Каждый микробиом рассказывает изменчивую, поддающуюся вычислению историю.

Дебора Борфиц

24 июня 2026 г. | Люди — это не только люди, но и микроорганизмы, в значительной степени являющиеся результатом их выбора: социальных взаимодействий, потребляемой пищи, принимаемых лекарств, уровня активности и повседневных привычек. Микробы, передающиеся от человека к человеку, иногда бывают полезными, но вероятность того, что они причиняют вред, несколько выше, считает специалист по вычислительной биологии Никола Сегата, доктор философии, профессор и главный исследователь кафедры CIBIO Университета Тренто и главный исследователь Европейского института онкологии при этом же университете в Милане.

Микробная часть человеческого организма (примерно 39 триллионов клеток) формируется на протяжении всей жизни и, по словам Сегаты, «именно ее мы можем изменить в наибольшей степени, чтобы повлиять на траекторию нашего здоровья». Более глубокое понимание этих микробов и их роли в здоровье и болезнях является ключом к поддержке усилий по здоровому старению, а также таких медицинских практик, как трансплантация фекальной микробиоты (ТФМ).

Как недавно обнаружили Сегата и его коллеги, люди, живущие вместе, обмениваются друг с другом большим количеством микробов полости рта и кишечника, чем с другими людьми в своем сообществе (Cell Press Blue, DOI: 10.1016/j.cpblue.2026.100034). Исследователи также обнаружили связь между более заразными микробами и некоторыми факторами риска развития определенных заболеваний, что может помочь в разработке более целенаправленных методов лечения для улучшения микробиома человека.

При оценке трансмиссивности различных микробов исследователи обнаружили, что среди наиболее трансмиссивных бактерий в кишечнике были те, которые связаны с биомаркерами диабета 2 типа и ухудшением кардиометаболического здоровья, а в микробиоме полости рта, в частности, были два микроба, связанные с колоректальным раком, и несколько условно-патогенных микроорганизмов. Перед нами стоит сложная задача — выяснить, как предсказуемо изменить эту внутреннюю экосистему.

«Нельзя классифицировать людей по типу микробиома и назначать им «один и тот же рецепт» для улучшения состояния здоровья», — говорит Сегата. «У каждого человека уникальный микробиом… гораздо более уникальный, чем человеческий геном».

Повторяющиеся бактерии

Как уже отмечалось в предыдущих статьях, «микробы очень редко попадают в организм непосредственно из окружающей среды или пищи», — говорит Сегата. «В 99% случаев они попадают от других людей, потому что кишечные микробы очень хорошо приспособлены к жизни в кишечнике человека».

По его словам, люди, не имевшие никакого социального и физического взаимодействия, после двух-трех лет совместной жизни разделяют около 15% штаммов микробов. Даже в первый день жизни 50% микробов, обнаруженных в кишечнике младенцев, поступают от матери, при условии, что ребенок не был рожден путем кесарева сечения. Недавно исследовательская группа сообщила, что годовалые дети в детском саду в среднем разделяют от 20% до 30% своего микробиома с другими детьми в той же комнате всего через четыре месяца (Nature, DOI: 10.1038/s41586-025-09983-z).

Хотя провоспалительные микробы, как выяснилось, более заразны, их влияние на относительный риск развития заболеваний, связанных с микробиомом, различно и в значительной степени не изучено. Частично проблема заключается в том, что бактерии могут «способствовать» развитию заболевания, а не вызывать его напрямую, объясняет Сегата. То есть, микробы, которые обычно безвредно живут в организме, наоборот, способствуют воспалению и хроническим заболеваниям, когда микробиом находится в дисбалансе.

Повторяющиеся бактерии, концентрация которых выше у людей с диабетом и у тех, кто находится в стадии развития диабета, могут быть вызваны многими правдоподобными причинами, включая диету, которая напрямую влияет на резистентность к инсулину, говорит он. «Трудно определить, какое именно воздействие оказывает каждая отдельная бактерия на повышенный риск заболевания… наш организм — очень сложная система».

Вопрос о том, преобладают ли эти повторяющиеся бактерии у здоровых людей или нет, является актуальным, говорит Сегата. Но эта взаимосвязь не доказывает, что микробы вызывают диабет.

В случае колоректального рака дополнительная сложность заключается в том, что некоторые микробы, обнаруживаемые только в кале людей, страдающих этим заболеванием, в большом количестве присутствуют в полости рта всех людей, здоровых или нет, говорит Сегата. Эти специфические бактерии колонизируют растущую микросреду опухоли в кишечнике, что представляет собой механизм, отдельный от самой передачи инфекции из полости рта в кишечник.

Вычислительный подвиг

Специализация Сегаты — метагеномика, секвенирование ДНК микробных сообществ, которое генерирует огромный объем данных, требующих для интерпретации передовых вычислительных инструментов. «Вычислительный микроскоп» необходим при изучении трансмиссивности, когда задача состоит в том, чтобы различить или сопоставить пары штаммов и их геномов, чтобы выяснить, передавались ли они напрямую между индивидуумами или, возможно, были приобретены независимо из общей среды.

