Attai uchovává v mrazáku E. coli, enterokoky a Pseudomonas – tři ze šesti patogenů, které společně způsobují většinu nemocničních infekcí. Aby zjistila, zda jsme se Strathdeem objevili něco užitečného, postaví neznámé fágy v našich vzorcích kalu proti těmto těžkým vahám bakteriálního světa. V laboratorním plášti, brýlích a rukavicích položila misku s rosolem bohatým na živiny na otočný stůl a pak ji procesem, který připomínal potírání pánve olejem, otáčela, aby rozprostřela vrstvu patogenní E. coli. Jinde byly naše vzorky nasávány přes filtr s póry dostatečně malými na to, aby odstranily všechny bakterie a ponechaly pouze fágy. Dříve kalná tekutina byla křišťálově čistá – vypadala dost dobře na to, aby se dala pít. „To ti nemůžu dovolit,“ řekl Attai a nervózně se zasmál. Dovolila mi však natáhnout vzorky fágů do injekční stříkačky a vystříknout sérii stejných kapek na bakteriální film.
Pokud by žádný z fágů, které jsme našli, nebyl schopen napadnout tyto konkrétní bakterie, patogenní mikrobi by nerušeně rostli dál. Pokud by však tekutina obsahovala jediný fág, který by byl vhodný pro tohoto konkrétního hostitele, tento fág by se navázal na buněčnou membránu bakterie a vložil by svůj genom do vnitřku naplněného tekutinou. Jakmile by se fág dostal do buňky E. coli, převzal by kontrolu, napodoboval a využíval vlastní signální dráhy bakterie, aby donutil buněčné zařízení na výrobu bílkovin začít místo toho tisknout jednu kopii genomu fága za druhou. Nakonec by se buňka E. coli natolik zaplnila kopiemi fága, že by praskla a uvolnila hordu fágů připravených napadnout další bakteriální buňku. Za den nebo dva bychom poznali, zda byl náš fág úspěšný, podle toho, že by se na tlusté vrstvě E. coli objevil kruh mrtvých mikrobů.
Na druhé straně kampusu U.C. San Diego od IPATH se nachází ordinace Saimy Aslamové, specialistky na transplantace, která se pravděpodobně stala vedoucím lékařem v oblasti fágové terapie ve Spojených státech, protože léčila deset pacientů a další čekají na vyřešení, a radila v řadě dalších případů po celé zemi. K fágům se dostala oklikou: transplantace vyžadují imunosupresi, takže její pacienti jsou náchylní k nemocničním infekcím, které jsou stále častěji rezistentní vůči antibiotikům.
V čekárně v den mé návštěvy seděl asi osmdesátiletý muž jménem Napoleon Del Fierro, vysloužilý elektrikář původem z Filipín, který sloužil u amerického námořnictva. Byl tam se svou ženou Violetou, bývalou zdravotní sestrou, a jejich synem Dinem, dětským zubařem. Zatímco si opíral hlavu do dlaní, aby usnul, a občas pomalu zamrkal a otevřel oči, jeho rodina a Aslam mi vyprávěli o jeho případu. Před několika lety, poté, co téměř deset let trpěl městnavým srdečním selháním, mu byla těsně pod hrudní kostí implantována pumpa, která měla převzít práci při cirkulaci krve v jeho těle. Téměř okamžitě se tato oblast infikovala bakterií Pseudomonas. „Pumpa je tak infikovaná, že rozežírá kost, a tak má několik děr, ze kterých neustále vytéká hnis,“ řekl Aslam. „Infekce tvoří na zařízení vrstvu slizu – říkáme jí biofilm – a jeho imunitní systém a antibiotika se k ní nemohou dostat.“ Pumpu nebylo možné vyměnit – del Fierro by nepřežil operaci, která by byla nutná k odstranění něčeho tak hluboko usazeného – a tak infekce jen doutnala, bakterie se mu slévaly do krevního oběhu a občas ho přiváděly do septického šoku.
