Mikroby „kolonizujące” wobec superbakterii: Jak zachowuje się oporność na antybiotyki

Oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe, w skrócie AMR, to coraz poważniejszy problem zdrowotny na świecie. Lekarze, naukowcy i eksperci ds. zdrowia publicznego biją na alarm, że niektóre z najbardziej niezawodnych antybiotyków na świecie stają się mniej skuteczne w walce z tak zwanymi „superbakteriami”.

Według naukowców, oporność na antybiotyki występuje, gdy bakterie, wirusy i pasożyty nie reagują już na leki, co powoduje pogorszenie stanu zdrowia ludzi i zwiększa ryzyko rozprzestrzeniania się infekcji. Światowa Organizacja Zdrowia (KTO).

„Oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe zagraża stuleciu postępu medycyny i może spowodować powrót do ery sprzed wynalezienia antybiotyków, w której infekcje, które dziś można leczyć, mogą stać się wyrokiem śmierci” – ostrzegał w tym miesiącu dyrektor generalny WHO dr Tedros Adhanom Ghebreyesus.

Uważa się, że AMR przyczynia się do milionów zgonów każdego roku i spowoduje zwiększone cierpienie, szczególnie w krajach o niskich i średnich dochodach, powiedziała WHO. Świat potrzebuje nowych rozwiązań, według ekspertów ds. zdrowia.

Dr Sylvia Omulo – doktor epidemiologii, która uzyskała tytuł doktora immunologii i chorób zakaźnych w College of Veterinary Medicine na Washington State University – zajmuje się badaniem AMR. Pracuje w ich kampusie w Nairobi w Kenii.

Od prawie 20 lat bada powiązania między ludźmi, zwierzętami i ich wspólnym środowiskiem, a także mikrobami żyjącymi w ich wnętrzu.

Omulo nie bada mikrobów, które nas zabijają. Bada te, które tego nie robią, ale może to dać nam wskazówki, jak lepiej zrozumieć złożone ekosystemy, które współistnieją z nami w naszych jelitach, nosach i na naszej skórze.

Nazywa te drobnoustroje „kolonizatorami” ze względu na sposób, w jaki rozprzestrzeniają się, często nieszkodliwie, wewnątrz organizmu człowieka i zwierząt.

Przyglądając się im, zidentyfikowała geny, które korelują z AMR; dlaczego niektórzy ludzie i niektóre zwierzęta są bardziej podatne na oporne drobnoustroje; i jak te cechy są rozłożone w społeczności i szpitalach. Zidentyfikowała czynniki środowiskowe i behawioralne, które mogą być kluczowe dla zrozumienia AMR.

Praca Omulo zaczyna się nie w szpitalu, ale w społeczności – w domach zbudowanych z błota i krytych blachą w największym slumsach Nairobi, Kiberze, oraz na farmach na brzegach Jeziora Wiktorii.

Al Jazeera rozmawiała z Omulo – jedną z nielicznych osób doradzających WHO w zakresie nowych kierunków badań nad opornością na środki przeciwdrobnoustrojowe – o badaniu oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe i postępach w walce z tym zjawiskiem.

Zespół dr Sylvii Omulo w Nairobi w Kenii [Courtesy of Sylvia Omulo]

Al Jazeera: Czy w obecnym podejściu nauki do badań nad opornością na środki przeciwdrobnoustrojowe występują pewne uprzedzenia?

Doktor Sylvia Omulo: Moją najszybszą odpowiedzią będzie: tak.

Tak, w tym sensie, że [the study of] AMR jest ściśle związany ze stosowaniem antybiotyków. Kiedy wszedłem w tę dziedzinę, przejrzałem artykuły na temat AMR w regionie Afryki Wschodniej i wiele artykułów twierdziło, że AMR jest tylko problemem stosowania antybiotyków.

Jak się okazało, większość tych prac opierała się jedynie na próbkach klinicznych; badano w nich pacjentów w szpitalach.

Ale jest problem: w tych badaniach bierzesz pod uwagę tylko najbardziej chorych pacjentów. Kiedy [you] badasz pacjentów w warunkach szpitalnych i znajdujesz bakterie oporne na antybiotyki, zakładasz, że stało się tak, ponieważ zostały nabyte w szpitalu.