«Если мы обнаружим абсолютно одинаковые штаммы, наиболее правдоподобной гипотезой будет то, что они передавались из поколения в поколение», — говорит он. Чтобы прийти к такому выводу, необходимо одновременно решить множество задач — то есть, реконструировать геномы каждого отдельного штамма в микробиоме.

В рамках последнего исследования Cell Press Blue он и его команда проанализировали метагеномные данные микробиомов полости рта и кишечника 430 человек, проживающих в 207 домохозяйствах в Италии, а также данные предыдущего исследования, проведенного на Фиджи. Затем выявленные микробные штаммы у отдельных лиц сравнивались со штаммами, обнаруженными у людей, проживающих вместе, чтобы определить, происходит ли передача инфекции.

Это привело к открытию того, что люди, живущие вместе без регистрации брака, имеют значительно больше общих штаммов микробиома полости рта и кишечника, чем люди из одной и той же популяции, которые не живут вместе. В среднем, люди, живущие вместе без регистрации брака, имеют 19% общих штаммов микробиома кишечника и 26% общих штаммов микробиома полости рта, по сравнению с 6% и 0% соответственно у людей, живущих в разных домохозяйствах. Романтические партнеры имеют в среднем 44% общих штаммов микробов полости рта друг с другом, что логично объясняется тем, что они целуются.

История длиною в жизнь

Сегата говорит, что опыт общения со своими детьми помог ему заинтересоваться исследованиями, связанными с микробиомом. Исследования передачи микробов от матери к ребенку начались примерно в то время, когда родился его старший ребенок, которому сейчас 12 лет. «Не только мать, но и отец… передают ребенку определенные штаммы».

И наоборот, это связано с повседневным общением, необходимым в родительстве, добавляет он. Идея для последнего исследования в журнале Nature возникла после того, как он провел семестр, страдая от хронической болезни из-за постоянного потока инфекций, которые он приносил домой из детского сада.

Но вместе с негативом приходит и позитив. В отдельной статье, опубликованной в журнале Nature в конце прошлого года, Сегата и его команда проанализировали более 34 000 микробиомов, чтобы выявить 50 кишечных бактерий, тесно связанных с улучшением здоровья (DOI: 10.1038/s41586-025-09854-7). Они также обнаружили два диетических вмешательства, которые увеличили численность и распространенность благоприятных видов, одновременно уменьшив численность неблагоприятных.

Один из несколько провокационных выводов заключается в том, что здоровое питание и образ жизни «приносят пользу не только вам, но и окружающим», — говорит Сегата. Шутка состоит в том, что тестирование микробиома может использоваться для доказательства совместимости сожительствующих пар, но это маркетинговый трюк, а не научное обоснование.

Но на популяционном уровне это более законная область исследований, продолжает Сегата. В своих ранних работах он выявил «совершенно разный» микробиом кишечника у вестернизированных и невестернизированных популяций, причем последний отражает микробы, обнаруженные в древних мумиях возрастом от 5000 до 6000 лет.

«Суть в том, что если целое население ежедневно питается фастфудом и забывает о клетчатке, то микробы, питающиеся клетчаткой, живущие и размножающиеся на ней, исчезнут из популяции», — говорит Сегата. «И если они исчезнут из популяции, даже если вы самый здоровый человек в мире, у вас не будет источников для колонизации кишечника этими бактериями… [и] тогда их будет крайне сложно вернуть».

Клинические последствия

По словам Сегаты, хорошим первым шагом на популяционном уровне было бы культивирование, хранение и поддержание полезных кишечных бактерий, численность которых сокращается в западных странах. Также в сфере оздоровления и медицины существует большой интерес к тому, как изменить микробиом простым и воспроизводимым способом, например, с помощью пробиотиков и пребиотиков нового поколения, а также трансплантации фекальной микробиоты (ТФМ) — «самого экстремального способа использования передачи инфекции в медицинской практике».

«Нет никаких сомнений в том, что это «грубая процедура, но она работает», — говорит Сегата, — по крайней мере, для лечения рецидивирующих инфекций, вызванных Clostridioides difficile, у людей с ослабленным иммунитетом. Трансплантация фекальной микробиоты кардинально изменила ситуацию с инфекцией C. difficile, превратив её из часто смертельного, хронически рецидивирующего заболевания в заболевание, легко поддающееся лечению, и, вероятно, вскоре она станет применяться в клинической практике для лечения ряда других заболеваний».

Чтобы сделать трансплантацию фекальной микробиоты «менее неприятной», предпринимаются усилия по культивированию отдельных микроорганизмов в изоляции, а затем их объединению для имитации комменсальных микробных сообществ, добавляет он. Однако этой терапии не хватает стандартизированных, предсказуемых и универсально применимых показателей успеха, необходимых для широкого внедрения в качестве лечения многих заболеваний.

«Речь идет об определении компромисса между пользой и потенциальными проблемами, поскольку могут существовать заболевания, которые лишь на 10% связаны с микробиомом», — говорит Сегата. Вопрос в том, оправдывают ли преимущества лечения заболеваний, помимо инфекции Clostridium difficile, риски, учитывая отсутствие данных о долгосрочной безопасности и потенциальную возможность серьезных побочных реакций, если пациенты не находятся под медицинским наблюдением.

Источник: www.bio-itworld.com