Sitkeät mikrobit – uusi tuleminen

VIRUKSIA, bakteereja, alkueläimiä, sieniä ja muita mikrobeja on luultavasti ollut niin kauan kuin maan päällä on ollut elämää. Nuo eliöistä yksinkertaisimmat ovat selviytyneet hämmästyttävän mukautuvuutensa ansiosta siellä, missä ei ole mitään muuta elämää. Niitä on yhtä hyvin valtamerten pohjien tulikuumissa lähteissä kuin arktisen alueen hyytävissä vesissä. Nyt nämä mikrobit ovat viemässä voiton tehokkaimmasta vastaiskusta, mihin niitä vastaan on ryhdytty – mikrobilääkkeistä.

Sata vuotta sitten tiedettiin, että jotkin mikrobit aiheuttavat sairauksia, mutta mikrobilääkkeet olivat tuiki tuntematon asia. Jos joku sairastui vakavaan tartuntatautiin, monilla lääkäreillä ei ollut tarjota juuri muuta kuin henkistä tukea. Potilaan immuunijärjestelmän piti selviytyä infektiosta omin voimin. Ellei se ollut tarpeeksi vahva, seuraukset olivat usein traagisia. Pienikin naarmu, jos siihen joutui mikrobi, johti hyvin usein kuolemaan.

Ensimmäisten turvallisten mikrobilääkkeiden – antibioottien – keksiminen merkitsi lääketieteessä vallankumousta. * Sulfalääkkeet 1930-luvulla sekä muun muassa penisilliini ja streptomysiini 1940-luvulla olivat alkuna kehitykselle, joka toi seuraavien vuosikymmenien aikana käyttöön lukemattomia uusia lääkkeitä. Antibioottiarsenaaliin kuului 1990-luvulle tultaessa jo noin 150 yhdistettä, jotka jaetaan 15 ryhmään.

Toivo tartuntatautien voitosta murenee

1950- ja 1960-luvulla jotkut alkoivat juhlia voittoa tartuntataudeista. Eräät mikrobiologit jopa uskoivat, että ne kuuluisivat  pian menneisyyteen. Vuonna 1969 Yhdysvaltain lääkintöhallituksen pääjohtaja ilmoitti kongressin edessä, että ihmiskunta voisi pian sulkea tartuntatautien kirjan. Vuonna 1972 nobelisti Macfarlane Burnet sekä David White kirjoittivat: ”Tartuntatautien tulevaisuus näyttää kaiken todennäköisyyden mukaan hyvin tylsältä.” Jotkut tosiaan ajattelivat, että nämä sairaudet voitaisiin hävittää lopullisesti.

Kun luultiin, että tartuntataudit oli oikeastaan jo voitettu, liiallinen itsevarmuus levisi laajalle. Muuan sairaanhoitaja, joka tiesi omasta kokemuksestaan, millainen pelottava uhka mikrobit olivat ennen antibiootteja, pani merkille, että jotkut nuoremmista hoitajista suhtautuivat leväperäisesti perushygieniaan. Kun hän muistutti heitä käsien pesemisestä, he tokaisivat: ”Ei hätää, meillähän on nykyään antibiootit.”

Riippuvuus antibiooteista ja niiden liikakäyttö ovat kuitenkin johtaneet tuhoisiin seurauksiin. Tartuntataudit ovat säilyneet. Lisäksi ne ovat lisääntyneet sellaisella vauhdilla, että niistä on tullut yleisin kuolinsyy maailmassa! Niiden leviämiseen ovat vaikuttaneet myös kaoottiset sodat, laajalle levinnyt vajaaravitsemus kehitysmaissa, puhtaan veden ja käymälöiden puute, nopea liikkuminen maasta toiseen ja maailmanlaajuinen ilmastonmuutos.

Bakteerien resistenssi

Tavallisten mikrobien hämmästyttävä sitkeys on osoittautunut suureksi ongelmaksi, jollaista ei osattu odottaa. Jälkikäteen voi kuitenkin nähdä, että mikrobien lääkeresistenssin kehittyminen oli odotettavissakin. Esimerkiksi hieman vastaavaa tapahtui, kun hyönteismyrkky * DDT otettiin käyttöön 1940-luvun puolivälissä. Tuolloin meijereissä iloittiin, kun DDT-ruiskutukset hävittivät kärpäset miltei kokonaan. Jokunen kärpänen kuitenkin säilyi, ja niiden jälkeläiset olivat vastustuskykyisiä DDT:lle. Pian ne lisääntyivät nopeasti, eikä DDT:stä ollut mitään apua.

Jo ennen DDT:n käyttöä ja ennen kuin penisilliini tuli myyntiin vuonna 1944, vahingolliset bakteerit antoivat merkkejä tehokkaasta puolustuskyvystään. Tämän havaitsi penisilliinin keksijä tri Alexander Fleming. Hän katseli laboratoriossaan, miten Staphylococcus aureus -märkäbakteerin solukalvot läpäisivät penisilliiniä sukupolvesta toiseen yhä huonommin.

