В конце 1991 года шведского микробиолога Бенгта Бьоркстена охватило отчетливое ощущение дежавю. Он только что приехал в Тарту, старый университетский город Эстонии — балтийской страны, которая официально провозгласила независимость от разваливающегося Советского Союза в августе того года. До этого момента Эстония в какой-то мере была для Бьоркстена загадкой. Однако теперь, когда он прибыл туда, его поразила не принадлежность Эстонии к другому миру, а то, что она оказалась на удивление знакомой.

Город Тарту пробудил у Бьоркстена воспоминания о родном Хельсинки. Оба города на протяжении столетий находились под правлением Швеции, что нашло свое проявление в сходной архитектуре. Однако упадок, в котором находился город, напоминал столицу Финляндии полстолетия назад. Оккупированный нацистами, а затем разбомбленный во время войны Советами, к концу войны Хельсинки пребывал в жалком состоянии и представлял собой сплошные развалины. Разумеется, Тарту в последнее время никто не бомбил, но состояние города оставляло желать лучшего.

Именно эти различия заставили Бьоркстена уйти со своей должности в университетской клинике в шведском Линчёпинге и отправиться в Тарту. Когда железный занавес неожиданно упал, Бьоркстен ухватился за возможность принять участие в подготовке ученых в Эстонии. Эстонский язык для финнов — то же самое, что португальский для испанцев, поэтому язык не был серьезной проблемой. Бьоркстен собирался провести следующие несколько лет, обучая своих коллег в Тартуском университете тому, как составлять и анализировать наборы данных, а также правилам написания статей в научные журналы. Едва ли Бьоркстен догадывался, что Эстония навсегда изменит направление его исследований и предоставит важный фрагмент пестрой картины наблюдений, совокупность которых обозначается термином «гигиеническая гипотеза».

Подобно Эрике фон Мутиус, которая работала в это же время в Германии, Бьоркстен исходил из предположения, что относительно высокий уровень промышленного загрязнения в Эстонии усугубляет ситуацию с аллергическими заболеваниями. Он считал, что эстонцы в гораздо большей степени подвержены аллергии, чем шведы. Однако в ходе первого исследования (сравнительного исследования аллергического ландшафта) Бьоркстен обнаружил нечто противоположное. Оказалось, что аллергия есть у каждого третьего шведского ребенка. Напротив, в Эстонии она была только у каждого десятого ребенка. Распространенность аллергических заболеваний в странах, расположенных на разных берегах Балтийского моря, отличалась в три раза.

Бьоркстен подумал, что допустил ошибку. Однако, когда он узнал о результатах исследований фон Мутиус (аллергия менее распространена в более загрязненной и густонаселенной Восточной Германии), а также о наблюдениях Дэвида Стрэкана в отношении того, что в Великобритании старшие братья и сестры реже страдают сенной лихорадкой, это помогло ему понять, что он обнаружил один из вариантов этого же феномена. Эстонцы жили в более скученных условиях по сравнению со шведами: в эстонских домах приходилось в среднем по 1,5 человека на комнату, тогда как в Швеции — 0,9.

Однако если Стрэкан и фон Мутиус, эпидемиологи, изначально искали причины этой закономерности в инфекциях, Бьоркстен, будучи микробиологом, придерживался несколько иной концепции. Он собирался изучить бактерии, находящиеся внутри нас, — микробы, обитающие в желудочно-кишечном тракте человека.

Бьоркстен начал с общего сравнения младенцев в двух странах. Различия сразу же стали очевидными. У эстонских детей было больше лактобацилл, чем у их шведских ровесников. С другой стороны, шведские младенцы чаще были носителями патогена Clostridium difficile, который иногда вызывает диарею.

Этот вывод мог не иметь никакого значения, но один исторический факт наполнил его смыслом. С конца 50-х до 70-х годов ученые Западной Германии методично классифицировали кишечную микрофлору младенцев. Перечитав работы по этой теме, Бьоркстен понял, что микрофлора детей в современной Эстонии напоминает микрофлору немецких младенцев в 60-х годах. Самое важное наблюдение состояло в том, что с тех пор эта микрофлора существенно изменилась. За два десятка лет профилирования микробных сообществ у младенцев немецкие ученые обратили внимание на такое изменение: с течением времени кишечник младенцев колонизирует все меньше бифидобактерий. В связи с постепенным уменьшением их количества микрофлора немецких детей стала больше похожа на современную шведскую микрофлору. В какой-то момент этого переходного процесса усилилась эпидемия астмы и аллергии.

У бифидобактерий и лактобацилл сходные функции: обе группы бактерий вырабатывают молочную кислоту; считается, что они обе укрепляют здоровье; кроме того, бактерии обеих групп обитают не только в кишечнике человека, но и в кишечнике всех млекопитающих. Может ли несоответствие между шведской и эстонской микрофлорой объяснить различия в предрасположенности населения этих стран к развитию аллергических заболеваний?