Populacja [of sick patients in hospital] staje się stronniczy w tym sensie, że istnieje większe prawdopodobieństwo, że u danej populacji wystąpi szczep bakterii oporny na antybiotyki, niż u populacji, która nie stosowała antybiotyków [but that’s a correlation, not necessarily the cause].

Jeśli to jedyne dane, jakie badamy, istnieje błąd w klasyfikacji czynnika wywołującego oporność na antybiotyki: zakładamy, że jest to niewłaściwe stosowanie antybiotyków.

Bardzo niewiele badań analizuje oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe w kontekście społecznym, a właśnie na tym skupia się większość mojej pracy badawczej.

Uważam, że bardzo trudno jest prowadzić badania oparte na społecznościach w krajach globalnej Północy, w miejscach takich jak USA, ponieważ rekrutacja pacjentów ze społeczności jest [actually] bardzo trudne. W warunkach szpitalnych najprawdopodobniej okaże się, że nie chodzi nawet o pacjentów ambulatoryjnych – tych, którzy odwiedzają i wracają do domu – chodzi o pacjentów stacjonarnych [that researchers have access to].

Kiedy przyjdziesz do [Global] Południe, podejście jest inne. Próbujemy głównie z populacji lub osób, które po prostu odwiedzają placówki opieki zdrowotnej; rodzaj nauki tutaj jest bardzo skoncentrowany na zdrowiu publicznym.

Dokumenty medyczne
Książka zawierająca dokumentację medyczną, w tym historię leczenia i przepisywania leków, pacjenta w szpitalu dziecięcym Massey w Lagos [The Bureau of Investigative Journalism/BSAC/Damilola Onafuwa]

Al Jazeera: Czym są bakterie „kolonizujące” i czym różnią się od infekcji?

Doktor Omulo: AMR był przedstawiany przez ostatnie 10 lat, szczególnie w mediach, używając słowa „superbakteria”. Wyobrażamy sobie śmiertelne infekcje bakteryjne, które rozprzestrzeniają się szybko, bez żadnych środków zaradczych.

[We’re] nie patrząc na te bakterie. Nie, patrzymy na to, co nazywamy „kolonizatorami”.

Istnieje różnica między kolonizacją a infekcją. Są to bakterie, które ludzie przenoszą bez konieczności wykazywania objawów. Niektóre z tych kolonizujących bakterii są bardzo podobne do tych, które znajdujemy w szczepach szpitalnych.

Próbujemy zrozumieć, dlaczego ludzie mają bakterie oporne na antybiotyki w jelitach i nosie. Przyglądamy się E. coli i innym bakteriom z tej grupy oraz MRSA, gronkowcowi opornemu na metycylinę. [MRSA infections are common in hospital settings. They can spread quickly and cause complications. Untreated MRSA can be deadly.]

[When we study] W przypadku bakterii E. coli sprawdzamy, na jakie kombinacje antybiotyków bakteria jest odporna, a następnie jakie geny i czynniki przyczyniają się do oporności.

Al Jazeera: Jak ważne jest środowisko, w którym prowadzone są badania?

Doktor Omulo: Chciałem się dowiedzieć: Jeśli nie jesteś w szpitalu, ale jesteś nosicielem tych bakterii AMR, co się do tego przyczynia? Dlaczego [these microbes] wpisać pewne osoby, a inne nie?

Znalazłem trzy artykuły badań przeprowadzonych w innych krajach: Boliwii, Ekwadorze i Peru. Przyglądały się temu, co dzieje się w obrębie społeczności. Nie znaleziono istotnych powiązań między AMR a stosowaniem antybiotyków.

Przeniosłem więc pytanie do kontekstu kenijskiego i zapytałem, co może przyczyniać się do problemu tutaj. I jednym z problemów, które znalazłem, była sanitacja.

Tam, gdzie panują złe warunki sanitarne, ludzie spożywają [microbes]przenoszą je, pozbywają się ich i przekazują w obrębie tego samego środowiska.

Kibera
Kibera, slumsy w Nairobi, Kenia [Baz Ratner/Reuters]

Al Jazeera: Jak wygląda życie w Kiberze i dlaczego ta dzielnica slumsów jest dla Pana jako badacza wyjątkowo interesująca?

