Патогенні грибки проти людства: як глобальне потепління стає невидимою епідемією XXI століття

Коли вийшов серіал “Останні з нас”, його сюжет про грибок, що перетворює людей на живих мерців, сприймали як страшну, але далеку від реальності фантазію. Минуло трохи часу, і світ почав дивитися на цю вигадку інакше. Звісно, ми ще не стоїмо на порозі зомбі-апокаліпсису, але смертельно небезпечні грибки дійсно починають свій повільний, тихий та впевнений наступ. Колишні мешканці тропіків, вони тепер освоюють нові широти. Глобальне потепління дало їм ключ до Європи, а медична система поки що не має чим відповісти. Ці мікроскопічні істоти адаптуються до температури людського тіла, розвивають стійкість до ліків і розповсюджується швидше, ніж ми встигаємо це помітити. Це не епідемія в класичному розумінні, а повільна, тиха експансія, яку ми довгий час ігнорували.

Грибкова карта світу: як потепління змінює біологічну рівновагу

Високі температури на планеті підняли з глибин ґрунтів і стін старого та, майже непомітного ворога — грибок,  що здатний спричинити серйозну загрозу для здоров’я мільйонів.  Aspergillus fumigatus, один із найпоширеніших грибкових патогенів, роками вважався загрозою для людей з ослабленим імунітетом. Він зустрічався у тропічних регіонах та у сільськогосподарських зонах. Але кліматичні зміни змінили правила гри. За результатами нового дослідження, проведеного за участі науковця Нормана ван Рейна з Манчестерського університету та фонду Wellcome Trust, ці грибки більше не обмежені географічно, а  впевнено просуваються на північ Європи, Азії та Америки. Причиною такого мандрування стало потепління.

Глобальне підвищення температури створює умови, в яких Aspergillus не просто виживає, а  почувається ідеально. Грибки типу Aspergillus розвиваються при температурі, близькій до температури людського тіла — 37°C. Тож, як тільки середовище навколо стає теплішим, пліснява отримує змогу швидше адаптуватися до організму людини. Вона інфікує легені, спричиняє інвазивні ураження дихальної системи та, в разі імунної слабкості пацієнта, може стати смертельною. За оцінками експертів, Aspergillus fumigatus здатен викликати інфекції з рівнем смертності до 88%, особливо у випадках, коли збудник набуває стійкості до лікування.

Вчені прогнозують, що до 2100 року, якщо викиди парникових газів залишатимуться на поточному рівні, ареал розповсюдження A. fumigatus може збільшитися ще на 77%, тобто на більшість території Європи. Це ставить під загрозу приблизно 9 млн людей на континенті. Ще один вид, Aspergillus flavus, який уражає зернові культури й овочі, може поширитися на 16% нових територій у північному Китаї, Скандинавії та навіть Алясці.

Грибки вже не обмежуються тільки природним середовищем. Дослідники вказують, що вони  здатні проникати у житлові приміщення, лікарні, офіси , тобто будь-де, де є тепло, волога й органічні матеріали. На думку ван Рейна, ми наближаємося до критичної точки, після якої подібні збудники закріпляться в людських середовищах остаточно. У зону найбільшого ризику потрапляють астматики, люди з хронічними захворюваннями, онкопацієнти, особи з ВІЛ, а також літні люди, з ослабленою імунною системою.

Ситуацію ускладнює стійкість грибків до протигрибкових препаратів. Як показали дослідження, надмірне й тривале використання ліків призвело до розвитку резистентності у низки патогенів. Одним із найвідоміших прикладів стала Candida auris — грибок, що набув стійкості практично до всіх основних протигрибкових засобів. За даними Центру з контролю та профілактики захворювань США, цей патоген викликає смертність до 53% і вже став причиною численних спалахів у лікарнях по всьому світу.

Всесвітня організація охорони здоров’я офіційно визнала грибкові інфекції серйозною глобальною загрозою. Вперше в історії вона створила список із 11 грибкових патогенів, які становлять найвищий ризик для здоров’я людини та вимагають пріоритетних досліджень. До категорії з найвищим рівнем загрози потрапили:

• Cryptococcus neoformans — збудник криптококозу, смертність якого коливається від 41% до 61%.
• Candida auris — інвазивний патоген, стійкий до багатьох препаратів, із показниками летальності 29–53%.
• Aspergillus fumigatus — цвілевий гриб, що викликає інвазивні інфекції зі смертністю до 88%.
• Candida albicans — збудник інвазивного кандидозу з летальністю до 50%.

Середній рівень загрози мають ще сім видів, включно з Histoplasma, Fusarium, Nakaseomyces glabrata, Mucorales. Кожен із них небезпечний для людей із порушеним імунітетом і може спричинити важкі, часом невиліковні, ураження.

