Bolnik je v bolnišnico prispel s tako imenovano bakterijsko okužbo. Toda potem so se stvari obrnile veliko bolj resno: bolnik je razvil okužbo s telesnim prehranjevanjem, ki je na koncu zahtevala amputacijo obeh rok in obeh nog.
Kaj je povzročilo, da je okužba ušla izpod nadzora? Izkazalo se je, da ne gre za okužbo z eno samo vrsto bakterij, temveč za razmnoževanje štirih različnih sevov iste vrste.
Zdaj znanstveniki natančno vedo, kako ti bakterijski sevi delujejo skupaj, da razkrajajo tkiva v telesu, kot so poročali v novi raziskavi. Ugotovitve pa lahko vplivajo na zdravljenje tako imenovanih "polimikrobnih" okužb.
V nedavnem primeru je doktor Ashok Chopra, profesor mikrobiologije in imunologije na Medicinski veji Univerze v Teksasu, s svojimi sodelavci odkril štiri različne vrste iste bakterijske vrste, znane kot Aeromonas hydrophila, pri okuženem bolniku. Skupaj so mikrobi sprožili napad smrtonosnejši, kot bi ga lahko orkestriral vsak posamezen sev.
Študija, objavljena 11. novembra v reviji Proceedings of the National Academy of Sciences, kaže, da trije bakterijski sevi omogočajo četrtemu vstop v krvni obtok in odlaganje tkiva po telesu. A. hidrofila je redek vzrok okužb s prehranjevanjem s mesom, vendar je Chopra špekuliral o drugih bakterijah, ki jedo meso, kot je npr. E. coli, lahko uporabijo tudi podobno strategijo napada. Vendar bi bilo potrebno še več raziskav, da bi to pokazali, je dejal.
"Lahko bi različni strupi ... vendar imajo lahko med različnimi sevi podobne" navzkrižne pogovore "," je dejal Chopra. "Na koncu dneva vidim, da ima to veliko širše posledice v kliničnih okoljih."
Več mikrobov
Ko so okuženega bolnika sprejeli v bolnišnico, so zdravniki uporabili tradicionalno diagnostiko, da so ugotovili, kateri povzročitelj je kriv. Prepoznali so se A. hidrofila, mikrob, ki ga pogosto najdemo v sladkovodnem in bočatem okolju, od jezer do rek do pitne vode, poroča klinično referenčno mesto UpToDate. Po zaužitju lahko kalček povzroči drisko ali okuži mehka tkiva v telesu. Ampak ko A. hidrofila vstopi v odprto rano, lahko nastopi grozljiva bolezen, imenovana "nekrotizirajoči fasciitis".
Redka okužba hitro vstopi in ubije vezna tkiva po telesu, pri čemer je prizadeta oseba izpostavljena odpovedi organov in smrti, poroča Nacionalna organizacija za redke motnje. Okužbo, ki jo jedo meso, je treba hitro zdraviti z antibiotiki ali operativno, kot je bilo to pri pacientu v novi študiji. Na koncu bi samo štirimesečna amputacija lahko pacienta rešila pred divjanjem mikrobov.
Bolnikova prvotna diagnoza ni razkrila, zakaj je okužba prišla tako nenadoma in smrtonosno. Tradicionalni diagnostični testi prepoznajo različne vrste bakterij, ki temeljijo na beljakovinah in toksinih, ki jih bakterije proizvajajo, je pojasnil Chopra, zato je bil odtenek primera na začetku zamujen. "Toda če ste na ravni DNK ... je povsem druga zgodba," je dejal.
Chopra in njegovi soavtorji so v dveh prejšnjih študijah od pacienta izolirali bakterijske vzorce in analizirali ves genetski material, ki ga vsebujejo mikrobi. Analiza je pokazala, da so štirje različni bakterijski sevi, imenovani NF1 do 4, skupaj povzročili skoraj smrtno okužbo. Toda presenetljivo je, da pri mišjih modelih noben od štirih sevov ni sprožil smrtonosne okužbe. Da bi izvedeli, kako mikrobi medsebojno vplivajo, da bi povzročili resno okužbo, so avtorji posnemali DNK sevov bakterij in okužili modele mišk z več sevi hkrati. Znanstveniki so lahko s spreminjanjem DNK zarodkov zamenjali arzenal za uničevanje tkiv vsakega in ugotovili, s katerim orožjem je mešana okužba postala tako smrtonosna.
