Klimatické zmeny a antibiotická rezistencia – smrteľná kombinácia?

• Na infekcie spôsobené baktériami odolnými voči antibiotikám zomiera ročne až 1,27 milióna ľudí.
• V EÚ/EHP sa roku 2020 vyskytlo viac ako 800 000 infekcií spôsobených baktériami odolnými voči antibiotikám a približne 35 000 ľudí zomrelo v priamom dôsledku týchto infekcií.
• Ak bude tento trend pokračovať a neprijmú sa žiadne preventívne opatrenia, podľa niektorých predikcií môžeme do roku 2050 očakávať celosvetovo až 10 miliónov úmrtí ročne a AMR by sa mohla potenciálne stať hlavnou príčinou smrti vo svete.

V posledných desaťročiach sme svedkami rýchleho globálneho šírenia antimikrobiálnej rezistencie (AMR), kedy sa mikroorganizmy pôvodne citlivé voči antimikrobiálnym látkam stanú odolnými (rezistentnými). Antimikrobiálne látky sú látky široko používané na prevenciu a liečbu infekcií u ľudí, zvierat aj pri pestovaní plodín. Tento zastrešujúci pojem zahŕňa antibiotiká, antivirotiká, antimykotiká a antiparazitiká.

Zvlášť závažným problémom je šírenie baktérií rezistentných voči viacerým, či dokonca všetkým antibiotikám. Táto antibiotická multirezistencia až panrezistencia zásadným spôsobom limituje možnosti liečby a prispieva k morbidite a mortalite.  

Situácia je natoľko vážna, že WHO (Svetová zdravotnícka organizácia) vyhlásila antibiotickú rezistenciu za jednu z 10 najväčších globálnych hrozieb pre verejné zdravie, ktorým ľudstvo v súčasnosti čelí.

AMR je prirodzený jav, no výrazne mu pomáhame

Kľúčovú úlohu pri šírení antibiotickej rezistencie zohráva horizontálny prenos génov. Ten zahŕňa rôzne mechanizmy, kedy si bakteriálne bunky fyzicky odovzdajú genetický materiál (gény rezistencie).

Hoci je horizontálny prenos génov prirodzený evolučný jav, v prípade antibiotickej rezistencie sú hlavné hnacie sily jeho vývoja a šírenia umelé. Mnoho ľudských činností vytvára znečistenie, ktoré podporuje šírenie antibiotickej a všeobecne antimikrobiálnej rezistencie v životnom prostredí.

Hlavným problémom je zneužívanie a nadmerné používanie antimikrobiálnych látok. To sa týka humánnej medicíny aj neklinických sektorov, ako je napríklad poľnohospodárstvo či akvakultúra, kde sú objemy používania antibiotík dokonca štvornásobné ako u ľudí.

Ako súvisia klimatické zmeny s odolnosťou baktérií voči antibiotikám

Úroveň antibiotickej rezistencie často koreluje s úrovňou spotreby antibiotík. Jednoducho, čím viac antibiotík užívame, tým viac máme rezistentných baktérií.

Ako však naznačujú údaje z Európskej siete pre dohľad nad spotrebou antimikrobiálnych látok (ESAC) a zistenia viacerých štúdií, existujú aj krajiny s nízkou spotrebou antibiotík a vysokými hladinami antibiotickej rezistencie alebo naopak. To jasne dokumentuje, že na šírení mikroorganizmov odolných voči antibiotikám sa podieľajú aj iné faktory, vrátane menej predvídateľných, ako je napríklad klimatická kríza.

Myšlienka vzájomnej previazanosti medzi globálnym otepľovaním a šírením patogénov nie je nová. Je všeobecne známy fakt, že vyššia teplota znamená lepšie množenie baktérií. Problém je však oveľa komplikovanejší, ako by sa mohlo na prvý pohľad zdať.

Už dnes sme svedkami úplne nových, doteraz nevídaných spôsobov šírenia infekcií. Klimatické zmeny prinášajú extrémne poveternostné podmienky. Silnejšie búrky a častejšie záplavy predstavujú ideálne podmienky pre ľahšie šírenie infekcií, najmä tých, ktoré sa prenášajú vodou. Rozširujú sa tiež biotopy vektorov, ktoré umožňujú prienik patogénov do oblastí, kde boli predtým pod kontrolou, alebo sa tam dokonca nevyskytovali vôbec.

