены, и новое исследование, проведенное в 2016 году, показало, что случаи аллергии на арахис среди детей снизились на 16%. Очевидно, что раннее введение аллергена в пищу имело для детей защитный эффект.

Однако Нэглер понимает родителей, которые колеблются в отношении раннего введения аллергенов в рацион. Как доверять ученым, которые пару десятилетий назад давали совсем иные советы?

Почему же организм хорошо переносит одни продукты и негативно реагирует на другие? Нэглер убеждена, что пищевая аллергия как явление стала частью поколенческих изменений.

«Люди могут доказывать вам, что в их семье раньше такого не было, — говорит она. — У родителей все хорошо, а у ребенка опасные для здоровья реакции. При этом аллергия может развиться в любой момент жизни. Раньше она проявлялась в возрасте от двух до пяти лет, сегодня у нас гораздо больше случаев пищевой аллергии у взрослых. Раньше эта проблема перерасталась с возрастом, сегодня чаще сохраняется на всю жизнь». Нэглер считает, что это сигнализирует о серьезных проблемах.

Вероятно, ослаблению иммунной системы способствуют питание, популярность кесарева сечения, изменения в производстве продуктов, отказ от грудного вскармливания. Всё это факторы современного образа жизни, которые вызвали изменения в комменсальных бактериях (эти бактерии помогают иммунитету распознавать болезнетворные организмы). Недавние исследования это подтвердили. Ученые выявили связь между питанием, использованием антибиотиков, изменениями микробиома и аллергией. В кишечнике здоровых младенцев содержится особый класс аллергенозащитных бактерий, всего пять или шесть штаммов. Исследователи предположили, что образ жизни способен перезагрузить эту систему. Например, было доказано, что некоторые виды сыров содержат бактерии, которые вырабатывают гистамин — соединение, вызывающее аллергическую реакцию. А исследователи Калифорнийского университета обнаружили, что жировая молекула 12,13-diHOME снижает количество особых клеток в нашем кишечнике, которые имеют решающее значение для предотвращения воспаления. Дети с высоким уровнем бактерий, связанных с усваиваемостью этих молекул, имеют высокий риск развития аллергии и астмы.

По мнению Нэглер, мы сами изменили состав своего микробиома, отказавшись от продуктов с высоким содержанием клетчатки в пользу пищи, в которой много сахара и жира. Хорошие бактерии не могут жить без еды. Нэглер разработала гипотезу «барьерной регуляции», согласно которой микробиомы кишечника и кожи регулируют то, что разрешено, а что нет в организме. Единственное, что стоит между нами и окружающей средой, — слой эпителиальных клеток. Наша иммунная система разработала свои способы поддержания баланса, и когда меняется состав микробиоты, меняется и иммунный ответ на возбудителей.

Иммунолог Эйвери Август описывает иммунные клетки человека как кураторов тела, сканирующих все, с чем мы сталкиваемся, и принимающих миллионы микрорешений о том, что может проникнуть в наш организм, а что не должно. Теория барьерной регуляции прекрасно согласуется с этим определением. Если барьерные клетки работают неправильно, они пропускают в кровоток то, чему там не место. Так что иммунная система человека, страдающего аллергией, работает правильно. Проблема аллергиков часто не в сбое иммунитета, а в нарушении барьера.

Нэглер считает, что Элизабет обвиняет антибиотики небезосновательно — они меняют микробиом у младенцев. В столь раннем возрасте для ребенка важно все, что с ним происходит, лишь к трем годам микробиом становится стабильным. Исследования Ратгерского университета и клиники Мейо показали, что дети, получающие антибиотики в возрасте до двух лет, подвергаются большему риску развития астмы, респираторной аллергии, экземы, целиакии, ожирения и СДВГ. Если антибиотики выписывали в первые шесть месяцев жизни, риск возрастал еще больше. Другие исследования, в которых участвовали финские и нью-йоркские младенцы, подтвердили, что антибиотики, а также кесарево сечение коррелируют с изменением микробиома кишечника и повышенным риском аллергии.

Повлиять на микробиом может даже смена постельного белья. Исследователи из Дании и Великобритании изучили бактерии, обитающие в детских кроватках, и сравнили их с микробиомом дыхательных путей и кожи младенцев. Оказалось, что одно находится в зависимости от другого, и усердная гигиена и слишком частая смена простыней вредит защитным бактериям детей.

Многие специалисты призывают вернуться к простому, менее технологичному образу жизни. Один из ведущих аллергологов мечтает: «Представьте, если бы мы могли побудить группу людей вернуться к гораздо более традиционному образу жизни — к цельным продуктам без пестицидов, к мытью посуды без моющих средств и посудомоечных машин… Знаете, что произойдет? Больше не будет никакой аллергии».