Izkazalo se je, da ima vsak bakterijski sev "različne arzenale, da vplivajo na gostitelja," je dejal Chopra.
Tri od štirih sevov, od NF2 do NF4, vsebujejo genetska navodila za proizvodnjo toksina, imenovanega eksotoksin A, ali ExoA, ki preprečuje, da bi okužene celice zgradile nove beljakovine. Ti trije sevi še vedno razgradijo mišično tkivo in dobijo dostop do krvnega obtoka, vendar imunski sistem patogen iz telesa hitro odstrani.
Nasprotno pa se zdi, da je zadnji od štirih sevov, NF1, manj izpostavljen imunskemu napadu, vendar ne more soočiti svojega ExoA. Če delate sami, ostane mikrob v veliki meri izoliran v bližini mesta okužbe, ki ga blokirajo stene mišičnega tkiva. Tu nastopi bakterijsko timsko delo. Ko več sevov A. hidrofila okužijo telo, sevi, ki proizvajajo ExoA, porušijo mišične ovire, kar omogoča NF1, da se spusti na divjad.
Zanimivo je, da trije drugi sevi ostanejo blizu mesta okužbe, medtem ko NF1 prevzame vodilno vlogo in se pretaka skozi krvni obtok. Avtorji so ugotovili, da NF1 dejansko proizvaja edinstven toksin, ki ubija ne samo tkiva v telesu, ampak tudi druge seve A. hidrofila; sam sev NF1 sam vsebuje protistrup za lastni domač strup.
Boljša diagnostika?
Po ugotovitvah Chopra lahko nove ugotovitve vplivajo na iskanje novih mikrobioloških diagnostičnih orodij. Ko zdravniki mislijo na mešane okužbe, običajno pomislijo na okužbe, ki jih povzročajo dve ali več popolnoma različnih bakterijskih vrst, je dejal. Toda trenutni primer kaže, da se lahko različni sevi iste vrste združijo, da povzročijo bolezen, in vsak sev je lahko ranljiv za različna zdravljenja z antibiotiki.
"Ko zdravimo z določenim antibiotikom, izločimo organizem iz telesa," je v izjavi zapisala soavtorica Rita Colwell, mikrobiologinja z univerze v Marylandu. "Ampak, če obstaja še en organizem, ki sodeluje pri okužbi in je tudi patogen, potem lahko vsako zdravljenje z antibiotiki, ki tudi ni usmerjeno na ta organizem, postane le temeljito, da lahko postane noro."
Čeprav se danes zelo redko uporablja za diagnosticiranje okužb, bi se genetska orodja nekoč lahko izkazala za koristna za karakterizacijo kompleksnih bakterijskih okužb, ki jih povzroča več kot en sev bakterij, je dejal Chopra.
Vendar se vsi ne strinjajo s to napovedjo.
"Ali menim, da bo spremenilo klinično zdravljenje nekrotizirajočega fasciitisa? Ni nujno," je za Live Science povedal dr. Amesh Adalja, zdravnik in strokovnjak za nalezljive bolezni z univerze Johns Hopkins v Baltimoru, ki ni bil vključen v raziskavo.
Ker nekrotizirajoči fasciitis deluje tako hitro, ko zdravniki določijo vsak sev, ki povzroča okužbo, je morda "prepozno, da bi kaj spremenili", je dejal Adalja. Prepoznavanje različnih sevov bi lahko pomagalo usmerjati zdravljenje blažjih A. hidrofila okužbe, pri katerih določena kombinacija bakterij lahko poslabša rezultat, je dejal. Vendar je te vrste mogoče opaziti le s "izpopolnjenimi genetskimi orodji", ki jih običajno ne najdemo v kliničnih okoljih.
Kljub temu pa raziskava razkriva načine, kako se lahko več bakterijskih sevov razširi po telesu, kar povzroči pustoš, je dejal Adalja. Zanimivo bi bilo raziskati, ali več običajnih bakterij uporablja iste strategije za širjenje okužbe v telesu, je dodal.
