Tropická horúčka Päť otázok o malárii - spektrum vedy
Tropická horúčka: päť otázok o malárii
Môžete ísť na dovolenku do Afriky alebo juhovýchodnej Ázie bez strachu z malárie? Iste, existujú proti tomu lieky, mnohí si myslia. Ale patogény sú čoraz odolnejšie. Čo to znamená pre ľudí v oblastiach s maláriou, pre dovolenkárov - a tiež pre nás v Európe?
Prečo je stále viac rezistentných patogénov?
Jednobunkový patogén malárie Plasmodium falciparum sa veľa naučil. Zhromažďuje zmeny vo svojom genóme, vďaka ktorým je čoraz menej náchylný na lieky proti tropickým chorobám. Napríklad kmeň KEL1/PLA1 má vo svojom repertoári najmenej dva typy mutácií, vďaka ktorým je necitlivý na látky dihydroartemizinín a piperachín. Rezistentný choroboplodný zárodok sa objavil po prvýkrát v západnej Kambodži, presne v tom istom roku, keď bola ako účinná látka proti malárii zvolená kombinácia týchto dvoch účinných látok. Pretože mu tieto lieky už nemohli ublížiť, kmeň sa rýchlo rozšíril a vytesnil ďalšie nerezistentné kmene Plasmodium falciparum. V genóme niektorých potomkov KEL1/PLA1 boli implementované ďalšie mutácie aj v treťom géne. Zjavne robia parazita ešte odolnejším a uľahčujú jeho šírenie do susedných krajín.
V niektorých regiónoch juhovýchodnej Ázie je dnes viac ako 80 percent cirkulujúcich kmeňov rezistentných na dihydroartemizinín a piperachín. Vyplýva to z rozsiahlej štúdie, v ktorej výskumný tím pod vedením Oliva Miotta z Mahidol University v Bangkoku skúmal vzorky od pacientov s maláriou v rokoch 2007 až 2018. Hodnoty sú extrémne, ale celkový obraz je tiež desivý: V posledných rokoch nedokázali bežné účinné látky vyliečiť takmer polovicu všetkých pacientov v Kambodži, Thajsku a Vietname. Vedci sa obávajú, že odolné parazity sa môžu šíriť aj mimo juhovýchodnej Ázie - napríklad v Afrike, kde je na celom svete najviac prípadov malárie.
„Dihydroartemizinín a piperachín sú v skutočnosti nešťastnou kombináciou,“ hovorí Benjamin Mordmüller z Eberhardovej univerzity v Tübingene. Ak sa u patogénu vyvinula rezistencia na rýchlo pôsobiaci derivát artemisinínu, zvyšuje sa tiež pravdepodobnosť rezistencie na piperachin. Zatiaľ čo dihydroartemizinín vytvára voľné radikály, a tak rýchlo, ale z krátkodobého hľadiska bojuje proti patogénu malárie, je piperachín nešpecifickejší, ale dlhodobejší. Šesťkruhová molekula „otravuje“ parazita zabránením jeho rozkladu škodlivých metabolických produktov. Lieky spolu parazita rýchlo zrazia na kolená.
„Dihydroartemizinín a piperachín sú skutočne nešťastnou kombináciou“ (Benjamin Mordmüller, tropický lekár na Eberhard Karls University v Tübingene)
Ak však táto látka zakryla svoje bielkoviny zmenami genetického plánu tak, že ich už účinná látka dihydroartemizinín nerozpozná, môže trvať dlho, kým ju samotný piperachín zabije. Patogény ako kmeň KEL1/PLA1 tvoria ešte menej toxických produktov rozkladu, ktoré vznikajú pri napadnutí parazitom našich krvných buniek. Pretože vďaka určitým mutáciám má obzvlášť efektívny metabolizmus. Alebo môže pomocou špeciálneho transportéra jednoducho transportovať ťažkopádny piperachín späť von. V prípade obzvlášť odolných derivátov KEL1/PLA1 sa tiež zmenil gén pre tento transportný proteín - a zjavne funguje lepšie. To však nie je dôvod na paniku, pretože teraz existujú lepšie alternatívy a účinnejšie kombinácie látok, hovorí Mordmüller.
Je malária problémom chudoby?