Старые друзья

Излишняя чистота — одна из самых популярных теорий развития аллергии. Возможно, вы слышали о том, как полезно позволять детям пачкаться и обливаться. В 1989 году эпидемиолог Дэвид Страчан опубликовал статью под названием «Сенная лихорадка, гигиена и размер семьи». Используя данные о 17000 детей, Страчан обнаружил, что младшие дети в семье наиболее защищены от развития сенной лихорадки или экземы вне зависимости от социально-экономического статуса. Он объяснил это тем, что аллергические заболевания у младших братьев и сестер были предотвращены благодаря негигиеничному контакту со старшими. Иными словами, знакомство с широким спектром микробов и легкими детскими инфекциями оказалось полезно для развивающейся иммунной системы (как и ранняя встреча с аллергенами в случае введения арахиса в прикорм).

Сначала эта идея была отвергнута, ведь иммунологи считали, что именно инфекции могут вызвать аллергию, особенно астму. Но потом исследователи обнаружили, что основная проблема аллергиков — это «необученная» в определенном возрасте иммунная система, которая в дальнейшем становится гиперактивной. Так были приняты и популяризованы идеи Страчана.

Нэглер переформулировала гигиеническую гипотезу аллергии в гипотезу «старых друзей». Она утверждает, что современные люди более подвержены риску хронического воспаления, аллергии и аутоиммунных заболеваний, поскольку больше не сталкиваются регулярно с некоторыми микроорганизмами, с которыми эволюционировали на протяжении тысячелетий. Эти «старые друзья» тренировали нашу иммунную систему и регулировали ее, а теперь связь разорвана, и наш иммунитет остается без саморегуляции и вынужден слишком остро реагировать на безобидные для человека раздражители — например, на пыльцу и пылевых клещей.

Нэглер объясняет, как гипотезы о гигиене и старых друзьях в совокупности иллюстрируют концепцию «фермерского дома». Представьте себе дом, окруженный вспаханными полями, грязными сараями и конюшнями, где много бактерий, вирусов и паразитов. Ваш организм привыкает к такому окружению и не реагирует на него. Меняя ферму на городской дом, улучшая санитарные условия, вы лишаете свой организм богатой микробиоты. По сути, вы разрываете связь с дружескими микробами. Существует измеримый «эффект фермерского дома»: доказано, что контакт с домашним скотом и пылью в раннем возрасте резко снижает риск развития аллергии.

В другом исследовании, в котором сравнивали иммунитет лабораторных мышей и тех, что жили в коровнике, «эффект фермерского дома» тоже получил убедительное подтверждение. У лабораторных мышей иммунная система напоминает новорожденного человека. Когда вы помещаете этих «чистых» мышей в «грязную» среду — как это было в исследовании, моделирующем жизнь на ферме, — их иммунная система меняется и становится более похожей на иммунную систему взрослого человека.

Давайте вспомним захватывающую историю с бактерией Helicobacter pylori, которая является виновником желудочно-кишечных язв, хронического гастрита и некоторых форм рака. Хотя ученые обнаружили вид H.pylori в 1982 году, существует предположение, что наша колонизация этими бактериями произошла около 60 000 лет назад и что она зависела от повторяющихся контактов в небольших сплоченных группах, то есть от образа жизни людей до недавнего времени. Существует много различных штаммов H.pylori, их распространенность у людей составляла 80% до окончания Второй мировой войны, когда стали назначаться антибиотики. Сегодня H.pylori инфицированы около 50% людей, причем уровень заболеваемости может достигать 88% в какой-нибудь африканской стране и 19% — в европейской. И хотя отношение к этой бактерии неоднозначное, было доказано, что желудки людей с H.pylori и без него иммунологически различаются: люди с H.pylori имеют большую популяцию регуляторных Т-клеток, имеющих решающее значение для подавления воспалительных иммунных реакций. Другими словами, H.pylori может быть полезен. Кстати, люди, у которых нет этих бактерий, гораздо чаще страдают гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью, и есть доказательства того, что H.pylori играет защитную роль против детской астмы.

В 20 веке гигиенические стандарты получили широкое распространение. Улучшенные канализационные системы и доступность чистой питьевой воды привели к тому, что человек стал меньше контактировать с микробами. В этом есть несомненные плюсы: заражение гельминтами и кишечными паразитами уменьшилось в разы, и сегодня гораздо труднее подхватить какую-нибудь смертельно опасную болезнь. Но что стало с микробиомом? Отрицатели гигиенической теории аллергии опираются на даты: процесс существенных гигиенических перемен завершился к середине 20 века, а необъяснимый резкий скачок астмы и аллергии пришелся на более поздний срок. Некоторые утверждают, что лучшим объяснением это явления стала потеря «регулярного глубокого вдоха». Другими словами, игры и отдых на свежем воздухе, вероятно, эффективнее защитят от астмы, чем часы, проведенные за игрой в Minecraft.

