По крайней мере, один такой случай уже удалось подтвердить экспериментальным путем. Группа ученых из США и Франции представила в журнале BMC Evolutionary Biology статью с описанием одного из штаммов кишечной палочки (Esherichia coli или просто E.coli, как пишут для краткости все биологи), который размножали в лаборатории при температуре 42,2°C.
Бактерии в термостате сменили около 2000 поколений и за такое время естественный отбор успел сделать свое дело — в популяции распространились мутантные особи, приспособленные к жизни в необычных условиях. И при этом устойчивые к антибиотику рифампицину — хотя с ним микроорганизмы при этом не сталкивались вовсе!
Это не первый эксперимент по эволюции E.coli, так что способность бактерий приобретать новые признаки сама по себе неудивительна. Факт устойчивости бактерий к лекарственным препаратам тоже знаком ученым довольно хорошо, не говоря уж об врачах — те, наверное, знают об устойчивых бациллах много больше, чем хотели бы знать. MRSA, ванкомицин-резистентные бактерии, палочки Коха, на которые не действуют все основные препараты… список можно продолжить. Но до недавнего времени все такие случаи связывали с воздействием антибиотиков и плохо контролируемым лечением, которое не выбивало возбудителей болезни до конца, а давало шанс выжить штаммам с несколько повышенной сопротивляемостью.
Сила внешнего воздействия — это едва ли не ключевая характеристика эволюционного отбора. Если воздействие слишком велико, то у живых организмов нет шанса эволюционировать, а если оно слишком мало или слишком редко, то и адаптация лишена смысла. Сопротивляемость антибиотикам не возникает там, где лекарство применено в больших дозах* и, как считали ученые, при его отсутствии. Антибиотик рифампицин подавляет активность важного для бактерий фермента, для появления устойчивости бактерии надо этот фермент как-то поменять, измененный фермент практически наверняка окажется хуже оригинального — так что пойти на такое эволюция может только при отсуствии иного выбора. Опять-таки, с традиционной точки зрения специалистов по эволюции.
С новыми данными все оказалось сложнее. Лекарства нет и не было, все многократно перепроверили, посуда использовалась чистая, ошибка исключена. Тогда откуда устойчивость к рифампицину? Вопрос этот далеко не праздный, так как рифампицин применяется не только микробиологами против в общем-то безобидной кишечной палочки, но и фтизиатрами против возбудителей туберкулеза! Чтобы докопаться до правды, ученые провели еще ряд опытов. И обнаружили, что к появлению такой устойчивости ведет не одна мутация, а несколько разных, с разным эффектом. Молекулярный анализ выявил даже совершенно конкретные фрагменты молекулы ДНК, где замена одной комбинации атомов (нуклеотида) на другую приводила к способности выживать при высоких и сверхвысоких концентрациях антибиотика.
Эти же изменения, как показал дальнейший разбор полученных данных, вели к повышению «жаростойкости» и способности жить в среде с пониженным содержанием глюкозы. То есть как раз обеспечивали адаптацию к условиям лаборатории, где проходило исследование. Один ген обеспечивает несколько разных качеств и потому на практике очень важно знать их сочетания — чтобы не повторить случайно подобный отбор уже не в исследовательском центре, а где-нибудь в клинике. И не с E.coli, а чем-нибудь многократно более опасным.
Риски самолечения
Из написанного выше (и отмеченного звездочкой *) не следует, что антибиотики стоит если уж применять, то непременно в больших дозах. Тот же рифампицин может вызвать отек Квинке, острую аллергическую реакцию с отеком дыхательных путей — при неблагоприятном стечении обстоятельств это может привести уже не к терапевту, а к специалистам по судебно-медицинской экспертизе. Гентамицин способен (особенно в сочетании с некоторыми иными лекарствами) оставить без слуха, а хлорамфеникол не только токсичен, но еще и обладает доказанной способностью повышать риск развития лейкемии. Именно из-за многочисленных побочных эффектов в большинстве стран антибиотики доступны только по рецепту врача, а о применении их при обычном ОРЗ и речи не идет.