A beteg úgy érkezett a kórházba, hogy úgy nézzen ki, mint egy előzetes bakteriális fertőzés. De aztán a dolgok sokkal komolyabbak lettek: A betegnek "húsevő" fertőzése alakult ki, amely végül mindkét kar és mindkét láb amputálását igényelte.
Mi okozta a fertőzés ellenőrizhetetlenségét? Kiderült, hogy nem egyfajta baktériumfertőzés, hanem egy faj négy különböző törzsének mashupja.
Egy új tanulmány szerint most a tudósok pontosan tudják, hogyan működnek együtt ezek a baktériumtörzsek a test szöveteinek megsemmisítésére. És a megállapításoknak kihatása lehet az úgynevezett "polimikrobiális" fertőzések kezelésére.
A közelmúltban Dr. Ashok Chopra, a Texasi Egyetem Orvosi Osztályának mikrobiológiai és immunológiai professzora és kollégái ugyanazon baktériumfaj négy különféle törzsét találták, Aeromonas hydrophila, a fertőzött betegben. A mikrobák együttesen halálosabb támadást indítottak, mint bármelyik törzs önmagában képes volna fellépni.
A Nemzeti Tudományos Akadémia folyóiratában november 11-én megjelent tanulmány arra utal, hogy a baktériumtörzsek közül három lehetővé teszi a negyediknek a véráramba kerülését, és hulladékot okoz a szövetekben az egész testben. A. hidrofila ritka oka a húsevő fertőzéseknek, ám Chopra azt feltételezte, hogy más húsevő baktériumok, például a E. coli, szintén alkalmazhat hasonló támadási stratégiát. Ennek bizonyításához azonban további kutatásokra lenne szükség.
"Különböző méreganyagok lehetnek ... de lehet, hogy hasonló" keresztbeszélgetésük "van a különböző törzsek között" - mondta Chopra. "A nap végén látom, hogy ennek sokkal szélesebb körű következményei vannak a klinikai körülmények között."
Több mikrob
Amikor a fertőzött beteget kórházba engedték, az orvosok a hagyományos diagnosztikát alkalmazták annak meghatározására, hogy melyik kórokozó hibás. Ők azonosították A. hidrofila, az UpToDate klinikai referenciahely szerint egy édesvízi és sós környezetben általában megtalálható mikrobát jelent, a tavaktól a folyókig az ivóvízig. Lenyelés esetén a csíra hasmenést okozhat, vagy megfertőzheti a test lágyszöveteit. De amikor A. hidrofila nyílt sebbe kerül, és „nekrotizáló fasciitisnek” nevezett szörnyű betegség léphet fel.
A ritka rendellenességekkel foglalkozó nemzeti szervezet szerint a ritka fertőzés gyorsan bejut és köti össze a kötőszöveteket az egész testben, így az érintett személy kiszolgáltatott lehet a szervi elégtelenségre és a halálra. A húsevő fertőzést gyorsan kell kezelni antibiotikumokkal vagy műtétekkel, ahogyan ez az új vizsgálatban a beteg esetében történt. Végül csak négyszeres amputáció mentheti meg a beteget a felrobbanó mikrobáktól.
A beteg kezdeti diagnózisa nem derítette fel, hogy a fertőzés miért vett ilyen hirtelen és halálos fordulatot. A hagyományos diagnosztikai tesztek különböző baktériumfajokat azonosítanak a baktériumok által termelt proteinek és toxinok alapján - magyarázta Chopra, így az eset árnyalata kezdetben hiányzott. "De ha a DNS szintjén ... ez egy teljesen más történet" - mondta.
Két korábbi vizsgálatban Chopra és társszerzői izoláltak baktériummintákat a betegtől és elemezték a mikrobák összes genetikai anyagát. Az elemzés feltárta a négy különálló baktériumtörzset, amelyeket NF1-től 4-ig neveznek, és amelyek együttesen a halálos kimenetelű fertőzést okozták. Figyelemre méltó azonban, hogy izolálva működve a négy törzs közül egyik sem váltott ki halálos fertőzést az egér modellekben. Annak megismerése érdekében, hogy a mikrobák hogyan hatnak egymásra, hogy súlyos fertőzést okozzanak, a szerzők egyszerre több törzskel megcsavarozták a baktériumtörzsek DNS-ét és a fertőzött egér modelleket. A csíra-DNS megváltoztatásával a tudósok kicserélhetik mindegyik szövetölő arzenálját, és meghatározhatják, mely fegyverek tették a kevert fertőzést oly halálossá.