Бьоркстен сравнил детей, страдающих аллергией, и детей, не подверженных развитию аллергии, в обеих странах. Если состав микрофлоры имеет значение, он должен был найти различия между группами, совпадающие с обнаруженными им различиями между странами. Как и следовало ожидать, в обеих странах у склонных к аллергии двухлетних детей оказалось меньше лактобацилл.

Рабочая гипотеза выглядела так: микрофлора с меньшим количеством лактобацилл и других ценных микробов вызывает предрасположенность к аллергии. По непонятным причинам вестернизация привела к сокращению количества этих жизненно важных микробов. Однако в Эстонии, которая почти полстолетия находилась за железным занавесом, сохранилась относительно устойчивая и здоровая микрофлора.

Данные о наследственной микрофлоре (а также о досовременных паттернах колонизации кишечника микрофлорой) поступали также из-за пределов Европы. Подобно эстонским детям, эфиопские новорожденные были носителями большего количества лактобацилл, чем шведы. А в Пакистане, еще одной стране с относительно низким уровнем распространенности аллергии в 90-х годах, на протяжении первого полугодия жизни младенцев колонизировали энтеробактерии в среднем 8,5 разных видов. Для сравнения: шведы на протяжении всей жизни были хозяевами одного или двух видов таких бактерий. (Неслучайно пакистанские новорожденные были также в большей степени подвержены диарее.)

Безусловно, Бьоркстен не мог быть уверен в том, что аллергия не меняет микрофлору и он видит результаты аллергии, а не ее причины. Для того чтобы исключить такую возможность, он организовал проспективное исследование, в ходе которого наблюдал за детьми в Швеции и Эстонии с момента их рождения. Бьоркстен периодически брал пробы кала, чтобы определить, какие микробы колонизируют кишечник этих детей и когда. Через два года он обнаружил, что у тех детей из обеих стран, кишечник которых реже заселяли энтерококки на протяжении первого месяца и бифидобактерии на протяжении первого года жизни, был более высокий риск развития аллергии в более позднем возрасте.

К этому времени другие группы исследователей сообщили о получении аналогичных результатов. У финских новорожденных, у которых впоследствии возникала аллергия, до появления аллергии было больше клостридий и меньше бифидобактерий. А то, какие именно бактерии первыми колонизировали кишечник ребенка, как будто задавало тон развитию иммунной системы. Например, ранняя колонизация бактериями Bacteroides fragilis усиливала выработку таких антител, как иммуноглобулин А, защищающих от аллергии.

Было не совсем понятно, почему человеческая микрофлора в странах бывшего Восточного блока настолько уникальна. В эстонских домах пыль содержала в два раза больше эндотоксина, чем в шведских, что свидетельствовало о большем количестве обитающих там бактерий. Однако если в Швеции повышенная подверженность воздействию эндотоксина защищала от аллергии, в Эстонии такой корреляции не было. С каким бы количеством эндотоксина ни контактировали эстонцы в своих домах, они в любом случае были меньше подвержены аллергическим заболеваниям. Что защищало их от аллергии?

Бьоркстен предположил, что определенную роль в этом сыграли разные методы производства продуктов питания. Шведы потребляли больше переработанной пищи. Их фрукты и овощи подвергались частичной стерилизации, необходимой для увеличения срока годности. Напротив, эстонцы ели продукты местного производства, поскольку других просто не было. В Швеции Бьоркстен мог покупать яблоки круглый год — их привозили издалека, даже из Тайваня. Он мог положить такие фрукты в кухонный шкаф, забыть о них, а через несколько недель найти их там в полной сохранности. С другой стороны, в Эстонии у Бьоркстена была возможность покупать только сезонные фрукты, причем их нужно было съесть за одну-две недели, в противном случае они могли сгнить. В Эстонии фрукты и овощи сохраняли свою естественную микрофлору. Прибавьте к этому обычай заквашивания овощей, который до сих пор практикуют в Эстонии, — и получите ряд возможностей для контактов с микробами, которых в Швеции больше не существует.

Бьоркстен считал, что постоянная подверженность воздействию большого разнообразия микробов, которую он обозначил термином «микробное давление», определяет развитие иммунной системы эстонцев и предотвращает развитие у них аллергических заболеваний. В своем естественном состоянии человеческая микрофлора существует в условиях своего рода «устойчивого хаоса». В этой микрофлоре появляются новые и исчезают старые штаммы бактерий. Однако микрофлора жителей Запада в значительной мере утратила такую динамичность. По словам другого ученого, она стала «аномально устойчивой». Бьоркстен сформулировал причины такого положения дел в виде гипотезы микробной депривации: вестернизация ограничила подверженность человека воздействию различных микробов, которые либо напрямую колонизируют кишечник, либо просто проходят через него. Именно истощение микробной среды стало причиной предрасположенности вестернизированного населения к развитию аллергических заболеваний.