И.И. Мечников писал: «…Многочисленные и разнообразные ассоциации микроорганизмов, населяющие пищеварительный тракт человека, в значительной степени определяют физическое и духовное здоровье…» (1908) [1]. Так великий ученый в своих работах, посвященных проблеме взаимовлияния макро- и микроорганизмов, на десятилетия вперед предопределил стратегические направления развития медицинской науки.
На протяжении ХХ в. воззрения на роль микроорганизмов претерпели кардинальные изменения: от исключительно негативного мнения, согласно которому совокупное воздействие токсинов бактерий пищеварительного тракта на организм человека вызывает старение, развитие многих заболеваний и в итоге сокращает продолжительность жизни, до резко позитивной позиции, согласно которой человек получает огромную пользу от совместного существования с микроорганизмами.
Ученые A. Nissle, И.И. Мечников, Л.Г. Перетц, Н.Ф. Гамалея, Г.Н. Габричевский проводили исследования по обнаружению и идентификации микроорганизмов в различных биотопах, а также начали изучение не только агрессивного, но и защитного влияния отдельных видов на организм человека и животных.
Начиная с 80-х гг. ХХ в. широкое использование методов культивирования облигатно-анаэробных бактерий и принципов гнотобиологии позволило прицельно изучать роль нормальной микрофлоры и ее отдельных представителей в поддержании гомеостаза человеческого организма, а также в возникновении некоторых патологических состояний (О.В. Чахава, А.О. Тамм, Б.А. Шендеров и др.). В дальнейшем изучение молекулярных и биохимических механизмов, управляющих связью микробиоты и организма-хозяина (И.В. Домарадский, В.Н. Бабин, А.В. Дубинин, О.Н. Минушкин, М.Д. Ардатская и др.), позволило констатировать масштаб той пользы, которую получает человек от симбиоза с микрофлорой, и выяснить возможные причины перехода от «благополучного сосуществования» к взаимной агрессии.
В последнее время в научно-исследовательской деятельности и клинической практике все большее применение находят разнообразные молекулярно-генетические технологии, способствующие получению комплексной объективной картины состояния различных физиологических систем организма человека и его симбиотической микробиоты, их потенциальных возможностей, что, в свою очередь, служит основой для разработки научно обоснованных подходов к снижению риска заболеваний, к достижению максимальной продолжительности и наивысшего качества жизни [2, 3].
По данным P.M. Valencia и соавт. (2017), 85% инвестиций в данной области нацелены на изучение роли микробиотического баланса в здоровье и питании. Изучаемые терапевтические направления включают: трансплантацию микробиома, пробиотики, пребиотики и контрабиотики (метабиотики), пути взаимодействия хозяин–микробиом, антибиотики новых поколений [4].
С учетом позиций современной микробиологии для обозначения микроорганизмов, обитающих в организме человека, приняты такие термины, как «микробиота», «микробиоценоз». Они являются более точными, так как позволяют говорить о микроорганизмах, не попадающих под определение «микрофлора» (вирусах, грибах, простейших и т.д.), но живущих в человеческом организме. Термин «микробиота» описывает совокупность микробиоценозов отдельных органов и систем организма человека, генетического материала и взаимоотношений внутри экологической ниши в определенный период на определенной географической территории [5, 6]. В свою очередь, микробиоценоз — это биологическое равновесие между человеческим организмом и микробиотой, сложившееся в результате эволюции. Геном микробиоты обозначается термином «микробиом», который используется для описания сущности микробных признаков (функций), кодируемых микробиотой [7]. В составе микробиома выделяют бактериом (совокупный генофонд бактерий), микобиом (совокупный генофонд грибковой флоры) и виром (совокупный генофонд вирусов) [8]. В целом микробиота описывается как единый организм, обладающий индивидуальными генетическими признаками.
За последние двадцать лет в рамках крупных международных и национальных проектов [Human Microbiome Project (США), MetaHIT (Европа), Научное сообщество по содействию клиническому изучению микробиома человека (Россия)] сделан ряд важнейших открытий в отношении состава, свойств микробиоты, а также эффектов, оказываемых микроорганизмами и продуктами их жизнедеятельности на организм человека, что принципиально изменило представления научного сообщества о биологии человека и человеческих болезнях. Теория одного микроорганизма утратила свою актуальность, что произвело поистине революцию в учении о микробиоте. Биоразнообразие — главный фактор, обеспечивающий устойчивость микробных сообществ в отношении различного рода экологических факторов, как абиотических, так и биотических, включая антропогенные. И для понимания патогенеза любого заболевания разница в соотношении количества и баланс разнообразных микроорганизмов стали важнее, чем появление отдельного патогенного микроба [9].
Новейшие исследования микробиоты ведутся с применением разнообразных так называемых «омик»-технологий, которые, в отличие от традиционных методов, основаны на применении современных технологических платформ (секвенирования нуклеиновых кислот, масс-спектрометрии, хроматографии, биоинформационного анализа и др.), что позволяет получать информацию об организме человека как о единой интегрированной системе. Для анализа получаемых данных используют современные методы статистической оценки, новейшие компьютерные программы с большой разрешающей способностью [3].