Kiderült, hogy minden baktériumtörzsnek "különböző arzenálja van, hogy befolyásolja a gazdaszervezetet" - mondta Chopra.
A négy törzs közül három, az NF2 – NF4, genetikai utasításokat tartalmaz egy exotoxin A vagy ExoA nevű toxin előállításához, amely megakadályozza a fertőzött sejteket új fehérjék felépítésében. Önmagában ez a három törzs még mindig lebontja az izomszövetét és hozzáférést biztosít a véráramba, de az immunrendszer gyorsan eltávolítja a kórokozót a testből.
Ezzel szemben a négy törzs közül az utolsó, az NF1 kevésbé érzékeny az immunrohamra, de nem képes a saját ExoA-ját kialakítani. Ha önmagában dolgozik, a mikroba nagyrészt elszigetelten marad a fertőzés helyének közelében, az izomszövet falai be vannak zárva. Itt játszik szerepet a bakteriális csapatmunka. Ha több törzs van A. hidrofila megfertőzi a testet, az ExoA-termelő törzsek lebontják az izmos akadályokat, lehetővé téve az NF1-nek, hogy "húsevő" tombolást folytasson.
Érdekes, hogy a másik három törzs a fertőzés helyének közelében helyezkedik el, míg az NF1 átveszi a vezetést és átjut a véráramba. A szerzők úgy találták, hogy az NF1 valójában egy egyedi toxint termelő, amely nemcsak a test szöveteit, hanem a többi A. hidrofila; maga az NF1 törzs maga ellenzi a házi méreg elleni ellenanyagot.
Jobb diagnosztika?
Az új eredmények hatással lehetnek az új mikrobiológiai diagnosztikai eszközök keresésére - mondta Chopra. Amikor az orvosok vegyes fertőzésekre gondolnak, általában a két vagy több teljesen különálló baktériumfaj által okozott fertőzésekre gondolnak - mondta. De a jelenlegi eset azt mutatja, hogy ugyanazon faj különböző törzsei összekapcsolódhatnak és betegséget okozhatnak, és minden törzs érzékeny lehet a különféle antibiotikumos kezelésekre.
"Ha egy adott antibiotikummal kezeljük, akkor kiürítünk egy szervezetet a testből" - nyilatkozta Rita Colwell, a Marylandi Egyetem mikrobiológusa. "De ha van egy másik szervezet, amely részt vesz a fertőzésben, és amely szintén kórokozó, akkor minden olyan antibiotikus kezelés, amely nem célozza meg azt a szervezetet, egyszerűen megtisztítja a talajt, hogy őrültként nőjön fel."
Noha a genetikai eszközök manapság ritkán használják a fertőzések diagnosztizálására, hasznosnak bizonyulhatnak egynél több baktériumtípus által okozott összetett bakteriális fertőzések jellemzésében - mondta Chopra.
De nem mindenki ért egyet ezzel az előrejelzéssel.
"Gondolom, hogy megváltozik a nekrotizáló fasciitis klinikai kezelése? Nem feltétlenül" - mondta a Live Sciencenek Dr. Amesh Adalja, a Baltimore-i Johns Hopkins Egyetem orvosa és fertőző betegség szakértője, aki nem vett részt a vizsgálatban.
Mivel a nekrotizáló fasciitis olyan gyorsan reagál, mire az orvosok meghatározzák az egyes fertőzést okozó törzseket, "túl késő lehet, hogy megváltoztassuk" - mondta Adalja. A különféle törzsek azonosítása segíthet enyhébb kezelésben A. hidrofila fertőzések, ahol a baktériumok egy bizonyos kombinációja ronthatja a kimenetelt, mondta. De a jelenlegi állományban ezeket a törzseket csak olyan "kifinomult genetikai eszközökkel" lehet észlelni, amelyek általában nem találhatók klinikai körülmények között.
A kutatás mégis megvilágítja, hogy a baktériumtörzsek hogyan terjedhetnek el a testben, és pusztító pusztítást okozhatnak - mondta Adalja. Érdekes lenne megvizsgálni, hogy a gyakoribb baktériumok ugyanazon stratégiákat alkalmaznak-e a fertőzés terjesztésére a testben - tette hozzá.