Лікарі б’ють тривогу, адже щороку грибкові інфекції вбивають приблизно 1,7 млн людей  більше, ніж від малярії, і майже стільки ж, як від туберкульозу. Водночас, фінансування досліджень, розробка нових ліків і увага з боку суспільства значно нижчі, ніж у випадку вірусних або бактеріальних захворювань. За даними Національного центру біотехнологічної інформації, понад 150 млн людей щорічно страждають від важких грибкових інфекцій, але реальна кількість випадків може бути ще вищою через недостатню діагностику.

Як аграрна хімія створює суперпатогенів

Станом на сьогодні наукова спільнота дедалі частіше звертає увагу на стрімке зростання грибкових захворювань  як за кількістю випадків, так і за тяжкістю перебігу. Докторка Меган Ленардон, мікробіологиня та старша викладачка в Школі біотехнології та біомолекулярних наук Університету Нового Південного Уельсу, зауважує, що впродовж десятиліть грибкові патогени залишалися поза фокусом медичних досліджень. Попри це, різноманіття грибків і шляхів їхнього поширення давно потребує більшої уваги.  Докторка Ленардон спеціалізується на дослідженні клітинної та молекулярної біології Candida albicans, одного з чотирьох найнебезпечніших грибків за класифікацією ВООЗ.

Представники роду Candida можуть викликати як відносно легкі інфекції, наприклад молочницю, так і важкі інвазивні форми, небезпечні для життя. Як пояснює дослідниця, грибки цього типу особливо небезпечні для людей із ослабленим імунітетом. Уразливими залишаються онкопацієнти, люди з ВІЛ/СНІДом, ті, хто переніс трансплантацію органів, а також пацієнти реанімаційних відділень. У випадку системного ураження організму Candida albicans ризик смертельного наслідку може сягати 40%.

Іще одна непомітна загроза, яка зароджується на полях і в теплицях, може обернутись справжнім медичним кошмаром. Вчені з’ясували: надмірне використання протигрибкових засобів у сільському господарстві сприяє появі стійких до ліків штамів Aspergillus fumigatus, що зазвичай мешкає у гниючій рослинності та перегної. Команда під керівництвом Майкла Боттері з Манчестерського університету встановила, що штами, які вже набули стійкості до препаратів класу азолів, виявляють у п’ять разів вищу здатність чинити опір навіть новітнім лікам.

Саме азоли є основним класом протигрибкових засобів, але мутації, які виникають у грибків під тиском агрохімікатів, роблять їх дедалі менш ефективними. Ситуація ускладнюється ще більше, адже деякі з мутаційних форм уже демонструють резистентність до олорофіму  (перспективного препарату нового покоління, який мав стати проривом у лікуванні важких грибкових інфекцій –  ред.). Додатковий ризик створює новий фунгіцид іфлуфенохін, що використовується в сільському господарстві. Він діє на ті самі молекулярні мішені, що й олорофім, а отже  підштовхує грибки до перехресної стійкості.

Як наголошує мікробіолог Джоанна Роудс з Імперського коледжу Лондона, особливо небезпечні ті варіанти A. fumigatus, які не лише стійкі до ліків, але й мають підвищений рівень генетичних змін, адже вони мутують швидше, ніж наука встигає реагувати. Проблема вже вийшла за межі лабораторій. У деяких лікарнях світу до 10% усіх випадків інфекцій, викликаних Aspergillus fumigatus, спричиняють саме стійкі до азолів штами. За словами професора Джорджа Томпсона з Каліфорнійського університету, навіть такі новітні препарати, як олорофім і фосманогепікс, можуть виявитися безсилими, якщо грибки продовжуватимуть мутувати такими темпами.

Наразі Всесвітня організація охорони здоров’я б’є на сполох. Наростаюча стійкість грибкових інфекцій до медичних препаратів, яку частково провокує аграрна хімія, стала серйозною загрозою для системи охорони здоров’я. Подолання цієї проблеми вимагає негайного перегляду глобальних підходів: від регулювання використання фунгіцидів  до створення нових методів лікування, які зможуть випередити здатність грибків до еволюції.

Очевидно, що світу слід готуватися не лише до нових вірусів. У грибків немає публічного образу ворога, бо вони тихі, складні для виявлення, невидимі у повсякденному житті. Але якщо нинішня тенденція збережеться, саме вони можуть стати головною інфекційною проблемою ХХІ століття.

Тисячолітня боротьба людини з грибковими інфекціями за виживання

Грибкові інфекції супроводжують людство впродовж усього його існування. Вони належать до одних із найдавніших захворювань, із якими доводилося боротися без належного розуміння причин, без дієвих засобів лікування та в умовах, коли діагностика базувалася радше на спостереженнях, ніж на науці.