Но не все так однозначно. Если бы гипотеза гигиены, эффект фермерского дома и теория о глубоком вдохе были однозначно верны, можно было бы ожидать, что в сельских общинах аллергиков не будет совсем. Тем не менее, доктор Джилл Пул, руководитель отдела аллергологии и иммунологии Медицинского центра Университета Небраски, обнаружила, что около 30% фермеров Среднего Запада страдают от аллергических заболеваний, напрямую связанных с их образом жизни. Пыль от элеваторов и коровников, воздействие пестицидов и гниение зерна в результате наводнений вызывают заболевание, которое так и называют — «легкие фермера».

И если размер семьи и социально-экономический статус связаны с теорией чистоты, то можно было бы ожидать, что в странах, где все еще живут большими семьями, или там, где уровень жизни населения остается невысоким, аллергические реакции встречаются реже. Действительно, реже. Но и там уровень аллергии неуклонно растет. Исследование 2019 года показало, что половина угандийцев, живущих в Кампале, страдает той или иной формой аллергии. Многие угандийцы самостоятельно лечатся безрецептурными антигистаминными препаратами.

И все же основная идея о том, что что-то в нашем взаимодействии с микробным миром изменилось из-за образа жизни и повседневных привычек, является убедительной.

Борьба с барьерами

В брошюре 1950-х годов об аллергии доктор Сэмюэл Фейнберг, ведущий аллерголог и первый президент нынешней Американской академии аллергии, астмы и иммунологии, писал: «Прогресс создает проблемы». Фейнберг указал на человеческую изобретательность как на важную причину роста аллергии в развитых странах. Все эти красители, синтетические ткани и новые пластмассы, лосьоны, подводки для глаз, помады и шампуни посеяли хаос в иммунной системе.

Иммунолог Дональд Люнг является одним из ведущих мировых исследователей атопического дерматита. Он уверен, что мы злоупотребляем мылом и средствами, содержащими спирт. Мы регулярно используем агрессивные противомикробные средства для рук и гигиены своего жилища, и пандемия Covid настолько усугубила этот факт, что вероятность развития аллергии возросла еще больше.

Ослабленный кожный барьер может привести к тому, что пищевые аллергены начнут действовать через поверхность тела. Представьте себе, что вы делаете бутерброд с арахисовым маслом, потом берете на руки ребенка и пачкаете его кожу арахисовым белком. Если нормальный микробиом кожи ребенка значительно поврежден, белок может попасть через нее в организм, что вызовет естественный иммунный ответ. И когда подросший ребенок попробует арахис, у него может возникнуть аллергическая реакция. Все, чем мы моем, чистим, присыпаем кожу наших детей, вредно для защитного слоя.

«Моющие средства, изготовленные из грубых химикатов, сначала воспринимались, как нечто позитивное. Но затем мы стали замечать, что у людей, которые работают на предприятиях, производящих эти средства, проблемы с дыханием», — говорит доктор Кэри Надо, директор Центра исследований аллергии и астмы при Стэнфордском университете. Она добавляет, что образ «безупречно чистого дома» активно пропагандировался теми же компаниями, что и производили моющие средства. Ученые из Канадского университета обнаружили, что младенцы в возрасте до четырех месяцев, живущие в доме, где чаще используются чистящие средства, к трем годам с большей вероятностью заболевают астмой. Исследователи отметили, что большинство младенцев проводят 80–90% своего времени в помещении, что значительно увеличивает воздействие этих продуктов. Дети дышат чаще, чем взрослые, и в основном ртом, а не носом, минуя естественную систему фильтрации воздуха. Пары чистящих средств проникают в дыхательные пути, активизируя естественную иммунную систему младенцев. Особый вред наносят освежители воздуха, дезодоранты, дезинфекторы для рук, средства для мытья духовок и спреи от пыли.

Еще один фактор — изменения условий жизни. Большую часть времени мы проводим в тени. Аутоиммунные и аллергические заболевания возникают тем чаще, чем дальше человек живет от экватора. Этот факт заставил иммунологов задуматься о связи витамина D и иммунных нарушений. Некоторые объясняют это тем, что в странах, где меньше солнца, люди в принципе реже ведут образ жизни, приближенный к естественному. Продолжающиеся дебаты по этому поводу говорят о том, как мало мы знаем о пагубном воздействии условий жизни на наше здоровье.

Что касается Элизабет и ее детей, неуместное чувство вины матери тесно связано с ее желанием обеспечить им наилучшую заботу. Но ее решение позволить своим больным детям принимать антибиотики было почти наверняка правильным, учитывая вероятность более опасных исходов без лечения.

Нас регулярно засыпают советами о том, как сохранить здоровье и счастье себе и детям. Вы можете попытаться «обмануть иммунную систему» или предотвратить все факторы развития аллергии, но реальность почти всегда сложнее.

Источник