Opis malárie ako tropického ochorenia spôsobuje, že sa musíte nakaziť v džungli. Polovica svetovej populácie v skutočnosti žije v oblastiach s maláriou. Patrí do nej viac ako 100 krajín, najmä ľudnatých krajín Afriky, Ázie a Latinskej Ameriky. Je pravda, že počet infekcií a úmrtí za posledných niekoľko desaťročí významne poklesol. Za posledné tri roky však nedošlo k významnému pokroku v znižovaní prípadov malárie na celom svete, píše Súkromný tropický inštitút Dr. Gontard s odkazom na čísla, ktoré Svetová zdravotnícka organizácia (WHO) oznámila vo svojej „Správe o svetovej malárii“ za rok 2018.
Dôvod: Chorí ľudia si často nemôžu dovoliť potrebné lieky. Napríklad patogény v Afrike sú od 80. rokov odolné voči lacným tradičným antimalarikám, ako je chlorochín. Vznik rezistencie neznamená, že sa choroba nedá vyliečiť, vysvetľuje špecialista na tropickú medicínu Mordmüller. „Ak sa zistí včas, dá sa liečiť akákoľvek malária - je to v zásade skôr ekonomický ako biologický problém,“ hovorí.
V roku 2017 sa takmer 90 percent z viac ako 200 miliónov prípadov malárie vyskytlo v afrických krajinách. Mordmüller tvrdí, že väčšina úmrtí sa vyskytuje v oblastiach, kde nemá obyvateľstvo prístup k lekárskej starostlivosti. Je profesorom na Inštitúte tropickej medicíny a koordinuje štúdie o malárii, ktoré sa uskutočňujú s pomocou partnerských inštitúcií v afrických krajinách, ako je Gabon, ale aj v juhovýchodnej Ázii. „Malária je choroba, pri ktorej hrá hlavnú úlohu zdravotný systém a ekonomická situácia krajiny,“ uviedol Mordmüller.
WHO sa snaží podporovať postihnuté krajiny v boji proti tropickým chorobám. Už v roku 2016 organizácia identifikovala 21 krajín, o ktorých sa domnieva, že sa im podarí eradikáciu choroby do roku 2020. V roku 2018 už sedem krajín nehlásilo žiadne prípady malárie vrátane Iránu, Číny a Malajzie. Vo svojej aktuálnej správe o stave uvádza WHO „dobrý pokrok“. Chce však ešte viac: Do konca roku 2030 sa globálne prípady malárie a úmrtnosť majú znížiť najmenej o 90 percent.
„Malária je v zásade skôr ekonomický problém ako biologický problém“ (Benjamin Mordmüller, špecialista na tropickú medicínu na Eberhard Karls University v Tübingene)
Stratégie a lieky, ktoré na to poskytuje zdravotnícka organizácia, sú hradené hlavne z medzinárodného financovania a vládami. Zatiaľ čo postihnuté krajiny prispievajú menej ako tretinou prostriedkov, samotné USA poskytujú leví podiel: v roku 2017 to bolo viac ako miliarda dolárov. Ak to tak ale aj zostane, prostriedky nebudú stačiť na dosiahnutie dlhodobých cieľov WHO. . Od roku 2020 by na to potrebovala najmenej 6,6 miliárd dolárov ročne - to je viac ako dvakrát toľko, ako má v súčasnosti k dispozícii. Aby bolo možné čo najviac vykoreniť tropické choroby, museli by si všetci - aspoň tí, ktorí majú peniaze - siahnuť hlbšie do vrecka.
Choroba sa mohla rozšíriť aj v Nemecku?
Nachádza sa nielen v trópoch a subtrópoch - malária už bola pôvodom z Európy: až do začiatku 20. storočia sa opakovane vyskytovali horúčky. Pobrežia, močiare a rašeliniská boli obľúbeným miestom rozmnožovania komárov Anopheles, ktoré prenášajú túto chorobu na človeka. Odtok a vyrovnávanie riek okradli hmyz o ich stanovište a do veľkej miery obsahovali túto chorobu. Po druhej svetovej vojne sa však na Nemecko prevalila nová vlna malárie - vyvolaná infikovanými vojnovými navrátilcami a zničenými oblasťami, ktoré komárom ponúkli nový životný priestor. Až v roku 1974 bola malária v Európe oficiálne vyhlásená za eradikovanú.
