Pacients slimnīcā ieradās ar baktēriju infekciju, kas izskatījās pēc rūpnīcas. Bet tad lietas kļuva daudz nopietnākas: pacientam attīstījās "miesas ēšanas" infekcija, kas galu galā prasīja abu roku un abu kāju amputāciju.
Kas izraisīja infekcijas nekontroli? Izrādījās, ka tā nav infekcija ar viena veida baktērijām, bet drīzāk četru dažādu vienas sugas celmu mashup.
Tagad zinātnieki precīzi zina, kā šie baktēriju celmi darbojas kopā, lai iznīcinātu ķermeņa audus, kā ziņots jaunā pētījumā. Rezultāti var ietekmēt šo tā saukto "polimikrobiālo" infekciju ārstēšanu.
Nesenā gadījumā Teksasas Universitātes Medicīnas filiāles mikrobioloģijas un imunoloģijas profesors Dr. Ashoks Chopra un viņa kolēģi atrada četrus atšķirīgus vienas un tās pašas baktēriju sugas celmus, kas pazīstami kā Aeromonas hidrofila, inficētajā pacientā. Kopā mikrobi uzsāka uzbrukumu, kas bija nāvējošāks, nekā jebkurš atsevišķs celms varēja noorganizēt atsevišķi.
Pētījums, kas publicēts 11. novembrī žurnālā Proceedings of the National Academy of Sciences, liek domāt, ka trīs baktēriju celmi ļauj ceturtajam iekļūt asinsritē un nodot atkritumus audiem visā ķermenī. A. hidrofila ir rets miesas ēšanas infekciju cēlonis, taču Chopra spekulēja, ka citas miesas ēšanas baktērijas, piemēram, E. coli, var izmantot arī līdzīgu uzbrukuma stratēģiju. Tomēr, lai to parādītu, būs vajadzīgi vairāk pētījumu, viņš teica.
"Tie varētu atšķirt dažādus toksīnus ... bet tiem var būt līdzīga" savstarpējā saruna "starp dažādiem celmiem," sacīja Chopra. "Dienas beigās es redzu, ka tam ir daudz plašāka ietekme uz klīnisko vidi."
Vairāki mikrobi
Kad inficētais pacients tika uzņemts slimnīcā, ārsti izmantoja tradicionālo diagnostiku, lai noteiktu, kurš patogēns ir vainīgs. Viņi identificēja A. hidrofila, mikrobs, kas parasti sastopams saldūdens un iesāļā vidē, no ezeriem līdz upēm līdz dzeramajam ūdenim, liecina klīniskās atsauces vietne UpToDate. Norijot, dīglis var izraisīt caureju vai inficēt ķermeņa mīkstos audus. Bet, kad A. hidrofila nonāk atvērtā brūcē, var rasties šausminoša slimība, ko sauc par "nekrotizējošu fascītu".
Retā infekcija ātri nonāk un iznīcina saistaudus visā ķermenī, atstājot skarto personu neaizsargātu pret orgānu mazspēju un nāvi, ziņo Nacionālā reti sastopamo slimību organizācija. Miesas ēšanas infekcija ātri jāārstē ar antibiotikām vai operācijām, kā tas bija pacienta gadījumā jaunajā pētījumā. Rezultātā tikai četrkārša amputācija varēja izglābt pacientu no trakojošajiem mikrobiem.
Sākotnējā pacienta diagnoze neatklāja, kāpēc infekcija uzņēma tik pēkšņu un nāvējošu pavērsienu. Tradicionālie diagnostikas testi identificē dažādas baktēriju sugas, pamatojoties uz olbaltumvielām un toksīniem, ko baktērijas ražo, skaidroja Chopra, tāpēc sākotnēji tika izlaista lietas nianse. "Bet, ja jūs DNS līmenī ... tas ir pavisam cits stāsts," viņš teica.
Divos iepriekšējos pētījumos Chopra un viņa līdzautori no pacienta izdalīja baktēriju paraugus un analizēja visu ģenētisko materiālu, kas atrodas mikrobos. Analīze atklāja četrus atšķirīgus baktēriju celmus, kurus dēvēja par NF1 līdz 4, kas kopā izraisīja gandrīz letālu infekciju. Bet ievērojams ir tas, ka, darbojoties izolēti, peles modeļos neviens no četriem celmiem neizraisīja nāvējošu infekciju. Lai uzzinātu, kā mikrobi mijiedarbojas, izraisot nopietnu infekciju, autori izveidoja baktēriju celmu DNS un inficēto peļu modeļus ar vairākiem celmiem vienlaikus. Izmainot baktēriju DNS, zinātnieki varēja apmainīt katra audu iznīcināšanas arsenālu un noteikt, kuri ieroči jaukto infekciju padarīja tik nāvējošu.