Tämä sai Flemingin varoittamaan noin 60 vuotta sitten siitä, että vahingolliset bakteerit voivat muuttua potilaassa vastustuskykyisiksi penisilliinille. Jos annokset eivät tappaisi niitä riittävästi, niiden resistentit jälkeläiset lisääntyisivät. Silloin tauti uusiutuisi eikä penisilliini enää tehoaisi siihen.

Kirjassa The Antibiotic Paradox sanotaan: ”Flemingin ennustukset toteutuivat tuhoisammalla tavalla kuin hän itsekään olisi voinut aavistaa.” Saatiin nimittäin selville, että joissakin bakteerikannoissa geenit – DNA:ssa sijaitsevat toimintaohjeet – tuottavat entsyymejä, jotka tekevät penisilliinin  tehottomaksi. Sen johdosta pitkätkin penisilliinikuurit ovat usein hyödyttömiä. Havainto oli suuri järkytys.

Taistelussa tartuntatauteja vastaan lääketiede kehitteli jatkuvasti uusia antibiootteja 40-luvulta 70-luvun lopulle ja vielä jonkin verran 80- ja 90-luvulla. Ne tehosivat bakteereihin, jotka uhmasivat vanhempia lääkkeitä. Mutta muutamassa vuodessa ilmaantui bakteerikantoja, jotka olivat vastustuskykyisiä noille uusillekin lääkkeille.

On käynyt ilmi, että bakteerien resistenssi perustuu hämmästyttävän nerokkaisiin mekanismeihin. Bakteerit saattavat muuttaa solukalvonsa rakennetta pitääkseen antibiootit ulkopuolella, tai ne voivat muuttaa omaa kemiaansa, niin ettei antibiootti pysty tuhoamaan niitä. Toisaalta ne saattavat häätää antibiootin ulos heti kun se on tunkeutunut soluun tai yksinkertaisesti vain tehdä sen tehottomaksi hajottamalla sen.

Resistentit bakteerikannat ovat lisääntyneet ja levinneet sitä mukaa kuin antibioottien käyttö on kasvanut. Onko tilanne jo toivoton? Ei ainakaan useimmissa tapauksissa. Ellei yksi antibiootti tehoa johonkin infektioon, toinen yleensä tehoaa. Resistenssistä on ollut paljon harmia, mutta se on viime aikoihin asti pysynyt yleensä hallinnassa.

Monilääkeresistenssi

Tutkijat ovat havainneet kauhukseen, että bakteerit vaihtavat geenejä keskenään. Ensin arveltiin, että se onnistui vain samantyyppisten bakteerien kesken, mutta myöhemmin löydettiin täsmälleen samanlaisia resistenssigeenejä täysin erityyppisistä bakteereista. Geenejä vaihtamalla  erilaiset bakteerit ovat tulleet resistenteiksi monille tavallisille lääkkeille.

Aivan kuin tässä ei olisi ollut tarpeeksi, tutkimuksissa kävi 1990-luvulla ilmi, että jotkin bakteerit pystyvät muuttumaan resistenteiksi itsestään. Eräät niistä tulevat vastustuskykyisiksi monia teollisia ja luonnonantibiootteja kohtaan, vaikka ne ovat kosketuksissa vain yhteen antibioottiin.

Synkkä tulevaisuus

Suurin osa antibiooteista tehoaa edelleen useimpiin ihmisiin, mutta miten tehokkaita ne ovat tulevaisuudessa? Kirjassa The Antibiotic Paradox huomautetaan: ”Emme voi enää olettaa, että infektio hoituu ensimmäisellä antibiootilla.” Siinä jatketaan: ”Joissakin osissa maailmaa antibioottivarastot ovat rajalliset eivätkä mitkään käytettävissä olevista antibiooteista tehoa. – – Potilaat sairastuvat ja kuolevat tauteihin, joiden 50 vuotta sitten ennustettiin häviävän maan päältä kokonaan.”

Bakteerien lisäksi eräät muutkin mikrobit ovat tulleet resistenteiksi lääkkeille. Myös virukset sekä sienet ja eräät muut pienet loiset ovat osoittautuneet hämmästyttävän mukautuviksi ja tuottaneet kantoja, jotka uhkaavat tehdä tyhjäksi kaiken sen työn, mitä on tehty niitä tuhoavien lääkkeiden kehittelemiseksi ja valmistamiseksi.

Mitä siis on tehtävissä? Voidaanko resistenssi voittaa tai ainakin saada hallintaan? Miten antibioottien ja muiden mikrobilääkkeiden avulla saavutetut voitot saadaan säilymään maailmassa, jota tartuntataudit vaivaavat yhä enemmän?

[Alaviitteet]

[Tekstiruutu/Kuva s. 6]

Mitä ovat mikrobilääkkeet?