Komár Anopheles vstrekuje parazit do ľudskej kože vo forme sporozoitu. Migruje z krvi do pečeňových buniek a reprodukuje sa tam nepohlavne. Potomstvo (merozoity) vstupuje do krvi a infikuje červené krvinky. Prebieha tam ďalšie kolo násobenia. Ďalej vznikajú merozoity, ale aj sexuálne formy parazitov - takzvané gametocyty. Keď červené krvinky prasknú, merozoity a gametocyty opäť vstupujú do krvi. Merozoity opäť infikujú červené krvinky. Krvnou múčkou komár Anopheles prijíma gametocyty, ktoré sa v ich črevách vyvinú do zrelých gamét. Ženské a mužské pohlavné bunky sa nakoniec pohlavne rozmnožujú a produkujú sporozoity, ktoré sa hromadia v slinných žľazách komárov a čakajú na nájdenie svojho ďalšieho hostiteľa.
Vďaka teplému podnebiu sa však komár Anopheles opäť rozširuje. Teoreticky mohla prenášať nielen miernejšiu maláriu tertiana, ktorá v tejto krajine kedysi zúrila, ale aj ťažkú tropickú maláriu. V trópoch túto prácu preberajú Anopheles gambiae a podobné druhy komárov, ako aj Anopheles funestus. V našich zemepisných šírkach je pre nich (stále) príliš chladno - rovnako ako patogén Plasmodium falciparum.
Cestovatelia a prisťahovalci si však môžu so sebou vziať tropické baktérie - a tiež komáre. Podľa údajov z Inštitútu Roberta Kocha v posledných rokoch ochorelo na maláriu každý rok asi 500 až 600 ľudí v tejto krajine. Väčšina z nich trpela tropickými chorobami v Afrike, Ázii alebo Južnej Amerike. Ľudia sa však nakazia zriedka, kým nie sú v lietadle, na letisku alebo v bezprostrednej blízkosti importovaných, infekčných komárov - jeden potom hovorí o »letiskovej malárii«. Takéto prípady sa zvyčajne vyskytujú v krajinách južnej Európy, ako sú Grécko a Taliansko.
Ak komár Anopheles, pôvodom z Nemecka, obťažoval infikovaného dovolenkára, mohol by potom preniesť choroboplodný zárodok aj na ďalších ľudí a komáre? „To sa môže stať,“ hovorí Mordmüller. Naše komáre však nie sú účinnými vektormi pre parazita Plasmodium falciparum. Pravdepodobnosť, že sa choroba rozšíri v Európe a Nemecku, považuje za extrémne nízku. To by si vyžadovalo veľké množstvo infikovaných ľudí. „Maláriu je veľmi ľahké diagnostikovať a liečiť,“ vysvetľuje. V Nemecku je choroba povinná hlásiť. S infikovanými ľuďmi sa okamžite zaobchádza ako s hospitalizovanými - preruší sa tak prenosová cesta.
Navyše pri teplotách pod 28 stupňov Celzia v komároch potrebujú patogény 12 až 18 dní na to, aby sa vôbec stali infekčnými. Podľa doterajších výpočtov to pri 18 stupňoch Celzia trvá dokonca 56 dní. Naše komáre Anopheles nežijú tak dlho - zvyčajne zomierajú po dvoch až troch týždňoch. Ale zmena podnebia prospieva tropickým chorobám. Pri vyšších teplotách sa parazit a komár môžu lepšie množiť.
Len nedávno tím vedcov pod vedením Jessicy Waiteovej z Pensylvánskej štátnej univerzity dospel k záveru, že ešte nižšie teploty a jemnejšie zmeny, ako sa očakávalo, výrazne urýchľujú vývoj parazita Plasmodium falciparum. V časopise „Biology Letters“ vedci uviedli, že tropický komár Anopheles môže mať infekciu pri teplote 18 stupňov Celzia iba 31 dní. Ak sa oteplí o päť stupňov alebo ak teplota kolíše okolo tejto hodnoty - úplne bežnej v priebehu dňa i noci - trvá to podľa ich výsledkov iba okolo 26 dní. Waiteov tím vidí milióny ľudí v ohrození. „V priebehu zmeny podnebia môžu infekční komári preniesť parazita aj do vyšších oblastí ako doteraz.“
Mordmüller a bunkový biológ Tobias Spielmann z Inštitútu pre tropickú medicínu Bernharda Nochta však považujú šírenie tropického patogénu v Nemecku za nízke.