Izrādās, ka katram baktēriju celmam ir "atšķirīgi arsenāli, lai ietekmētu saimnieku", sacīja Chopra.
Trīs no četriem celmiem, no NF2 līdz NF4, satur ģenētiskas instrukcijas toksīna, ko sauc par eksotoksīnu A, vai ExoA ražošanai, kas neļauj inficētajām šūnām veidot jaunus proteīnus. Atsevišķi šie trīs celmi joprojām sadala muskuļu audus un iegūst piekļuvi asinsritē, bet imūnsistēma ātri izvada patogēnu no organisma.
Pretēji tam, pēdējais no četriem celmiem, NF1, šķiet mazāk neaizsargāts pret imūnsistēmas uzbrukumu, bet nespēj radīt savu ExoA. Strādājot vienam, mikrobs lielākoties paliek izolēts infekcijas vietas tuvumā, un to aizsprosto muskuļu audu sienas. Šeit spēlē baktēriju komandas darbu. Kad vairāki celmi A. hidrofila inficējot ķermeni, ExoA ražojošie celmi nojauc muskuļus ar šķēršļiem, ļaujot NF1 iet uz “miesas ēšanas” trakot.
Interesanti, ka trīs citi celmi atrodas infekcijas vietas tuvumā, bet NF1 uzņemas vadību un izplūst caur asinsriti. Autori atklāja, ka NF1 patiesībā rada unikālu toksīnu, kas nogalina ne tikai ķermeņa audus, bet arī citus A. hidrofila; pats NF1 celms pats satur antidotu pašmāju indēm.
Labāka diagnostika?
Jaunie atklājumi var ietekmēt jaunu mikrobu diagnostikas rīku meklēšanu, sacīja Chopra. Kad ārsti domā par jauktām infekcijām, viņi parasti domā par infekcijām, ko izraisa divas vai vairākas pilnīgi atšķirīgas baktēriju sugas, viņš teica. Bet pašreizējais gadījums parāda, ka dažādi vienas sugas celmi var arī apvienoties, lai izraisītu slimības, un katrs celms var būt jutīgs pret atšķirīgu ārstēšanu ar antibiotikām.
"Ārstējot ar noteikto antibiotiku, mēs izvadām organismu no ķermeņa," teikts Merilendas universitātes mikrobiologas līdzautores Ritas Kolvelas paziņojumā. "Bet, ja ir kāds cits organisms, kas piedalās infekcijā un ir arī patogēns, tad jebkura ārstēšana ar antibiotikām, kas nav paredzēta arī šim organismam, var vienkārši būt par labu augsnei tā augšanai kā traka."
Kaut arī ģenētiskie rīki mūsdienās reti tiek izmantoti infekciju diagnosticēšanai, kaut kad varētu izrādīties noderīgi, lai raksturotu sarežģītas baktēriju infekcijas, ko izraisa vairāk nekā viens baktēriju celms, sacīja Chopra.
Bet ne visi piekrīt šai prognozei.
"Vai es domāju, ka mainīsies nekrotizējošā fascīta klīniskā ārstēšana? Ne vienmēr," Live Science stāstīja doktors Amesh Adalja, ārsts un infekcijas slimību eksperts no Johns Hopkins University of Baltimore, kurš nebija iesaistīts pētījumā.
Tā kā nekrotizējošais fascīts darbojas tik ātri, līdz brīdim, kad ārsti precīzi nosaka katru infekciju izraisošo celmu, var būt "par vēlu kaut ko mainīt", sacīja Adalja. Dažādu celmu identificēšana varētu palīdzēt virzīties uz maigāku ārstēšanu A. hidrofila Viņš sacīja, ka infekcijas var izraisīt baktēriju kombināciju, kas var pasliktināt iznākumu. Bet pašreizējā stāvoklī šos celmus varēja pamanīt tikai ar "sarežģītiem ģenētiskiem instrumentiem", kas parasti nav sastopami klīniskajā vidē.
Tomēr pētījumā tiek noskaidroti veidi, kā vairāki baktēriju celmi var apvienoties, izplatoties ķermenī, postot postījumus, sacīja Adalja. Būtu interesanti izpētīt, vai biežāk sastopamās baktērijas izmanto tādas pašas stratēģijas infekcijas izplatīšanai organismā, viņš piebilda.
