Anne Leonard (uprostřed) zkoumá na University of Exeter a na surfařích zatížení životního prostředí bakteriemi rezistentními na antibiotika.

Aby infekční veselosti nekončily smutně, pomáháme si antibiotiky. Používali je už Staří Číňané, Egypťané a Núbijci, ale k jejich masové konzumaci začalo docházet až po druhé světové válce. Dnes už se používají nejen k léčbě, ale i k prevenci. A nejen u lidí, ale i u zvířat. Aby veřejnost nenabyla dojmu, že se kompetentním orgánům masovost jejich konzumace vymkla z rukou, volí se pro vzniklou situaci jemnější výraz - „nadužívání“. Ale ať už tomu budeme říkat  jakkoliv, vedlejším efektem požívání antibiotik je, že si řada patogenů vytváří vůči antibiotikům rezistenci a stávají se hrozbou. Na to, co dříve bývalo banální nemocí, na kterou stačilo brát deset dnů penicilin, mnohdy nezabírají ani ta nejnovější a syntetická antibiotika přezdívaná „poslední volba“.

Rezistence na antibiotika vzniká přirozenou selekcí mikrobů, a proto jejich nadměrné užívání tento proces urychluje a spolu s tím roste i spektrum nezdolných kmenů. Nejde o nic nového, stejně jako není nic nic nového na tom, že kdo odolné bakterie v sobě nosí, je také kolem sebe šíří. Pro zajímavost, jen samotná průjmová onemocnění jsou příčinou okolo 20 miliónů úmrtí ročně a toto číslo dlouhodobě neklesá, spíš roste. V případě bakterií střevního traktu se infekce ráda šíří i prostřednictvím exkrementů a kanalizace. To proto, že některým mikrobům nečiní problém projít čističkou odpadních vod až do řek. Zvláště to platí pro situace, kdy se proti nám spikne samo nebe, čističky přestanou „stíhat“, přetékají a hygienici pak už jen konstatují, že  E. Coli (jasná to známka přítomnosti výkalů) jsou i tam, kde být neměly.

U surfařů je třikrát větší pravděpodobnost, že ve svých střevech mají bakterie odolné na antibiotika. Foto: Jana Vlčková.

Escherichia Coli je součást přirozené mikroflóry našeho zažívacího ústrojí. Jde o tyčinkovitou bakterii, která je nám prospěšná. Produkuje například vitamín K a také řadu  látek, které nedovolují, aby se nám ve střevech rozmohly mnohem horší breberky.  Je to dobrý sluha, ale zlý pán, pokud se dostane jinam, než má – mimo střevo. Některé  kmeny jsou sice přátelské a neškodí, ale jsou na antibiotika odolné. A právě o ty se Leonardová zajímá. Když se zvrhnou v patogenní, nebo těm patogenním předají svou odolnost, máme mnohem vážnější problém, než že kvůli „faraonově“ či „Montezumově“ pomstě přijdeme o část dovolené. Mezi kamarády má Leonardová řadu vyznavačů vodních sportů, a tak pro ní bylo jednoduché začít  u nich zkoumat, jak moc jsou ohroženi rezistentními bakteriemi. Předpoklad byl, že si své zažívací trakty kontaminují při svých adrenalinových prožitcích v zamořených pobřežních vodách. Stejně tak Leonardová mohla volit i rybáře. Ale jejich zdraví nikoho moc nezajímá a hlavně jich je čím dál tím méně, za to surfařů a vyznavačů bodyboardigu jedni odhadují na 6,3 milionů, jiní na 20 milionů.

Cliff Kapono, surfař, vědec a vedoucí výzkumný pracovník projektu Surfer Biome, University of California, San Diego