Naše cestovné lieky už čoskoro nebudú fungovať?
Vďaka profylaxii malárie v batožine alebo dokonca v krvi vám tropické ochorenie nemôže ublížiť, myslia si niektorí cestovatelia. Nemôžu sa však patogény stať rezistentnými aj na tieto lieky? Áno - a mnohé už sú.
Malarone, prvá voľba pre našu lekárničku, obsahuje účinné látky atovakvón a proguanil. Keďže jej patentová ochrana vypršala, liek už nie je taký drahý - ale pravdepodobne stále nie je cenovo dostupný pre najviac postihnuté krajiny. Tieto dve látky účinkujú rôznymi mechanizmami ako lieky, ktoré sa väčšinou používajú v juhovýchodnej Ázii. Ale stačí jedna bodová mutácia, aby bol parazit necitlivý na atovakvón.
To znie horšie, ako to je, pretože existujú aj dobré správy: Podľa Mordmüllera genetická zmena tiež znamená, že choroboplodné zárodky už nemôžu byť ďalej prenášané komármi. Metaštúdia z roku 2017 dospela k záveru, že kombinovaná liečba atovakvónom a proguanilom fungovala v 89 až 98 percentách prípadov malárie. Takže zjavne relatívne bezpečná vec.
Mordmüller súhlasí. Spolu so svojím tímom pracuje na modeli infekcie človeka spôsobenej maláriou. Chce vyvinúť metódy, ako horúčkovitú chorobu poraziť čo najskôr, alebo jej dokonca vopred zabrániť. Vo svojom laboratóriu v Tübingene infikuje zdravých dobrovoľníkov oslabenými patogénmi malárie. Paralelne s nimi im podáva lieky ako malarón, ktoré im umožňujú vyvinúť imunitu bez prepuknutia choroby. Prvá štúdia už priniesla sľubné výsledky, uvádza Mordmüller. Vedci chcú v budúcnosti optimalizovať liečebný režim a vyvinúť typ očkovania.
Čo môžete urobiť, aby ste sa ochránili pred chorobou pri cestách do zahraničia?
Rovnako ako pri iných cestovných chorobách, ani tu neexistuje komplexný bezstarostný balíček proti malárii. Napriek tomu odborníci každoročne vypracúvajú podrobné odporúčania na profylaxiu malárie v populárnych turistických cieľoch. Tento rok to prvýkrát publikovali v odbornom časopise »Flugmedizin Tropenmedizin Reisemedizin«. Pri cestách do oblastí s vysokým rizikom prenosu (najmä do subsaharskej Afriky) Nemecká spoločnosť pre tropickú medicínu a medzinárodné zdravie všeobecne odporúča prevenciu antimalarickými liekmi. To, či by sa mali brať pred začiatkom cesty alebo sa majú prepravovať iba preventívne, a brať ich v prípade podozrivých príznakov, závisí od oblasti cestovania a jednotlivých faktorov. Aby ste sa čo najlepšie ochránili pred tropickou horúčkou, mali by ste vždy vyhľadať radu lekára.
V zásade existujú dva spôsoby prevencie choroby: 1. Vyhýbajte sa bodnutiu hmyzom a 2. užívajte lieky proti malárii. Pretože v súčasnosti neexistuje očkovanie proti malárii. Výskumné tímy pracovali na kandidátovi menom RTS, S. Jeho vývoj však stále nie je dokončený. Do roku 2022 bude v rámci pilotného testu každoročne očkovaných touto látkou okolo 360 000 malých detí v Malawi, Ghane a Keni. V klinickej štúdii s približne 15 000 malými deťmi bola vakcína schopná zabrániť iba asi 30 percentám prípadov závažnej malárie. Okrem toho musí byť injekčne podaný deťom celkovo štyrikrát, aby sa dosiahol plný účinok - logistická a finančná výzva pre rozvojové krajiny. A aj keď vakcína funguje, musí sa kombinovať s ďalšími opatreniami, aby bola spoľahlivo chránená ľudí pred maláriou.