Groźna pleśń atakuje płuca i żywność. Naukowcy ostrzegają przed nową falą zakażeń

Niewidzialne gołym okiem grzyby, które dotąd kojarzyły się głównie z rozkładem leśnej ściółki, stają się śmiertelnym zagrożeniem dla współczesnego człowieka. Dzisiejsza nauka bije na alarm: Aspergillus nie tylko niszczy nasze plony, ale coraz skuteczniej kolonizuje ludzkie płuca, wykazując przy tym przerażającą odporność na znane nam terapie. To splot zmian klimatycznych i intensywnej chemii rolniczej stworzył patogeny, z którymi medycyna zaczyna przegrywać walkę.

Coraz większa grupa niepozornych grzybów potrafi siać spustoszenie jednocześnie w ludzkich płucach, na polach uprawnych i w magazynach z żywnością.

Naukowcy alarmują, że zmiany klimatu, masowe stosowanie środków grzybobójczych i rosnąca liczba osób z osłabioną odpornością tworzą idealne warunki dla pleśni, które potrafią „zjadać” człowieka od środka i przełamywać działanie leków.

Grzyby, które zazwyczaj sprzątają naturę, zaczynają atakować ludzi

Każdego dnia wdychamy tysiące zarodników grzybów. Zwykle nic się nie dzieje – organizm je unieszkodliwia. Część z nich to pożyteczni „czyściciele” rozkładający martwe liście czy resztki roślin. Problem pojawia się wtedy, gdy ten sam gatunek przenosi się z lasu do szpitala lub na pole uprawne.

Tak dzieje się z pleśniami z rodzaju Aspergillus. W naturze pomagają w obiegu składników odżywczych. Natomiast w płucach osoby z astmą, POChP, po chemioterapii czy po ciężkim COVID-19 mogą wywołać ciężkie zapalenie, które w skrajnych przypadkach dosłownie niszczy tkanki od środka.

Grzyby, które rozkładają liście w lesie, mogą w szpitalu wywołać śmiertelne zakażenie płuc i nie reagować na standardowe leczenie.

Ta sama grupa pleśni niszczy też ziarno w silosach, zanieczyszcza kukurydzę, orzechy i zboża toksynami oraz przyczynia się do wielomiliardowych strat w rolnictwie.

Aspergillus – mistrz dostosowania się do nowych warunków

Zespół dr. Normana van Rhijna z Uniwersytetu w Manchesterze przeanalizował, jak trzy szczególnie groźne gatunki – A. flavus, A. fumigatus i A. niger – będą się rozprzestrzeniać do końca stulecia. Do modeli komputerowych wprowadzono różne scenariusze klimatyczne, w tym taki, w którym świat nadal mocno opiera się na paliwach kopalnych.

W tej wersji przyszłości mapa staje się niepokojąco jasna: duża część Europy staje się znacznie bardziej przyjazna dla tych pleśni. Wynika to z faktu, że Aspergillus ma bardzo elastyczny genom i potrafi żyć praktycznie wszędzie – w glebie, na ziarnie, w piórach ptaków, a nawet w szkieletach koralowców.

Rolnictwo i medycyna używają podobnych środków – to napędza oporność

Rolnicy na całym świecie chronią pszenicę, orzechy i inne uprawy azolowymi środkami grzybobójczymi. Lekarze stosują prawie identyczne związki chemiczne u pacjentów z zakażeniem grzybiczym płuc. Ten zbieg okoliczności przyspiesza selekcję szczepów odpornych na leczenie.

Każde pole opryskiwane azolami to większa szansa, że zarodniki w środowisku nabiorą odporności i trafią później na oddział intensywnej terapii.

Efekt przypomina dobrze znany problem antybiotyków i bakterii – im więcej chemii w otoczeniu, tym większa presja, by przeżyły tylko najbardziej odporne grzyby.

Zmiany klimatu przestawiają globalną mapę pleśni

Temperatura, wilgotność i gwałtowne zjawiska pogodowe decydują, gdzie zarodniki się osadzają i kiełkują. Gdy rośnie średnia temperatura i częściej pojawiają się ekstremalne zjawiska, grzyby dostają sygnał do migracji i przyspieszonej adaptacji.

Modele przygotowane przez badaczy pokazują, że przy wysokiej emisji gazów cieplarnianych:

• zasięg A. flavus w Europie może zwiększyć się o około 16%,
• zasięg A. fumigatus, najczęstszego sprawcy inwazyjnej aspergilozy, może wzrosnąć aż o 77,5%,
• nawet o kilka milionów więcej mieszkańców kontynentu znajdzie się w strefie realnego ryzyka zakażenia.

Ciekawostką jest, że niektóre regiony Afryki mogą stać się wręcz zbyt gorące dla części pleśni. W praktyce oznacza to przesuwanie się problemu między kontynentami, a nie jego zniknięcie.

Nowe ogniska chorób w szpitalach i na polach

Placówki medyczne już teraz zmagają się z ogniskami zakażeń pleśniowych po remontach, burzach piaskowych czy powodzi, gdy do powietrza trafiają ogromne ilości zarodników. Na oddziałach intensywnej terapii rośnie liczba przypadków powikłań grzybiczych u chorych po grypie i po COVID-19.