U bakteriálních infekcí platí, že jedna vlaštovička jaro nedělá. Nemoc nad námi získává navrch teprve, až když se nám dostane jakési  nadprahové dávky bakterií, kterou imunitní systém už nezvládne. Tato hranice ale nejde dost dobře stanovit, protože není u každého stejná. A také se v čase mění podle toho, v jakém stavu se naše tělesná schránka zrovna nachází. Nicméně z pohledu statistiky mají všechny vodní aktivity jedno společné – E. Coli se při nich dostávají i tam, kde být nemají. U surfařů má být příčinou jejich kontaminace to, že si v průměru na jednu relaci loknou okolo 170 ml vody. To, co Leonardovou zajímalo ze všeho nejvíc, bylo, kolik v sobě a na sobě surfaři mají  bakterií odolných na antibiotika. To pro ní představovalo cestovat s vatovými tyčinkami, seznamovat se surfaři a kdykoli byli svolní, provést jim stěry a výtěry. Pak vzorky na suchém ledu dopravit do laboratoře a z DNA podle sekvencí vyčíst, co z kterého tělního otvoru testované osobě vychází. Aby to nevypadalo moc nechutně, hovoří se o testování mikrobiomu. Předpoklad se jí potvrdil. Na přítomnost rezistentních kmenů E. Coli na tom byli surfaři hůře, než vrstevníci, kteří si konzumaci zpěněných vln nedopřávají.

Media nyní přebírají interpretaci surfařských výzkumníků a z vodních sportů a pobytů u moře dělají velkého strašáka. Surfařský výzkum surfařů nabývá punc objektivního demografického studia, protože je podáván jako překračující rozdíly rasové, kulturní i geografické.  Tedy i patřičně důležitý, na který je prostředky vynakládat potřebné. To aby společnost věděla, co ze znečištěných  vln hrozí nám všem.

Zkusme udělat odbočku

Bakteriální buňka má chromozom a kromě něj část své DNA ještě ve formě plasmidů. Plasmidy (pro puristy jazyka českého dbajících na tradice plazmidy) jsou kratičké kruhové molekuly DNA schopné nést informaci pro tvorbu enzymů štěpících antibiotika. Jedna bakteriální buňka může nést i stovky plasmidů. Bakterie s nimi mezi sebou rády kšeftují. Procesu se říká konjugace.

Podíváme se na problém rezistence z pohledu suchozemců. Není to tak dávno, co mikrobiology překvapily obyčejné půdní bakterie. Ukázalo se, že i ony jsou odolné na antibiotika. A to i na polnostech, která leží ladem. I tam, bez našeho lidského přičinění, jsou mikrobi na antibiotika odolní. Půdoznalcům dokonce z testů vychází, že bakterie, o které nám v našem příběhu jde nejvíc (míněno ty ze střevního traktu), jsou co do odolávání antibiotikům, ve srovnání se svými  tělními kolegyňkami, žabaři. Jedním z těch, kteří to hlásají,  je Kanaďan Gerry Wright z McMasterovy university. Ke svému závěru dospěl zkoumáním stovek kmenů půdních mikrobů. Byl jedním z prvních, kterému vyšlo, že původci lidských nemocí jsou v likvidaci antibiotik nešikové. Náš problém s nimi by ale mohl nabýt mnohem horších rozměrů, pokud by se našim souputníkům podařilo osvojit si (převzít) geny odolnosti právě od půdních bakterií. Tedy od těch, které si rezistenci osvojily „samy od sebe“. Jinak řečeno, od těch, které s léky do styku nepřišly a u nichž nelze tvrdit, že to je lidským přičiněním. O půdních bakteriích Wright a jeho následovníci tvrdí, že jsou silně podceňovaným zdrojem toho, čemu se odborně říká horizontální přenos genů. Ony mají být tím, co nám v budoucnu předvede celou řadu ošklivých kousků.

Mezi ty, kteří u rezistence na antibiotika poukazují na to, že jde o složitější záležitost, než jak se interpretuje, patří i William Hanage z Harvardu. Ten je objevil  dokonce v bakteriích arktického permafrostu. Tedy i tam, kam lidská noha nepáchla. Postupně jsme tak museli vzít na vědomí, že s geny rezistence se můžeme dostat do kontaktu i při práci se vzorky odebranými třeba i v Nunavut, nejsevernějším teritoriu Kanady, místem izolovaném od kontaktu s vnějším světem tisíce let.  A co víc, že si tamní mikrobi nesou geny proti amikacinu - polosyntetickému antibiotiku, které bylo syntetizováno až v sedmdesátých létech minulého století. To se pochopitelně  stalo vodou na kreacionistický mlýn a zavdalo příčinu mnoha disputacím na téma jak je možné, že si mikrob vyvinul obranu proti něčemu, co jsme „stvořili“ až my. Zda v tom nemá prsty někdo, kdo dopředu věděl, na co má živou hmotu s předstihem připravit.