У давньому Єгипті, Греції та Римі вже існували описи хвороб, які сучасна медицина класифікує як грибкові. Йдеться, зокрема, про кандидоз порожнини рота, мікози шкіри, стригучий лишай, які зустрічалися досить часто, особливо в умовах поганої гігієни та тісного соціального життя. Гіппократ і Гален згадували про шкірні хвороби, що, ймовірно, були грибковими. Проте через обмежені знання про мікроорганізми ці хвороби пояснювалися дисбалансом тілесних соків, впливом поганої крові чи “млявості шкіри”. Терапія зводилася до обтирань оцтом, накладання мазей на основі рослин, ртуті, сірки чи навіть кровопускань.

У Середні віки ситуація не покращилася, а в багатьох аспектах навіть погіршилася. Християнська Європа, перебуваючи під сильним впливом церкви, дедалі більше зверталася до магічного мислення, уникаючи секцій тіл і занурення в мікросвіт. Грибкові хвороби залишалися поширеними, особливо серед селянства та ченців, які жили у вологих і тісних умовах. Описів грибкових інфекцій у середньовічних медичних трактатах збереглося небагато, але в працях арабських учених, таких як Авіценна, можна знайти точні згадки про симптоматику кандидозу, лишаю, мікозів нігтів. Його “Канон лікарської науки” залишався основою медичних знань Європи впродовж століть.

Тоді ж з’являються спроби відокремлювати хворих із виразками, висипами й гнильними ураженнями шкіри. Ці інфекції часто сприймалися як прокляття, кара за гріхи або вплив “злих духів”, тому багато хворих ставали жертвами маргіналізації. Грибкові ураження стоп або пахової області часто плутали з проказою, що призводило до вигнання пацієнтів із громад.

Варто також згадати окремий епізод середньовічної історії боротьби з грибками — ерготизм (отруєння споринієвим грибком Claviceps purpurea, який уражає зернові, зокрема жито – ред.). Уражене зерно ставало причиною масштабних отруєнь, відомих як “антонієв вогонь”, що спричиняли гангрену, судоми, марення й смерть. Найвідоміші епідемії сталися у Франції у 944 та 1039 роках, коли загинули тисячі селян. Оскільки природа ерготизму залишалася невідомою, лікування зводилося до молитов, паломництв до монастирів ордену святого Антонія й прикладення “святих реліквій”. Наукове пояснення з’явиться лише у XVIII столітті, коли з ерготаміну почнуть добувати ліки для акушерства.

Та все ж таки, поступово ситуація почала змінюватися. У пізньому Середньовіччі, з XIII–XIV століття, зростає роль медичних шкіл, зокрема в Салерно та Монпельє, де вивчаються праці арабських лікарів і проводяться перші системні спостереження. Хоча ще не йдеться про відкриття грибків як окремого класу організмів, змінюється підхід до симптомів і способів лікування. З’являються травники з систематичними описами рослин, придатних для зовнішнього застосування при “лишаях” і “виразках”. Грибкові ураження стоп, нігтів і волосистої частини голови дедалі частіше лікують дегтярними мазями, настоями шавлії, м’яти, сірчаними сумішами, проте без належного ефекту.

Та справжній прорив настав лише в Новий час. Відкриття мікроскопа в XVII столітті Антоні ван Левенгуком дало змогу вперше побачити дріжджові клітини. Проте лише у XIX столітті з роботами Роберта Коха, Луї Пастера, Давіда Грубера й Рудольфа Вірхова з’являється мікологія як розділ мікробіології. Відтоді стає зрозумілою природа мікозів, як інфекцій, спричинених окремими видами грибів, що мають складні цикли розвитку, часто стійкі до антисептиків і здатні довго зберігатися в організмі або середовищі.

Як бачимо, до XIX століття людство не мало ані знань про природу грибкових хвороб, ані ефективних засобів лікування. Грибки сприймалися як симптом або наслідок морального падіння, а самі хворі, як джерело прокляття. Лише після розвитку мікробіології та фармакології у XX столітті з’явилися дієві протигрибкові препарати — ністатин, клотримазол, флуконазол, які радикально змінили ситуацію. Історія доводить, що боротьба з небезпечними грибками може бути  прикладом того, наскільки довгим і болісним буває шлях до розуміння невидимого ворога. І хоча нині грибкові хвороби зазвичай вважаються не смертельними, реальність така, що при зниженому імунітеті, після трансплантацій або у ВІЛ-інфікованих осіб грибки досі можуть бути фатальними.

Отже, грибки повертають нас до тієї межі, де медицина стає повільнішою за еволюцію. Їхня здатність адаптуватися, мігрувати, закріплюватися в людському середовищі й перехоплювати ключі від молекулярної терапії ставить під сумнів наші уявлення про контроль над інфекційними ризиками. У цій грі немає швидких перемог, є лише затягнута боротьба за право встигнути першими.