Violeta četla o případu Toma Pattersona v časopise People; Napoleonova dcera Divina napsala jeden ze stovek prosebných e-mailů, které Strathdee běžně dostává a přeposílá Aslamovi. V době, kdy jsem se setkal s Del Fierrem, to byly čtyři měsíce, co podstoupil první kolo fágové terapie: chirurg ho otevřel, odstranil hnis a odumřelou tkáň a aplikoval fágy přímo do přístroje; pak dostával další dávky fágů v kombinaci s antibiotiky nitrožilně po dobu šesti týdnů. „Vypadal skvěle – všechno bylo v pořádku,“ řekl Aslam. „Opravdu jsem si myslel, že jsme jeho infekci vymýtili.“ Ale jakmile mu přestala podávat antibiotika, infekce se vrátila. Aslamová přiznala, že byla „velmi, velmi zklamaná“. Přesto rodině řekla, že se právě dozvěděla, že vědci objevili několik fágů, které jsou vysoce účinné proti jeho Pseudomonas, a že připravuje papíry, aby získala souhlas F.D.A. pro další kolo.
Později, když rodina odjela, mi Aslamová řekla, že se snažila udržet jejich i svá vlastní očekávání nízká. „Víte, je mu třiaosmdesát, má přístroj v srdci, má infekci velmi odolnou vůči lékům, už mu selhala jedna léčba,“ řekla. „Ale doufám, že ho to vyléčí. Chci ho vyléčit.“
Vzrušení, které vyvolávají úspěšné příběhy, jako je ten Pattersonův, je samo o sobě nakažlivé. Aslam však vysvětlil, že fágová terapie má ke standardní léčbě ještě daleko. Protože fágové koktejly jsou klasifikovány jako experimentální léky, každý pacient potřebuje výjimku od F.D.A. a schválení revizní komise toho kterého zdravotnického zařízení a zdravotní pojišťovny nehradí žádné náklady. Navzdory množství inspirativních případových studií nebyly dosud provedeny kvalitní klinické studie fágů, což je další krok k tomu, aby se mohly stát součástí standardní lékařské péče. „Je to úžasný příslib a máme několik skvělých výsledků,“ řekl Aslam. „Ale pokaždé, když to dělám, mám pocit, že mám deset dalších otázek – možná bych to měla udělat takhle nebo takhle?“
Obávala se, že dávka původně aplikovaná na Del Fierrovu srdeční pumpu nebyla dostatečně vysoká, ale výzkum, který by určil správnou dávku, zatím nebyl proveden. Je také možné, že biofilmy, jako byl ten na jeho přístroji, nejsou pro léčbu fágy vhodné. Jsou anaerobní a tvořené polysacharidy a někteří vědci se domnívají, že prostředí s velkým množstvím cukrů a bez kyslíku může způsobit, že fágy ztratí svou schopnost zabíjet a stanou se více „umírněnými“, koexistujícími v harmonii se svými bakteriálními hostiteli. Na druhou stranu se zdá, že laboratorní studie ukazují, že některé fágy uvolňují enzymy, které by jim mohly pomoci proniknout do biofilmů.
Jedním z cílů Strathdeeho a Schooleyho v rámci IPATH bylo provést první klinickou studii intravenózní fágové terapie, a to s pacienty s cystickou fibrózou. Doufají, že se jim podaří stanovit základní terapeutické principy: nejlepší dávku a nejlepší způsob jejího podávání; jak fágy interagují s bakteriálním hostitelem v lidském těle; jaké mohou být vedlejší účinky. Hlavní výzvou pro Schooleyho bylo zajištění dodávek fágů. „Mohli jsme s tím začít už před dvěma a půl lety, kdybychom měli zdroj fágů,“ řekl. Pandemie pokus ještě více zpozdila. Mezitím hrstka laboratoří a malých začínajících firem dobrovolně věnuje svůj čas a své knihovny fágů, aby Aslamovi a dalším pomohla léčit nemocné pacienty; najít instituci nebo společnost, která by byla ochotná a schopná investovat do základních klinických zkoušek potřebných k poznání, jak fágy fungují, bylo téměř nemožné.