Ani zmíněný případ z Kanady není posledním překvapením, které nám půdní bakterie připravily. Zmrzlé seveřanky byly ostudně pokořeny jejich jižními mikrobiálními kolegyněmi. Kolektiv Hazela Bartoneho z univerzity v Akronu zkoumal jeskyni Lechuguilla v Novém Mexiku. Také ohlásil mikroby rezistentní na antibiotika. Dostalo se jim pojmenování  Paenibacillus sp. LC231. Na těch je zvláštní, že jsou z půdní vrstvy staré nikoli tisíce, ale miliony let.  I ony se ukázaly být natolik schopnými, že jim nečiní problém se vypořádat s dvaceti šesti ze čtyřiceti moderními antibiotiky.

Zprávy o nálezech rezistentních bakterií se množí jak houby po dešti i z branže patologů. Ti ze San Diega takové našli i ve střevním mikrobiomu indiánských mumií z jedenáctého století. Ačkoliv jejich nositelé s evropskou a ani asijskou kulturou do styku nepřišli, ve střevech měli mikroby odolné vůči fosfomycinu, chloramfenikolu, aminoglykosidu, quinolonu, tetracyklinu, vankomycinu a mnoha dalším, dnes používaným lékům.

K podobným závěrům dospěla i expedice, která v roce 2009 zkoumala Janomamy. Nikoli mumie, ale žijící příslušníky domorodého kmene z deštného pralesa severní Amazonie. Ti se za své exkrementy rovněž nemusí stydět. Oplývají šedesáti odlišnými geny rezistence na antibiotika. I taková, s kterými tato populace, žijící stále na úrovni doby kamenné, rovněž nemohla přijít do styku.

Andrew Morris, University of Toronto: "Resistence se objevuje především při vystavení bakterií antibiotikům. Čím déle jsou bakterie vystaveny jejich účinkům, tím větší je riziko vzniku rezistence. I když jde ze strany lékaře rozhodnutí o zkrácení léčby antibiotikem do značné míry intuitivní, pacient by neměl léčbu zkracovat sám, aniž by se s lékařem poradil.“  Citace převzata z rozhovoru pro (CBC).     Foto: UT.

Za těmito poznatky ale netřeba spatřovat něco mimořádného. V půdě vedle sebe žijí miriády plísní a miriády bakterií. Nejsou v bohulibém souručenství. Panuje mezi nimi neustálý boj na život a na smrt, v němž si jedna strana vyvíjí na protivníka stále nové chemické jedy. Protistrana na ně svým obranným mechanismem musí obratem reagovat. Bakterie už dávno přišly na to, že si nemusí vyvíjet obranu každá na vlastní pěst, ale že je výhodnější, když se ta, které se „protitah“ povede, předá poznatek jiným a bezúplatně. Tyto půjčky za oplátku praktikují prostřednictvím předávání plazmidů. Bakterie žijí v jakýchsi rybnících, které fungují jako dobře zásobené obří supermarkety. V případě potřeby si stačí ze stále čerstvé nabídky jen vybrat. V případě nepotřeby umí bakterie plasmid kdykoliv zase odložit. To, čemu někteří říkají jediný fungující komunismu, bakterie praktikují už miliony let, a proto nyní vědci nacházejí geny odolnosti všude a i proti tomu, co jsme vytvořili v laboratořích teprve nedávno. O čem si tvůrci nových léků nabubřele mysleli, že byli první, kdo nové antibiotikum objevil a obstavili ho patentovými právy. Zatím se ale vždy ukázalo, že stejnou (nebo hodně podobnou) zbraň si na své rivalky připravila už také nějaká plíseň. A že tento chemický atak ustála i nějaká z bakterií, a   jako památka na její vítězství koluje v bakteriálních populacích plasmid s návodem na syntézu příslušného destrukčního proteinu. Neustále probíhající evoluce v populacích o nepředstavitelných počtech jedinců, je příčinou toho, že se bakteriím daří překonat jak staronová nebezpečí, tak i ta, která jim připravíme našimi novými léky.