Doktor Omulo: Kibera okazała się doskonałym miejscem do przetestowania hipotezy, że warunki sanitarne odgrywają równie ważną, a może nawet ważniejszą rolę w cyklu transmisji oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe, co stosowanie antybiotyków.

W spisie z 2019 r. gęstość zaludnienia w Kiberze wynosiła 66 000 osób na kilometr kwadratowy. Jeśli pomyślisz o Nowym Jorku, którego gęstość zaludnienia wynosi 11 000 osób na kilometr kwadratowy, [Kibera] jest prawie [six] razy gęstsze. Więc ludzie żyją niemal jeden na drugim. Naprawdę nie ma sposobu, aby oddzielić się od chorego sąsiada, ponieważ mieszkacie bardzo blisko siebie.

W Kiberze wiele gospodarstw domowych ma około trzy metry na trzy metry i może pomieścić rodzinę do 11 osób. Myślę, że widziałem najwyżej 15 osób mieszkających w tym samym gospodarstwie domowym w jednym pokoju. Ale średnio jest to od pięciu do siedmiu osób.

A to są głównie domy blaszane, zbudowane z błota. Kilka ma podłogi z płytek, ale to mieszanka różnych materiałów budowlanych. Więc to nie jest zwykły, ustrukturyzowany dom, a to właśnie charakteryzuje nieformalne osiedla.

Warunki sanitarne są naprawdę kiepskie, ponieważ w wielu dzielnicach slumsów na całym świecie bardzo trudno jest mieć czyste, stałe systemy wodne i kanalizacyjne. Tego rodzaju środowisko naprawdę napędza transmisję, naprawdę napędza rozprzestrzenianie się nie tylko bakterii opornych, ale chorób w ogóle.

[In Kibera] Antybiotyki są tanie i powszechnie dostępne, a niektórzy sprzedawcy po prostu spacerują i je sprzedają.

I zasadniczo odkryliśmy, że kiedy zbieraliśmy próbki od ludzi, testowaliśmy ich wodę, testowaliśmy ich środowisko, znaleźliśmy wiele tych odpornych bakterii w środowisku. A kiedy testowaliśmy próbki gleby z tego obszaru, było w niej wiele odpornych bakterii.

Ogólnie rzecz biorąc, chcemy się dowiedzieć, co dzieje się w tej populacji ludzkiej i co może przyczynić się do wystąpienia oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe.

Al Jazeera: Co tam znalazłeś?

Doktor Omulo: W 2016 r., kiedy przeprowadziliśmy analizę około 200 gospodarstw domowych, które śledziliśmy co dwa tygodnie przez pięć miesięcy, nie znaleźliśmy żadnego związku między AMR a stosowaniem antybiotyków. Znaleźliśmy natomiast bezpośredni związek z czynnikami transmisji środowiskowej. Wygląda więc na to, że nawet jeśli stosowanie antybiotyków odgrywało rolę w AMR, złe warunki sanitarne w środowisku mogły nawet maskować rolę AMR. Kontekst jest ważny.

Wydaje się, że u danej osoby występują pewne czynniki genetyczne lub predyspozycje, które ją chronią lub sprawiają, że jest ona [more] podatne na infekcję tymi robakami. Więc jeśli jesteś skolonizowany przez [antimicrobe]- odporny na bakterie, istnieje większe prawdopodobieństwo, że zostaniesz zarażony [another antimicrobe]- odporny na owady.

Kibera
Mężczyzna w masce na twarzy w osiedlu Kibera w Nairobi [Thomas Mukoya/Reuters]

Al Jazeera: Jakie są najciekawsze odkrycia, których dokonałeś?

Doktor Omulo: Badałem dwa różne środowiska – slumsy Kibery i obszary wiejskie. [Omulo also collects samples from people who live in rural farms in Asembo, near Lake Victoria.]

Zadajemy pytania szeroko w obu środowiskach, ponieważ prowadziliśmy to samo badanie. Zapytaliśmy, jakie zwierzęta ludzie trzymają, aby spróbować zrozumieć, czy przyczynia się to do AMR.