Forest Rohwer, mikrobiální ekolog ze Státní univerzity v San Diegu, poukázal na zásadnější problém. V dynamickém ekosystému, ať už jde o korálový útes nebo naše tělo, jsou nepřátelé a přátelé spíše situační než statičtí. Fágové viry jsou totiž v první řadě zodpovědné za vznik většiny patogenních bakterií, a to díky své schopnosti přesouvat geny. Bakterie E. coli je obvykle neškodná, dokud nezíská geny virulence od invazního mírného fága. Epidemie cholery je jednak vyvolána fágy, jednak jimi zastavena: jeden druh fága daruje bakterii cholery gen virulence, což způsobí rozšíření jejího areálu, jen aby jiný druh unesl tyto nově zranitelné patogenní bakterie a vytvořil jejich kopie. Nemocní nebo zdraví lidé jsou jen vedlejším efektem. Ačkoli je Rohwer nadšen terapeutickými možnostmi fágů – jeho laboratoř purifikovala část koktejlu fágů Toma Pattersona – obává se, že naše ambice manipulovat celým ekosystémem v lidském těle mohou překročit naše schopnosti a že nechtěné důsledky mohou být stejně nežádoucí jako samotné patogenní bakterie. „Mohou vás bez problémů zabít,“ řekl. „Dostanete špatný fág a správnou bakterii a jste mrtví.“
Fágová terapie tak nadále zůstává butikovou záležitostí – jen několik pacientů, z nichž každý je léčen personalizovaným koktejlem fágů získaných z plesnivých lilků, žump a prasečích farem. Je to také „hit and miss“: fágy, které jsme se Strathdeem nasbírali v laguně Batiquitos, se bohužel ukázaly jako nevhodné pro infekci Josepha Bunevacze.
V polovině ledna začal Napoleon Del Fierro dostávat dvakrát denně injekce fágů přes port v paži. V jeho dávce byly čtyři fágy, všechny izolované ze zařízení na čištění odpadních vod poblíž Walter Reed Army Institute of Research, který léčbu připravoval. Když jsem ho koncem měsíce navštívil, spal po náročném ránu: dojedl snídani z ovesných vloček a poprvé po dvou týdnech se mu podařilo vstát z postele. „Seděl,“ řekla Violeta. „Doufám, že to je začátek.“ Seděli jsme spolu u jeho postele a Violeta mi vyprávěla, jak se seznámili, ještě v Manile; jeho bratr si po škole půjčil učebnice její sestry. Přišla sestra, a když mu přerovnávala přikrývky, aby ho pohodlněji uložila, sdělila nám dobrou zprávu, že právě přišly výsledky Del Fierrova posledního vzorku a ukázaly výrazně nižší hladinu Pseudomonas.
Desátého února lékařský tým rozhodl, že Del Fierro je natolik zdravý, že může pokračovat v léčbě z domova. Ale právě když měl být propuštěn, začal zvracet tmavohnědou tekutinu a jeho teplota prudce stoupla. Utrpěl krvácení do zažívacího traktu a tekutina z břicha se mu dostala do plic a způsobila aspirační zápal plic. Mezitím se v jeho krevním řečišti opět zvýšila hladina Pseudomonas. I když už nemohl mluvit, bylo jasné, že nyní trpí značnými bolestmi. Odpoledne 22. února se u jeho lůžka shromáždila rodina a byla mu vypnuta srdeční pumpa. O několik minut později zemřel.
Když jsem po pohřbu mluvil s Divinou, řekla mi, že stále věří v příslib fágové terapie. „Jen neměla šanci se uplatnit,“ řekla. „Stála proti ní tak velká překážka, v nádobě, která byla tak ohrožená. Jsem jen neskonale vděčná, že to vůbec zkusili.“ Aslama to však odradilo. „Je to už druhá infekce biofilmem Pseudomonas, kterou jsem léčila a kde byl výsledek opravdu obtížný,“ řekla. „Snažíme se pomoci všem, ale opravdu potřebujeme klinické studie, abychom zjistili, proč to v některých případech prostě nefunguje.“ Vědci z týmu IPATH začali analyzovat vzorky od Del Fierra, aby se pokusili pochopit, proč terapie selhala, ale tato práce je nyní pozastavena kvůli COVID-19.
Lepší zprávy přišly z Baylor College of Medicine, kde vědci izolovali fágy, které byly aktivní proti infekci E. coli Josepha Bunevacze. Když se jižní Kalifornie vynořila z pozdně jarních dešťů do oslnivého superkvětu, Filomena mi poslala textovou zprávu s fotografií páru, který se objímá na svahu pokrytém máky. Jak se ukázalo, epidemie koronaviru měla vše zpomalit, a než jeho léčbu schválil F.D.A., byl pozdní podzim. Tento měsíc by měl Bunevacz konečně začít s fágovou terapií. „Je to krásný život,“ řekl, když jsem se s ním setkal. „A rád bych si ho ještě trochu prodloužil.“ ♦
V dřívější verzi tohoto článku byl chybně uveden typ mikroskopu, který poprvé umožnil pozorování fágů, a instituce, která připravila fágovou léčbu Napoleona Del Fierra. Rovněž byl chybně uveden počet pacientů léčených fágovou terapií Saimy Aslamové.