Naše představy o rezistenci si nejspíš budeme muset opravit ještě v jednom směru. Od doby Alexandra Fleminga se traduje, že je potřeba vybrat celou dávku antibiotik, bez ohledu na to, že se nám to často jeví zbytečné v léčbě pokračovat. Argumentuje se tím, že je potřeba vymýtit z našich těl původce choroby co nejdokonaleji. Právě tím prý bráníme vzniku rezistence mikrobů na antibiotika. Toto tradované přesvědčení vychází z poznámky, kterou nositel Nobelovy ceny (A. Fleming) kdysi dávno utrousil na adresu pacienta se streptokokovou infekcí, který neměl penicilínu dostatek a přenesl infekci na svou ženu, která následně zemřela. Stále více mikrobiologů se ale proti tvrzení, že dlouhodobějším braním antibiotik zabraňujeme vzniku rezistence, ohrazuje. Poukazují na to, že pro takové tvrzení argumenty neexistují. Uvádí to ve své zprávě Martin Llewely se svými kolegy z britských výzkumných pracovišť. Z jejich článku (vyšel v loňském roce v časopise BMJ) jsou to právě tyto zastaralé představy a stávající praxe, které, dobrým úmyslům navzdory, ve skutečnosti odolnost vůči antibiotikům zvyšují. Zmínění britští lékaři nejsou ve svém kacířství osamoceni. Přidávají se hlasy z Kanady i USA. Pro nás laiky by ale nebylo dobré, kdybychom z těchto několika vět nabyli dojmu, že zde nabádáme pacienty s tuberkulózou, aby přestali brát antibiotika, když se začnou cítit lépe. Kverulanští výzkumníci mají na mysli jiné případy. Z jejich studií například vyplynulo, že pacienti s nachlazením dostávají nevhodná antibiotika téměř v polovině návštěv u lékaře. Zvyk je železná košile, a tak si nejspíš na větší změny ve stávající praxi budeme muset ještě nějakou dobu počkat. Světová zdravotnická organizace již ale aktualizovala své pokyny věnované užívání antibiotik. Pasáž z listopadu 2015, nabádající nás k tomu, že i když se cítíme lépe, „dobráním předepsaných léků snižujeme riziko vzniku rezistence", už odstranila. Nahradila ji formulací nabádající k poradě s lékařem.

Závěr

Pokud na medializované výsledky surfařů pohlédneme z širšího hlediska, je  jejich pokřik poněkud farizejský. Třeba i proto, že koníček spočívající v máchání se v neprodyšném neoprénu, je na ekzémy a infekce všeho druhu jak dělaný. Léčba antibiotiky se jich týká mnohem více, než třeba těch, co si jdou zaplavat a pak oschnou, nebo se osuší. Interpretace výsledků surfařských výzkumných projektů, jakými jsou například americký „Surfer Biome“, britský „Beach Bums“, staví surfaře do pozice indikátorů špatného životního prostředí. Dělá to z nich obětní beránky, kteří doplácejí na nás, kteří jsme k životnímu prostředí nešetrní. Nejsou to ale spíš oni, kteří své infekční problémy řeší častěji než my pomocí antibiotik a rezistenci tak šíří mezi nás ostatní i mimo pláže? Nebylo by lepší grantové prostředky, čerpané na cestování po plážích a výzkum zdravotního stavu surfařů, využít třeba na vývoj nových antibiotik, nebo na řešení otázek ohledně zkrácení doby potřebné k užívání antibiotik, na zlepšení účinnosti čističek odpadních vod,...

Video: Surfer bums and antibiotic resistant bacteria

Literatura

Jose C. Clemente, et al.: The microbiome of uncontacted Amerindians, Science Advances  17 Vol. 1, no. 3, e1500183. DOI: 10.1126/sciadv.1500183

Tasha M. Santiago-Rodrigue, et al.: Gut Microbiome of an 11th Century A.D. Pre-Columbian Andean Mummy, PLOS ONE, 2015. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0138135

Martin J. Llewelyn a kol.: The antibiotic course has had its day. BMJ, 2017. Doi: 10.1136lbmj.j3418

Beach Bums: The results are in., Surfers Against Sewage, 14 January 2018.