Lääkärin määräämät antibiootit kuuluvat mikrobilääkkeisiin. Nämä taas kuuluvat kemoterapiaan, jolla tarkoitetaan sairauksien hoitoa kemiallisin menetelmin valmistetuilla lääkeaineilla. Nimitystä kemoterapia käytetään usein syövän hoidon yhteydessä, mutta alun perin se on viitannut – ja viittaa edelleen – tartuntatautien hoitoon.

Mikrobit eli mikro-organismit ovat pieneliöitä, jotka voi nähdä vain mikroskoopilla. Mikrobilääkkeet toimivat tauteja aiheuttavia mikrobeja vastaan. Ne voivat kuitenkin valitettavasti toimia myös hyödyllisiä mikrobeja vastaan.

Selman Waksman, streptomysiinin keksijä, käytti vuonna 1941 termiä ”antibiootti” bakteerilääkkeistä, jotka ovat toisten mikrobien tuottamia. Antibiootit ja muut mikrobilääkkeet ovat arvokkaita niin sanotun selektiivisen toksisuuden eli valikoivan myrkkyvaikutuksen vuoksi: ne voivat myrkyttää mikrobeja myrkyttämättä vakavasti elimistöä.

Kaikki antibiootit ovat silti ainakin jossain määrin myrkyllisiä elimistöllekin. Lääkkeen terapeuttinen indeksi kuvaa turvallista eroa mikrobeihin tehoavan annoksen ja elimistölle vahingollisen annoksen välillä. Mitä suurempi indeksi, sitä turvallisempi lääkeaine; mitä pienempi indeksi, sitä vaarallisempi lääke. Antibioottisia aineita on löydetty tuhansia, mutta useimpia niistä ei voida hyödyntää lääketieteessä, koska ne ovat liian myrkyllisiä ihmisille tai eläimille.

Ensimmäinen luonnonantibiootti, jota voitiin käyttää sisäisesti, oli Penicillium notatum -sienen tuottama penisilliini. Sitä annettiin suonensisäisesti ensimmäisen kerran vuonna 1941. Vuonna 1943 maaperän Streptomyces griseus -bakteerista eristettiin streptomysiiniä. Aikaa myöten kehiteltiin lukemattomia antibiootteja, jotka joko johdetaan erilaisista eliöistä tai valmistetaan teollisesti. Bakteerit ovat kuitenkin tulleet monille antibiooteille vastustuskykyisiksi, ja tästä on muodostunut maailmanlaajuinen ongelma lääketieteen saralla.

[Kuva]

Maljan pohjalla näkyvä penisilliinikasvusto estää bakteerien kasvun

[Lähdemerkintä]

Christine L. Case/Skyline College

[Tekstiruutu/Kuvat s. 7]

Erilaisia mikrobeja

Virukset ovat mikrobeista pienimpiä. Ne aiheuttavat tavallisia sairauksia, kuten vilustumistauteja, nuhakuumetta ja kurkkukipua, sekä erittäin vakavia tauteja, kuten poliota, Ebola-kuumetta ja aidsia.

Bakteerit ovat yksinkertaisia yksisoluisia eliöitä, joilta puuttuu tuma ja joilla on yleensä vain yksi kromosomi. Niitä on elimistössämme biljoonia, enimmäkseen ruoansulatuskanavassa. Niitä tarvitaan ruoansulatuksessa, ja ne ovat myös veren hyytymiselle välttämättömän K-vitamiinin ensisijainen lähde.

Noin 4600 tunnetusta bakteerilajista ainoastaan noin 300 on patogeeneja eli taudinaiheuttajia. Ne aiheuttavat kuitenkin monenlaisia tauteja kasveille, eläimille ja ihmisille. Ihmisillä bakteeriperäisiä tauteja ovat muun muassa tuberkuloosi, kolera, kurkkumätä, pernarutto, karies, eräät keuhkokuumeet sekä useat sukupuolitaudit.

Alkueläimet ovat bakteerien tavoin yksisoluisia, mutta niillä saattaa olla useampi kuin yksi tuma. Niihin kuuluvat amebat ja trypanosoomat sekä malarialoisio. Noin kolmannes nykyään elävistä alkueläimistä on loisia (noin 10000 lajia), mutta vain muutama laji aiheuttaa tauteja ihmisille.

Sienetkin voivat aiheuttaa sairauksia. Niillä on tuma, ja ne muodostavat rihmastoja. Yleisimpiä sienitauteja ovat silsa, varsinkin jalkaterässä, ja hiivasienitauti. Vakavat sienitaudit tarttuvat yleensä vain niihin, joiden puolustuskyky on heikentynyt vajaaravitsemuksen, syövän, lääkityksen tai virusinfektioiden vuoksi.

[Kuvat]

Ebola-virus

”Staphylococcus aureus” -märkäbakteeri

”Giardia lamblia” -alkueläin

Silsasientä

[Lähdemerkinnät]

CDC/C. Goldsmith

CDC/Janice Carr

Dr. Arturo Gonzáles Robles, CINVESTAV, I.P.N. México

© Bristol Biomedical Image Archive, University of Bristol

[Kuva s. 4]

Penisilliinin keksijä Alexander Fleming