Ešte prekvapivejšie sú však zistenia, že nárast globálnej teploty by mohol zvyšovať aj pravdepodobnosť prenosu génov rezistencie. Inak povedané, trend otepľovania planéty so sebou prináša aj väčší počet mikroorganizmov odolných voči antimikrobiálnym látkam.

Nové aj takmer zabudnuté patogény opäť na scéne?

Globálne otepľovanie priamo ovplyvňuje nielen početnosť, prežitie a distribúciu patogénov, ale aj ich prenášačov. Dochádza tak k nezanedbateľnému posunu v interakciách medzi patogénmi a ľudským organizmom. Tento trend sa prejavuje zvýšeným výskytom tradičných aj menej tradičných ochorení, no znepokojivé sú najmä objavy úplne „nových” patogénov, ktoré sme doteraz nepoznali.

Cholera a vibriózy

Jedným z najvýraznejších príkladov klimaticky podmieneného zvýšeného výskytu patogénov sú vibriá, čo sú široko rozšírené baktérie obývajúce vodné ekosystémy na celej planéte. Rod Vibrio zahŕňa nielen pôvodcu cholery (Vibrio cholerae), ale aj ďalšie ne-cholerové patogénne druhy (najmä Vibrio vulnificus a Vibrio parahaemolyticus) zodpovedné za akútne hnačkové ochorenia a poškodenia mäkkých tkanív (vibriózy).

Prevalencia chorôb spojených s rodom Vibrio sa v posledných desaťročiach v celosvetovom meradle zreteľne zvýšila. Rastúci počet štúdií dokumentuje významnú geografickú expanziu ne-cholerových vibrií smerom k pólom, čo sa dáva do súvisu s globálnym otepľovaním.

Znepokojujúci je aj aktuálny stav antibiotickej rezistencie v rode Vibrio. Podobne ako u mnohých iných druhov baktérií, aj v prípade vibrií sa stále častejšie deteguje multirezistencia na antibiotiká. Týka sa to nielen bakteriálnych izolátov z nemocničného prostredia, ale aj z prirodzených akvatických systémov, čo naznačuje nekontrolované šírenie antimikrobiálnej rezistencie v životnom prostredí. Šírenie patogénnych druhov Vibrio, vybavených arzenálom génov rezistencie voči antibiotikám prvej línie, môže byť v dohľadnej budúcnosti potenciálnym zdrojom epidémií chorôb s významnou chorobnosťou.

Tuberkulóza

Ďalším významným patogénom v kontexte zmeny klímy je Mycobacterium tuberculosis, pôvodca tuberkulózy (TBC).

Podľa WHO v roku 2022 na tuberkulózu ochorelo odhadom 10,6 milióna ľudí, z ktorých 1,3 milióna zomrelo. K väčšine úmrtí dochádza v krajinách s nízkymi a strednými príjmami (Juhovýchodná Ázia, Afrika, západný Pacifik). V krajinách EÚ/EHP je podľa monitorovacej správy WHO v porovnaní so zvyškom sveta relatívne nízky výskyt TBC, no stále na túto chorobu zomierajú tisíce ľudí ročne. Situácia je priaznivá aj na Slovensku a v Českej republike, keďže v oboch krajinách z dlhodobého hľadiska vykazuje počet ochorení na TBC trvalo klesajúci trend.

Aj keď je TBC liečiteľné ochorenie, celosvetovo patrí medzi 10 najčastejších príčin úmrtí. Jedným z hlavných dôvodov je vyvíjajúca sa multirezistencia na antibiotiká, čo ponecháva pacientom veľmi obmedzené možnosti liečby.

Dnes je tuberkulóza často vnímaná ako zabudnutá pandémia, no klimatické zmeny by to mohli zmeniť. Zvýšené teploty stimulujú rast baktérií, čím sa nielen zvyšuje pravdepodobnosť šírenia choroby, ale aj vzniku a šírenia rezistentných kmeňov. Priaznivé podmienky pre šírenie a prenos multirezistentnej tuberkulózy vytvára tiež migrácia obyvateľstva. Napríklad medzi utečencami a migrantmi je TBC významnou príčinou chorobnosti a úmrtnosti. Prílev utečencov a migrantov z krajín s vysokým zaťažením TBC predstavuje trvalú hrozbu pre ľudí žijúcich v prihraničných oblastiach a v dôsledku cestovania aj v ďalších častiach Európy. To zdôrazňuje potrebu implementovať a zlepšiť dohľad nad TBC.