Równocześnie rolnictwo coraz częściej płaci za pleśnie realnymi pieniędzmi. W latach z wyjątkowo intensywnym rozwojem Aspergillus straty sektora kukurydzy w Stanach Zjednoczonych sięgają około miliarda dolarów rocznie. Ocieplenie oraz dłuższe okresy wysokiej wilgotności poszerzają „okno”, w którym pleśń może rozwijać się w silosach i na polach.

Dlaczego obecne leki często zawodzą

Oporność na azole rośnie szczególnie szybko w Europie i Azji. Pacjenci z zakażeniem wywołanym opornym Aspergillus umierają częściej niż co drugi przypadek, między innymi dlatego, że kolejne linie leczenia są toksyczne dla nerek i wątroby.

Agencje zdrowia publicznego zaczęły śledzić geny oporności w glebie, kompostowniach i materiałach rolniczych. Chodzi o to, by wychwycić groźne szczepy, zanim dotrą do pacjentów z osłabioną odpornością.

Błędne koło fungicydów

W miarę jak wydłużają się sezony wegetacyjne, a choroby roślin nasilają się z powodu ciepła i wilgoci, rolnicy w wielu krajach sięgają po jeszcze większe ilości środków grzybobójczych. W konsekwencji presja selekcyjna na grzyby narasta, a odporne szczepy stają się coraz powszechniejsze.

Więcej środków chemicznych na polach to z jednej strony lepsze plony, z drugiej – szybsze pojawianie się pleśni, których nie da się już zabić standardowym lekiem w szpitalu.

Zagrożony jest nie tylko człowiek, ale i bezpieczeństwo żywności

Aspergillus to nie jedyny problematyczny rodzaj grzybów. Fusarium pustoszy pola pszenicy i owsa oraz produkuje toksyny groźne dla ludzi i zwierząt. Cryptococcus może powodować ciężkie zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych, zwłaszcza u osób z zaawansowanym AIDS. Wszystkie te patogeny reagują na ocieplenie, przesuwając swoje zasięgi i wydłużając sezon aktywności.

Toksyczne metabolity pleśni, tzw. mykotoksyny, stanowią oddzielny problem. Nie da się ich usunąć przez zwykłe gotowanie czy pieczenie. Dlatego ziarno przechowywane zbyt długo w ciepłych, wilgotnych silosach często trzeba wyrzucać lub mieszać z „czystymi” partiami, co i tak niesie ryzyko zdrowotne.

Jak naukowcy próbują wyprzedzić grzyby

Szacuje się, że na Ziemi istnieje od 1,5 do 3,8 miliona gatunków grzybów. Opisanych naukowo jest mniej niż 10%, a sekwencjonowany materiał genetyczny ma tylko niewielka część z nich. Brak podstawowych danych utrudnia tworzenie szczepionek i bezpieczniejszych leków.

Światowa Organizacja Zdrowia w 2022 roku dodała Aspergillus i niektóre gatunki Candida do listy priorytetowych zagrożeń. Eksperci apelują o zbudowanie sieci monitoringu, która łączyłaby pomiary jakości powietrza, badania w rolnictwie i dane ze szpitali.

• czujniki i filtry powietrza – informacja o poziomie zarodników w czasie zbliżonym do rzeczywistego,
• regularne badania próbek gleby, ziarna i kompostu – wczesne wykrycie opornych szczepów,
• systemy raportowania w szpitalach – szybkie wychwycenie nietypowych zakażeń.

Taka siatka danych mogłaby wskazywać „gorące punkty”, w których trzeba ograniczyć stosowanie niektórych fungicydów, poprawić systemy wentylacji albo wprowadzić dodatkowe środki ochrony dla pacjentów wysokiego ryzyka.

Co może ograniczyć ryzyko w nadchodzących latach

Specjaliści podkreślają, że nie istnieje jedna cudowna interwencja. Chodzi raczej o zestaw działań na kilku poziomach naraz: od klimatu, przez politykę rolną, po codzienne praktyki w szpitalach i domach.

Zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych może spowolnić rozszerzanie się zasięgu pleśni. Rozsądna polityka środków grzybobójczych – na przykład rotacja substancji czynnych i ograniczanie profilaktycznych oprysków – hamuje rozwój oporności. W budynkach większe znaczenie zyskują wentylacja, filtry powietrza i unikanie wilgoci sprzyjającej rozwojowi pleśni.

Im mniej szans damy grzybom na „przećwiczenie” leków w środowisku, tym większa szansa, że farmakoterapia zachowa skuteczność wtedy, gdy będzie naprawdę potrzebna.

Z perspektywy pojedynczego człowieka warto pamiętać o systematycznej kontroli miejsc narażonych na wilgoć – piwnic, łazienek, starych okien czy klimatyzatorów. Osoby z chorobami płuc lub obniżoną odpornością powinny konsultować przewlekły kaszel czy niewyjaśnioną duszność także pod kątem zakażeń grzybiczych, a nie tylko bakteryjnych.

Grzyby przez miliony lat pełniły rolę cichego sprzątacza. W erze ocieplenia klimatu i intensywnej chemizacji rolnictwa niektóre z nich zaczynają jednak wychodzić z cienia. Od tego, jak szybko zareagujemy – badaniami, regulacjami i rozsądnymi nawykami – zależy, czy pozostaną trudnym, ale kontrolowalnym przeciwnikiem, czy staną się jednym z głównych zagrożeń zdrowotnych nadchodzących dekad.