Jeśli więc zgłosiłeś, że w Twoim gospodarstwie domowym znajduje się drób – kurczaki – a większość gospodarstw wiejskich zgłosiła, że ​​trzyma w domu jakiś rodzaj drobiu, odnotowano także wyższy wskaźnik AMR.

Samo to odkrycie nie było zaskakujące, ponieważ związek między transmisją AMR a hodowlą drobiu został udokumentowany w kilku innych badaniach.

Odkryliśmy jednak inną zależność: gospodarstwa domowe, które zgłosiły, że odwiedziły placówkę służby zdrowia, niezależnie od tego, czy było to spowodowane względami medycznymi, czy nie, były bardziej narażone na rozprzestrzenianie się bakterii AMR niż gospodarstwa domowe, które nie zgłosiły wizyty w placówce służby zdrowia.

Wygląda więc na to, że placówki służby zdrowia odgrywają pewną rolę. Ale nie jesteśmy pewni, jaką. Czy to, że będąc nosicielem tych zarazków, bardziej prawdopodobne jest, że trafisz do placówki służby zdrowia? Czy też kontakt z placówką służby zdrowia bardziej prawdopodobnie przyczynia się do przenoszenia zarazka? Więc teraz śledzimy te osoby, szczególnie matki i ich dzieci, przez rok. I co dwa tygodnie zbieramy próbki, ale zadajemy im również pytania dotyczące warunków sanitarnych wody, higieny, stosowania antybiotyków, narażenia zwierząt, między innymi i wszystkiego tego, aby spróbować zrozumieć, co poprzedza to drugie.

Próbujemy zapytać, czy kolonizacja [by non-lethal microbes] wpływa na twoje zdrowie w jakikolwiek sposób. Czy przyczynia się do większej liczby epizodów biegunki niż u kogoś, kto nie jest skolonizowany? Czy przyczynia się do większej liczby infekcji dróg oddechowych? W przypadku dzieci śledzimy kamienie milowe ich wzrostu, aby dowiedzieć się, czy dzieci, które są skolonizowane, mają mniejsze szanse na osiągnięcie lub nadążanie za kamieniami milowymi wzrostu w porównaniu z tymi, które nie są skolonizowane.

Próbujemy również zrozumieć proces kolonizacji. Czy ludzie pozostają kolonizowani przez cały czas, czy są kolonizowani w określonych momentach?

Ta faza badań jest naprawdę szczegółowa, obejmuje dużo więcej interakcji z tymi samymi ludźmi, aby spróbować zrozumieć, jak kolonizacja wpływa na ich codzienne czynności lub zdrowie.

Ogólnie rzecz biorąc, w warunkach społecznych czynniki wpływające na AMR znacznie różnią się od tych, które wpływają na AMR w warunkach szpitalnych.

Al Jazeera: Słyszeliśmy wiele o tym, że oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe stanowi pilne zagrożenie globalne. Organizacja Narodów Zjednoczonych omawia ten temat na Zgromadzenie OgólneCzy czujesz się częścią ogólnoświatowego ruchu na rzecz zrozumienia AMR?

Doktor Omulo: Byłem jednym z czterech Kenijczyków zaproszonych przez WHO do podjęcia próby ustalenia, jakie obszary badań nad opornością na środki przeciwdrobnoustrojowe powinny być przedmiotem zainteresowania w kontekście globalnym.

Myślę, że dużą rolą, jaką rodzaj naszej pracy wnosi do globalnego zrozumienia AMR, jest to, że nie możemy ignorować tego, co dzieje się w społeczności. Przed i po opuszczeniu szpitala ludzie pochodzą ze społeczności, a potem wracają. Więc wszystkie procesy, które tam zachodzą, przyczyniają się do tego, co widzisz w szpitalu.

Czy to oznacza, że ​​jeśli przestaniesz stosować antybiotyki, [AMR] zniknie? Absolutnie nie. Istnieje wiele badań, które pokazują, że AMR utrzymuje się w środowisku, lata po zaprzestaniu stosowania antybiotyków.

Dopóki więc nie zrozumiemy tego problemu, będziemy dotykać tylko jednej części słonia, nie zdając sobie sprawy, że słoń jest o wiele większym zwierzęciem, którego części mają inną fakturę.

Wywiad został zredagowany w celu zwiększenia przejrzystości i zwięzłości.

Zrodlo