Ochorenia prenášané vektormi

Choroby prenášané vektormi predstavujú viac ako 17 % všetkých infekčných chorôb a každoročne spôsobujú cez 700 000 úmrtí. Hlavnými hmyzími vektormi, ktoré sú ovplyvnené globálnym otepľovaním, sú komáre a kliešte, u ktorých sa pozoruje rozširovanie ich biotopov a väčšie prežívanie v dôsledku teplejších zím.

Šírenie nových vektormi prenášaných infekčných chorôb netreba podceňovať. Problémom nie je ani tak antimikrobiálna rezistencia ako fakt, že jeden vektor môže byť prenášačom niekoľkých desiatok rôznych druhov patogénov. Tými sú nielen baktérie, ale často rôzne vírusy a parazitické protozoa.

Napríklad komár tigrovaný (Aedes albopictus) je vektorom viac ako 22 rôznych vírusov, čo do našich zemepisných šírok prináša zvýšené riziko pôvodne tropických chorôb, ako sú horúčka dengue, západonílska horúčka, žltá zimnica, a iných. Podľa správy Európskeho centra pre prevenciu a kontrolu chorôb z februára 2023 sa tento komár tigrovaný už bežne vyskytuje v mnohých krajinách južnej Európy. V Českej republike bol prvýkrát zaznamenaný v roku 2018. Na Slovensku dokonca už v roku 2013, konkrétne  na východnom Slovensku v Košickej kotline.

Meniace sa klimatické podmienky prispievajú aj k šíreniu kliešťov. Dobre zdokumentovaná je expanzia kliešťov Ixodes ricinus, ktoré prenášajú najmä pôvodcov lymskej boreliózy a kliešťovej encefalitídy. Okrem toho bolo v Európe a Eurázii zaznamenané aj rozšírenie ďalšieho druhu kliešťa – Dermacentor reticulatus. Ten je prenášačom patogénov, ako sú vírus kliešťovej encefalitídy, vírus omskej hemoragickej horúčky, Rickettsia slovaca, Rickettsia raoultii, Anaplasma marginale či Babesia canis.

Bude ešte horšie?

AMR predstavuje významnú hrozbu pre globálne zdravie v dôsledku vyššej závažnosti ochorení, dlhotrvajúcej liečby, značného počtu úmrtí a vyšších nákladov na zdravotnú starostlivosť.

Na základe doterajšieho vývoja je viac než jasné, že zmena klímy prinesie nové infekčné choroby a zmení epidemiológiu mnohých existujúcich chorôb. Neustále pokroky vo vede a medicíne sú síce istým prísľubom zvládnutia nových mikrobiálnych hrozieb, no nemali by byť dôvodom na uspokojenie.

Napokon, mikróby svoju neuveriteľnú adaptabilitu dávno dokázali v priebehu svojej viac ako 3,5 miliardy rokov dlhej evolúcie. Boli prvými obyvateľmi našej Zeme a dokážu prežívať v prostrediach, ktoré sú z nášho pohľadu nezlučiteľné so životom. Príkladom sú vulkanické jazerá s obsahom kyseliny sírovej či prostredia s teplotami presahujúcimi 100 °C.

Práve ich schopnosť prispôsobiť sa vyšším teplotám je oprávneným dôvodom na obavy, že globálne otepľovanie si vyberie mikróby s vyššou toleranciou tepla. Ak sa tieto scenáre naplnia, medicína bude musieť čeliť novým infekčným chorobám, s ktorými nemá skúsenosti.

Dôkazom toho, že sa to už deje, je takmer súčasný výskyt novej patogénnej kvasinky Candida auris na troch kontinentoch, čo sa považuje za dôsledok globálneho otepľovania. Ďalším a bizarnejším príkladom je vypuknutie záhadnej epidémie za polárnym kruhom v roku 2016, ktorá si vyžiadala nielen životy stoviek sobov, ale aj dva ľudské. Ako ukázalo vyšetrovanie, jednalo sa o antrax a patogén pochádzal podľa všetkého z rozmrznutého permafrostu.